再生瀝青摻入量對瀝青混合料性能影響分析

□文/劉 洋

再生瀝青摻入量對瀝青混合料性能影響分析

□文/劉 洋

主要研究不同再生瀝青摻入量對瀝青混合料高溫抗車轍、低溫抗縮裂以及抗水損害性能的影響。通過改變再生瀝青混合料的摻入量，分別對其進行了馬歇爾試驗、高溫穩定性、低溫抗裂性以及水穩定性。結果表明：隨著再生瀝青摻入量的增加，混合料的馬歇爾穩定度、高溫穩定性、水穩定性有提高的趨勢，低溫抗裂性降低。

再生瀝青；摻入量；混合料；性能

高等級公路大部分采用瀝青作為路面材料。很多瀝青路面由于自然環境的破壞以及使用年限的到達，需要進行維修或者翻修，隨之產生很多瀝青廢料，瀝青廢料不僅會占用土地，同樣會造成環境污染。為降低工程造價，同時保護環境，瀝青廢料的重復利用成為必然趨勢。瀝青路面的再生利用，就是將舊瀝青路面經過翻挖、回收、破碎、篩分等方法處理后，與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，能夠滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝[1]。本文主要是研究再生瀝青摻加量對瀝青混合料性能影響。

1 瀝青材料的選擇及再生瀝青摻入量的確定

選擇天津市某高速公路表面層銑刨料，通過對原路面進行調查與取樣分析，原瀝青混合料級配為AC-20，原石料為石灰巖。再生瀝青混合料選擇AC-20密級配，新集料采用石灰巖，新瀝青混合料為AC-20密級配，通過查找資料并根據我國瀝青老化情況進行研究分析，試驗選擇某常用再生劑。

參照國內外各類場拌再生瀝青試驗數據（再生瀝青的用量一般為10%～50%），采用平行試驗，再生瀝青混合料的摻入量分別為25%、40%，分別對其進行馬歇爾試驗、高溫穩定性、低溫抗裂性以及水穩定性試驗，采用AC-20全新瀝青混合料作為參照組對試驗數據進行對比分析。試驗過程中，除再生瀝青摻入量有差別外，其他試驗條件均相同。

2 不同再生瀝青摻入量的瀝青混合料試驗

2.1 馬歇爾試驗對比分析

采用馬歇爾穩定度試驗，用標準方法將3種混合料（全新料、25%再生料、40%再生料）制成尺寸為φ（101.6±0.25）mm×（63.5±1.3）mm的試件，測定試件的尺寸滿足要求后，按照規定的方法分別測定試件的毛體積密度、空隙率、礦料間隙率以及瀝青飽和度，將恒溫水浴調節至（60±1）℃，采用馬歇爾試驗儀，分別測得瀝青混合料的穩定度和流值指標，見表1。

表1 瀝青混合料馬歇爾試驗結果

由表1可知，各試驗組的結果均滿足馬歇爾試驗結果的技術標準要求。隨著再生混合料摻入量的增加，瀝青混合料的毛體積密度增大空隙率減小，馬歇爾穩定度明顯增大，其他指標變化不明顯，可能由于老化瀝青結構隨著再生劑的摻入而發生了改變從而導致混合料變得越來越密實。

2.2 高溫穩定性對比分析

為測定瀝青混合料的高溫穩定性，擬采用T0719—1993《瀝青混合料車轍試驗》試驗方法制成300 mm× 300 mm×50 mm的車轍試模并分別對3種混合料進行車轍試驗，采用CZ-4型車轍試樣成型儀成型試件。為保證試驗數據更精確，每個試驗組分別制作3個相同試件，舍棄不合理的數據，取動穩定度的平均值，見表2。

表2 高溫穩定性試驗結果

由表2可知，隨著再生瀝青摻入量的增多，瀝青混合料的平均動穩定度提高，混合料的高溫穩定性增強。原因分析：舊料瀝青粘度較大且由于舊瀝青中礦粉較多（長時間的行車荷載作用下，骨料被磨細），隨著瀝青再生料摻入量的增加，混合料整體粘度增加，瀝青和骨料之間的粘結力增大，導致瀝青和骨料之間的粘滯阻力增加，使得整體抗剪切能力增強。

