高性能RAP料配合比設計

宋金華，姬玉平，劉志蕾，張雪松，倪東緒

(河北工業(yè)大學 土木與交通學院，天津 300401)

?

高性能RAP料配合比設計

宋金華，姬玉平，劉志蕾，張雪松，倪東緒

(河北工業(yè)大學 土木與交通學院，天津 300401)

對比分析了振動壓實和重型擊實成型方式下，級配RAP料物理、力學特性，研究表明使用振動壓實的方法更能夠代表實際的壓實效果。采用粒子干涉理論對粗集料級配進行了優(yōu)化，采用最大密度曲線理論Ⅰ法對細集料進行了優(yōu)化，通過變化粗細集料比例，以最大干密度與強度雙優(yōu)化指標優(yōu)選級配，初步提出具有優(yōu)良物理力學特性的級配。在此基礎上，進一步深入研究篩孔通過率對級配RAP料力學性能的影響規(guī)律，并以力學性能最優(yōu)為原則，提出了基于振動成型的級配RAP料骨架密實級配。以劈裂強度為指標，提出了以長度為 2.5 cm，摻量為1‰的仿鋼纖維(PPTF)作為高性能RAP料的增強纖維。

道路工程；高性能RAP料；配合比設計；粒子干涉理論；最大密度曲線理論I法

0 引 言

國內外相關人員對高性能RAP料研究較少，缺乏研究資料，現行規(guī)范也沒有對高性能RAP料做出相關規(guī)定，故對高性能RAP料的研究參照級配碎石的標準執(zhí)行[1]。我國現行規(guī)范對于級配碎石級配要求范圍過寬，雖定性規(guī)定了控制篩孔，但沒有提出合理的控制范圍。級配碎石的設計標準僅在(JTG D 50—2006)《公路瀝青路面設計規(guī)范》中規(guī)定，當采用重型擊實標準設計時，基層壓實度≥98%，CBR≥100%；底基層壓實度≥96%，CBR≥80%，同時在條文說明中又提到振動壓實成型符合骨架密實原則的級配碎石時，CBR值均有所提高。大量的工程實踐表明此規(guī)定只是一般性的規(guī)定，易于實現，但對級配碎石的施工質量起不到實質性的指導作用。鑒于以上原因，有必要對高性能RAP料的配合比設計進行研究。筆者主要介紹了高性能RAP料在配合比設計當中成型方式的確定、礦料級配范圍的確定以及路用纖維種類、尺寸及摻量的研究。

1 原材料檢驗

為了結合工程實踐，課題組在308國道改擴建施工現場取料，并取樣品進行試驗。RAP料材料檢驗并不按照以往的冷再生進行，而是按照級配碎石的標準進行。RAP料的檢測結果見表1，新加集料的檢測結果見表2，本項目擬采用的仿鋼纖維(PPTF)，技術指標見表1。

表1 RAP料的物理性質指標Table 1 Physical property index of RAP material

表2 碎石技術參數指標Table 2 Parameter index of the gravel technology

由表1和表2可見，RAP料的材料物理性質符合規(guī)范中對級配碎石的規(guī)定，這說明RAP料的顆粒強度、顆粒形狀以及細料的性能均能滿足路用需要，新集料的各項性能指標滿足(JTG TF 20—2015)《公路路面基層施工技術規(guī)范》對級配碎石基層材料技術指標的有關規(guī)定。

仿鋼纖維由泰安同伴纖維有限公司提供，并由該公司提供仿鋼纖維的出廠合格證明。項目組將所用仿鋼纖維委托河北道橋工程檢測有限公司進行檢測，經檢測泰安同伴纖維有限公司提供的仿鋼纖維技術指標符合使用要求。技術指標見表3。

表3 仿鋼纖維(PPTF)技術指標Table 3 Technical index of PPTF

2 柔性基層配合比設計

高性能RAP料柔性基層配合比設計分4個步驟：① 分析試件的成型方式，對比分析級配RAP料在不同成型方式下物理力學特性；② 基于振動成型的礦料級配組成設計；③ 路用纖維的種類、尺寸及摻量的研究；④ 根據前3步的成果，制備高性能RAP料試件，并確定其最佳含水量以及最大干密度，為后續(xù)路用性能的研究打下基礎。

