高摻配率RAP廠拌熱再生瀝青混合料路用性能分析

郭江慶（湖北省路橋集團有限公司 430056）

高摻配率RAP廠拌熱再生瀝青混合料路用性能分析

郭江慶
（湖北省路橋集團有限公司 430056）

為了獲得生產廠拌熱再生瀝青混合料過程中的最佳瀝青配合比，本文以瀝青比分別為40%、55%、70%、85%以及100%的假設條件下，分別驗證在RAP瀝青混合料的摻配率為40%以及60%的情況下的路用性能，以低溫性能、抗水損害性能以及高溫性能三方面的試驗參數為依據，得出廠拌熱再生瀝青混合料的最佳瀝青配合比取值區間，同時總結在進行高摻配率的RAP瀝青混合料施工時的注意事項，以期為此類工程提供理論支持。

高摻配率RAP；瀝青配合比；路用性能

0 前言

在道路工程施工過程中所使用的瀝青是石油工業的產物，石油作為當前世界各國發展依靠的主要能源，隨著各國經濟的不斷發展，其儲量也在急劇減少。除此之外，石油并非可再生資源，無節制地開采會加速石油資源的枯竭。同時用于道路工程的碎石也處于稀缺狀態，以北京為例，北京市政府于08年出臺政策停止礦山開采許可證的頒發，致使碎石來源大大縮小。因此為了節省資源，提高道路工程材料的循環使用能力，世界各國均開始針對路面循環利用再生技術展開研究，推進再生瀝青混合料的發展。

1 高溫穩定性

路面的高溫穩定性是評價瀝青混合料路用性能的重要指標，由于再生瀝青混合料中所使用的瀝青老化程度較大，且針入度較低，因此可能會對RAP混合料的路用過程中的高溫穩定性造成負面影響，特別是在路面的開裂能力和抵抗高溫車轍能力方面。本次試用通過車轍試驗儀對再生瀝青混合料的高溫穩定性進行測定和分析，試驗流程嚴格按照相關試驗規范進行，所得數據如表1所示。

表1 不同有效瀝青比情況下的動穩定度（次/mm)

從表1和圖1中可以發現，當60%RAP材料中的有效瀝青較多時，其動穩定度較高，有效瀝青比較40%RAP材料少時，動穩定度較小，這說明動穩定度和RAP比例有一定關系，并且RAP材料越高，動穩定度越高。這是因為銑刨的瀝青混合料隨著RAP摻量的提高，老化瀝青所占比例增加，新瀝青較少的前提下，再生瀝青針入度減小，粘度增加，瀝青的抗車轍能力得以提高，從而動穩定度較高。

當RAP的摻配率達到60%時，其瀝青混合料動穩定度的變化趨勢為先升后降，70%為其峰值，由此可見，由于摻配率為60%的RAP混合料中含有較多的老化瀝青，當加入大量新瀝青時會降低瀝青粘度，降低路面抗車轍能力，因此，當 RAP混合料摻配率較高時，需將有效瀝青含量控制在一個較低的數額，若新瀝青含量過高會造成路面混合料動穩定度快速下滑。當RAP的摻配率為40%時，其瀝青混合料動穩定度呈穩定上升趨勢，且符合相關規范要求，對比摻配率60%的RAP混合料的相關試驗參數不難發現，將 RAP混合料中的有效瀝青含量控制在 70%到100%之間，可以獲得較高的動穩定度，且在合理范圍內，因此70%～100%這一區間為在道路施工過程中推薦的RAP混合料的有效瀝青含量。

2 低溫抗裂性

瀝青混合料的低溫抗裂性是指在低溫環境下，路面抵抗收縮裂縫的能力，當周圍氣溫較低時，路面受環境因素影響，容易產生路面裂縫，路面出現裂縫以后，水和荷載的雙重作用使裂縫得以擴大，進而影響到路面基層，使路面的功能性得以喪失，失去承載能力。再生瀝青混合料由于老化瀝青的存在，針入度下降，很容易發生低溫環境下的脆裂變形，因此，有必要對低溫性能進行相關試驗，具體采用了小梁彎曲試驗對高 RAP摻量下熱再生瀝青混合料的低溫抗裂性進行了評價。試驗步驟參照瀝青混合料試驗規程，試驗結果見圖2。

從圖2中的抗彎拉強度和最大彎拉應變可知，高摻配率RAP混合料中RAP比例越高，熱再生混合料的低溫抗裂性越差，分析原因可知，這是因為RAP比例越高，老化瀝青含量越高，老化瀝青的脆硬性影響到了混合料的低溫開裂性能，使瀝青混合料的路用性能下降。

分析兩個摻量下的熱再生瀝青混合料可知，40%RAP和60%RAP摻量均符合相關規范要求，但是，因為瀝青比例的不同，其在各個有效瀝青比例下的路用性能又出現不一致，這說明老化瀝青的性質對于混合料有一定的性能影響，當瀝青含量較高時，因為瀝青是彈塑性體，會提高混合料的整體彈塑性能，提高混合料的路用性能，減少脆性，當瀝青含量較低時，整體來說，對于混合料的低溫性能影響不算太大，綜上，高摻配率RAP摻入混合料中，對于混合料的低溫抗裂性影響不大，可以消除因為RAP的摻入而導致混合料路用性能不佳的顧慮，在任一各有效瀝青含量的情況下，高摻配率RAP對于熱再生混合料的低溫抗裂性無不利影響。

圖2 高摻配率熱再生瀝青混合料低溫性能

3 抗水損害性能

瀝青混合料的水損害性能是評價其路用性能的一項重要指標，路面病害中常見的坑槽、剝落等大部分是由于瀝青混合料的水損害性能不足導致的，為了評估高摻配率RAP對熱再生瀝青混合料水損害性能的影響，采用凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗評價其水損害性能。試驗結果見圖3：

圖3 高摻配率瀝青混合料殘留穩定度和凍融強度比

從實驗結果可知，40%、60%摻配率下的瀝青混合料凍融劈裂強度以及浸水馬歇爾穩定度均在試驗要求的范圍以內，兩種摻配率下的凍融劈裂強度比以及浸水馬歇爾穩定度均有相似結果。60%RAP的熱再生瀝青混合料隨新瀝青比例的增高而變化不明顯，呈現先減少后降低的趨勢，最后仍符合規范指標。40%RAP的混合料殘留穩定度同樣先減少后增加，最大仍高于規定值，結合試驗結果以及分析，最佳有效瀝青含量在55%～85%之間。

結論

綜上所述，廠拌RAP熱再生瀝青混合料的有效瀝青含量不同時，其在路用過程中能夠獲得良好的高溫穩定性，能夠使高溫車轍情況得到有效預防；在小梁彎曲試驗中，通過試驗可以得出盡管隨著混合料紅老化瀝青占比的加大，混合料的脆性隨之升高且粘性減弱，可能會對RAP混合料的低溫性能造成負面影響，但其這一波動仍保持在合理范圍之內；在最后的凍融劈裂實驗和浸水馬歇爾試驗中，通過對實驗結果的分析可以得出，此類混合料的水穩定性能良好。因此，70%～80%這一區間為施工過程中RAP混合料中有效瀝青含量的推薦占比，在這一區間能使混合料的各項路用性能均符合相關標準和規范。

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