RAP摻量對SBS改性瀝青熱再生混合料性能影響分析

鄒曉勇

（金華市公路管理局，浙江金華 321013）

0 前言

SBS改性瀝青已經廣泛應用于我國高速公路的建設。SBS改性瀝青路面在運營過程中，在行車荷載和自然因素的反復作用下，SBS改性瀝青將逐漸老化并產生滲水、松散、坑洞等病害。瀝青混合料熱再生是一種實現廢舊瀝青材料資源化重復利用技術，普通瀝青混合料的熱再生已經開展大量研究[1～5]，其工藝日趨成熟[6]，但關于SBS改性瀝青混合料的熱再生研究較少。廢舊瀝青混合料（RAP）摻量是影響再生瀝青混合料性能的關鍵因素[7～8]，本文面向我國大量SBS改性瀝青混合料熱再生的技術需要，圍繞廢舊瀝青混合料料（RAP）摻量對熱再生瀝青混合料技術性能的影響開展研究，以期提出適宜的RAP摻量，完善SBS改性瀝青混合料再生利用技術。

1 熱再生瀝青混合料組成設計

1.1 混合料組成設計

該項研究以浙江省某高等級公路SBS改性瀝青路面為研究對象。為分析RAP摻量對再生瀝青混合料性能的影響，設計了4種瀝青混合料：第一種為100%RAP摻量再生瀝青混合料；第二種70%RAP摻量再生瀝青混合料；第三種為30%RAP摻量再生瀝青混合料；第四種為全新集料的瀝青混合料。

試驗選定再生劑類型為RASD-1，通過試驗確定再生劑用量占老化瀝青的6%。

1.2 新瀝青用量

4種瀝青混合料新瀝青采用SBS改性瀝青。再生混合料最佳油石比通過馬歇爾試驗法綜合確定。4種混合料的最佳瀝青用量確定如表1所列。

表1 混合料設計參數表

2 再生瀝青混合料性能評價

2.1 高溫穩定性

再生瀝青混合料的高溫穩定性采用馬歇爾穩定度試驗和動穩定度試驗評價。

2.1.1 馬歇爾穩定度試驗

馬歇爾穩定度試驗具體試驗結果見表2所列，將試驗結果繪于圖1。

表2 空隙率、馬歇爾穩定度試驗結果一覽表

圖1 不同RAP摻量瀝青混合料空隙率、馬歇爾穩定度曲線圖

通過試驗結果可以得出，100%RAP摻量的瀝青混合料空隙率、馬歇爾穩定度均最大，其余再生瀝青混合料隨RAP摻量的減小，空隙率、穩定度都有所降低，全新的瀝青混合料空隙率、馬歇爾穩定度基本最小。分析原因主要是回收瀝青混合料由于瀝青老化[9]，比較硬，難以壓實，所以空隙率比較大，超過8%，而且瀝青老化導致混合料強度比較高。

2.1.2 車轍試驗

車轍試驗結果見表3所列，將試驗結果繪于圖2。通過試驗結果可以看出回收瀝青混合料由于瀝青老化的原因，瀝青混合料硬，動穩定度最高，全新瀝青混合料穩定度最低，但是4種瀝青混合料動穩定度都滿足規范要求。

表3 車轍試驗結果一覽表

圖2 不同RAP摻量瀝青混合料動穩定度曲線圖

2.2 水穩定性

再生瀝青混合料的水穩定性采用凍融劈裂試驗進行評價。凍融劈裂試驗結果見表4所列，將試驗結果分別繪于圖3和圖4。通過試驗可以得到，回收瀝青混合料的凍融劈裂強度大大降低，凍融劈裂強度比為44.6%，隨RAP摻量減小，再生瀝青混合料的凍融劈裂強度比得到提高。當RAP摻量為30%時，凍融劈裂強度比為82.1%，比全新瀝青混合料凍融劈裂強度比略低，但是滿足規范要求。

表4 凍融劈裂試驗結果一覽表

圖3 不同類型瀝青混合料劈裂強度對比柱狀圖

圖4 不同RAP摻量瀝青混合料TSR比曲線圖

添加RAP料的再生瀝青混合料水穩定性相對較差，其原因主要是回收瀝青混合料難以壓實空隙率大，而且瀝青老化導致瀝青與集料的粘附性降低，從而使回收瀝青混合料水穩定性差。但30%RAP摻量的再生瀝青混合料與全新瀝青混合料的水穩定性相差不大，并滿足規范要求。

2.3 低溫抗裂性

再生瀝青混合料的低溫抗裂性采用小梁彎曲試驗進行評價。小梁彎曲試件尺寸為250 mm×30 mm×35 mm，跨徑為200 mm，在MTS810試驗機上進行彎曲試驗來評價瀝青混合料低溫抗裂性能，加載方式采用應變控制，試驗溫度分別為-10℃，加載速率50mm/min的條件下進行彎曲試驗。

低溫彎拉試驗結果見表5所列，將試驗結果繪于圖5。通過試驗可以看出添加RAP料的瀝青混合料的低溫抗裂性能均較全新瀝青混合料差。100%RAP料的瀝青混合料低溫彎拉應變最低，低溫抗裂性能最差。其原因主要是老化瀝青黏流性降低，脆彈性增強，混合料的抗變形能力降低。

表5 低溫彎拉試驗結果一覽表

圖5 不同類型瀝青混合料低溫抗裂性能對比曲線圖

2.4 靜態模量

在結構設計和計算中需要知道道路材料的彈性模量。為此對于4種瀝青混合料的靜態模量進行測試，具體操作詳見《公路瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTGE20-2011)相應標準，測試為20℃溫度下的靜態模量。具體試驗結果如表6所列，將試驗結果繪于圖6。

表6 靜態模量試驗結果一覽表

圖6 不同RAP摻量瀝青混合料靜態模量曲線圖

通過試驗結果可以看出，100%RAP混合料的靜態模量最大，隨RAP摻量減小，靜態模量呈降低趨勢，30%RAP摻量的再生瀝青混合料與全新瀝青混合料的靜態模量相差不大。

3 結語

通過分析RAP摻量對再生瀝青混合料的技術性能的影響，RAP料的添加量對再生瀝青混合料的高溫性能呈正向影響，RAP料摻量宜取高值；對于再生瀝青混合料的水穩性、低溫性能呈負向影響，RAP料摻量宜取低值。因此，再生瀝青混合料中RAP的摻量應綜合確定。根據本文研究，推薦熱再生瀝青混合料RAP摻配比例為30%，這樣使得瀝青混合料的各項指標均能夠滿足規范要求，并且所獲得的瀝青混合料的靜態模量相對較高。

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