2.1 成型方法研究

對高性能RAP料配合比設計進行研究，目的在于通過對RAP料改善級配并摻加纖維獲得高質量的粒料，并通過優(yōu)良的壓實工藝，來提高高性能RAP料柔性基層的強度、剛度及穩(wěn)定性，從而減小軸載作用下的永久變形。室內試驗對于無黏結料試件的成型方法主要包括擊實成型、靜壓成型、搓揉壓實成型、振動成型以及剪切旋轉壓實[2-3]。根據施工現場的實際工況及室內成型條件分別采用擊實成型和振動成型兩種方法進行研究比較。

2.1.1 擊實成型與振動成型試驗參數對比

在重型擊實中，可控變量為落錘高度、錘的質量以及試筒的體積，(JTG F 40—2007)《土工試驗規(guī)程》中規(guī)定，對于粗粒土采用丙法擊實，具體規(guī)定見表4。

表4 重型擊實試驗參數和擊實功Table 4 Heavy compaction test parameters and compaction work

筆者使用的振動壓實試驗儀采用上置平板振動壓實來模擬現場振動壓實的情況，平板上方裝置可調節(jié)轉速和轉動軸位置的偏心輪，通過設置這兩項，為平板施加不同的力量和振動頻率，模擬現場的振動壓實情況[4]。振動壓實法試驗采用的模具與重型擊實法采用的模具基本相同，但壓實方式和壓實功有所不同，振動壓實試驗參數及壓實功見表5。

表5 振動壓實試驗參數和擊實功Table 5 Vibration compaction test parameters and compaction work

無論是振動壓實法還是傳統(tǒng)的重型擊實法，都是通過對材料做功使其逐步壓實，故此混合料的各項性能勢必受到擊實功差異的影響。兩種成型方式擊實功對比可以得出：振動擊實功大約是重型擊實功的2.20倍。由此可知通過振動擊實的混合料相比于重型擊實成型的試件，最大干密度大、孔隙率小。

另外，振動壓實與現在路面常用的振動壓實施工工藝接近，都是采用偏振起振，獲得一個高頻的壓實，采用振蕩傳遞的方法，對需要壓實的結構層進行揉捻擠實，使用振動壓實的方法更能夠代表實際的壓實效果，獲得與實際施工情況更接近的最大干密度和最佳含水量[5]。

2.1.2 不同成型方式下級配RAP料物理、力學特性

根據現有的試驗條件，選擇(JTJ 034—2000)《公路路面基層施工技術規(guī)范》的級配中值(編號為A)和(JTG D 50—2006)《公路瀝青路面設計規(guī)范》的級配中值(編號為B)，兩組級配進行重型擊實成型、振動壓實成型工藝的比較，并檢驗其不同成型方式下級配RAP料物理、力學特性和級配穩(wěn)定性的影響規(guī)律。試驗所選級配見表6。

表6 試驗所選級配Table 6 Selected gradations in the test

1) 最大干密度和最佳含水率對比

選用表6的級配，每種級配選取5個含水量，測定其濕密度，并算出其干密度，得到含水量與干密度曲線如圖1。振動擊實法確定的最佳含水率及最大干密度分別為ω(z)和ρdmax(z)，重型擊實法確定的最佳含水率及最大干密度分別為ω(j)和ρdmax(j)，見表7。

圖1 級配A和級配B的含水量-干密度曲線Fig. 1 Moisture content and dry density relation curve of grade A and grade B

表7 最大干密度和最佳含水率對比Table 7 Comparison between the maximum dry density and the optimum moisture content

從表7可以看出，級配RAP料采用振動壓實獲得的最大干密度大約是重型擊實獲得的最大干密度的1.036～1.048倍，平均為1.042倍，而振動壓實獲得的最佳含水量略低于重型擊實的最佳含水量。