2.3 低溫抗裂性對比分析

瀝青混合料的低溫抗裂性主要反映的就是路面的收縮裂縫，在較為寒冷的北方，瀝青路面的開裂現象更為嚴重，采取何種配比來降低瀝青路面開裂的速率成為越來越多的學者研究的重點。

為分析再生瀝青混合料的摻入量對瀝青低溫抗裂性能的影響，采用MST-810試驗設備并采用T 0715—1993《瀝青混合料彎曲試驗》方法，輪碾法成型試件，保證切割而成的小梁試件尺寸符合長（25±2）mm、寬（30±2）mm、高（35±2）mm的要求。在試驗溫度（-10± 0.5）℃、加載速率50 mm/min的條件下對3組試件進行低溫彎曲試驗，試驗結果見表3。

表3 低溫抗裂性試驗結果

隨著再生料摻入量的增加彎曲勁度模量增大，再生料的摻入量從0%增加到40%，彎曲勁度模量增加了近25%，再生料的摻量和彎曲勁度模量之間幾乎呈線性關系。低溫抗裂性能隨著再生料摻入量的增加而降低。混合料變脆原因：瀝青的老化，分子質量大的分子含量增多，輕質物含量減少，再生劑只能將老化瀝青還原一部分，隨著再生料摻入量的增加導致瀝青混合料的低溫抗裂性降低，從瀝青低溫抗裂性單方面考慮，應嚴格控制再生料的摻入量。

2.4 水穩定性對比分析

我國瀝青路面的損壞大部分與水有關，水可以侵入瀝青與集料的界面導致集料剝落，水通過瀝青路面的縫隙進入到路面內部導致路基濕軟，若不及時處理將會嚴重影響公路的整體穩定性，降低其使用壽命，南方等多雨地區水損害現象更為嚴重。

為分析再生瀝青摻量對混合料水穩定性的影響，采用T0730—2000《瀝青混合料滲水試驗》方法使用滲水儀對3組試件進行滲水試驗，試驗結果見表4。

表4 水穩定性試驗結果

由表4可知，隨著再生料摻入量的增加，滲水系數有減小的趨勢但減小量不明顯，究其原因可能為再生料中瀝青的裹覆力較強，使得混合料的整體密實性有所提高，孔隙率減小，從而阻止了水的進一步滲入。

3 試驗結果分析

隨著再生料摻入量的增加，混合料的高溫穩定性有增大的趨勢，可能由于原瀝青老化導致的瀝青質等大分子物質增多，另外摻入再生劑不能完全保證老化瀝青恢復到原樣，再生瀝青具有較高的粘度。則瀝青混合料隨著再生瀝青混合料摻入量的增加高溫穩定性有所提高。

隨著再生料摻入量的增加，混合料的低溫抗裂性能減小，可能是由于瀝青老化導致其勁度增大，瀝青硬度增加，在外力作用下容易發生破壞，再生瀝青的摻入影響了瀝青混合料整體的低溫抗裂性。

與全新料相比，摻入再生料的瀝青混合料水穩定性有了明顯的提高。原因：舊料中的瀝青與集料之間有了較好的裹覆力，摻入再生劑并不能完全把舊料轉移到新料中去，所以隨著再生料摻入量的增加混合料整體密實，抗水能力增強。

4 結論

1）通過室內試驗證明再生瀝青的摻入量控制在45%以內，瀝青混合料的高溫穩定性低溫抗裂性以及水穩定性等各項指標，均能滿足技術要求。

2）隨著再生瀝青摻入量的增加，與全新瀝青相比，混合料的馬歇爾穩定度有了明顯的提高，主要由于舊料的老化，提高了混合料的高溫抗剪能力。

3）通過對3組試驗數據進行分析，隨著再生瀝青的摻入量增加，與新瀝青進行比較，抗高溫性能有了很大提高，但是低溫穩定性有些下降，應適當控制再生瀝青的摻量，以保證瀝青混合料的低溫抗裂性滿足要求。

4）再生劑并不能完全把老化瀝青轉移到新瀝青中去以及瀝青的復雜結構是影響老化瀝青再生的根本原因，這些原因對瀝青混合料的性能有了很大影響。

[1]JTGF 41—2008，公路瀝青路面再生技術規范[S].

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U414

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1008-3197（2016）06-63-02

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.021

2016-06-08

劉 洋/女，1986年出生，工程師，天津市海河基礎設施建設有限公司，從事工程技術管理工作。