2) 試件成型前后礦料級配變化規(guī)律

試件成型過程會造成集料破碎，為了解級配RAP料試件在成型過程中的級配變化規(guī)律，筆者按表6取兩種成型方式下的最佳含水量下的成型試件，試件成型前后級配曲線見圖2。從圖2可以看出，無論采用何種級配，試件以振動成型時，級配在試件成型前后變化較小，而試件以重型擊實成型時，級配在試件成型前后變化較大。這是由于重型擊實成型和振動成型的壓實機理有所不同，試件采用重型擊實法成型時，混合料顆粒無法大幅度移動，部分集料破碎；而試件采用振動法成型時，在高頻振動作用下混合料被液化壓密，試件內的集料發(fā)生破碎較少。兩種成型方法，從試件成型前后礦料級配變化規(guī)律對比可以看出，振動法成型試件更具有代表性和可靠性，與現場碾壓更加相符。

圖2 試件成型前后級配變化曲線Fig. 2 Gradation change curve of specimen before and after modeling

3) 最佳含水量下的CBR值對比(表8)

表8 最佳含水量下的CBR值對比Table 8 CBR contrast with the optimum moisture content %

由表8可得到，不同級配類型的RAP料振動成型試件的 CBR是重型擊實法成型試件CBR的1.73～1.87倍，平均約為1.8倍。

2.2 級配組成設計研究

2.2.1 級配RAP料最大粒徑的選擇

級配RAP料最大粒徑的選擇同樣參照級配碎石的標準進行。在(JTJ 034—2000)《公路路面基層施工技術規(guī)范》中以CBR為指標，對比分析了最大粒徑為37.5、31.5、26.5 mm的級配碎石混合料，對比結果表明：級配最大粒徑取37.5或31.5 mm，獲得的CBR值都比較高，同時從施工的角度分析，最大粒徑為37.5 mm的級配和最大粒徑為31.5 mm的級配對比，混合料離析嚴重，故此實體工程中級配碎石基層混合料最大粒徑通常采用31.5 mm，而最大粒徑為26.5 mm的集料用在半柔性基層路面結構中比較多[6]。故此從抗變形性能和離析的角度考慮，級配RAP料所選最大粒徑為31.5 mm。

2.2.2 級配RAP料級配組成設計

將銑刨料(RAP料)通過添加新集料改善級配后形成級配RAP料，其強度主要體現在材料的黏結力和內摩阻力。再生級配RAP料和傳統(tǒng)的冷再生(水泥冷再生或泡沫瀝青冷再生等)再生工藝并不相同，其內并不添加任何再生劑來增強其黏聚力，所以提高其強度的途徑就只能從提高其內摩阻力入手。為了提高級配RAP料的內摩阻力，除了要求有優(yōu)質原材料之外，另外還要求有良好的骨架密實型級配，即粗集料形成骨架嵌擠結構其空隙恰好由細集料填充[7]。因此，影響級配RAP料強度的一個重要因素便是其級配組成。

1) 級配RAP料級配的初步優(yōu)化

級配RAP料級配優(yōu)化的原則：粗骨料形成骨架，保證級配RAP料的強度以及抗變形能力，細集料數量恰好填充于粗集料骨架空隙中且不產生干涉，保證級配RAP料的密實度以及穩(wěn)定性，還要從施工易于攤鋪、壓實以及經濟性角度考慮優(yōu)化級配，另外，為了最大限度模擬壓實效果，試件均采用振動成型。

級配RAP料級配設計步驟：以干涉理論為基礎，進行粗集料級配的設計，使用逐級填充方法使粗集料形成骨架嵌擠結構；再以最大密度曲線理論為基礎，進行細集料級配的設計，運用理論計算方法—I法使細集料填充于粗集料骨架空隙之間形成較強的黏聚力；混合料中粗細集料的比例設計，粗集料級配與細集料級配設計結果，采用最大干密度與強度雙優(yōu)化指標優(yōu)選級配，使設計級配形成強嵌擠骨架密實結構[8]。

① 粗集料級配的確定。以干涉理論為基礎，分別采用振動壓實法和重型擊實法對粗集料進行逐級填充試驗，將空隙率最小作為判別指標，來確定粗集料的級配。粗集料分為D1(19.0～31.5 mm)、D2(9.5～19 mm)、D3(4.75～9.5 mm)3種規(guī)格。

將D2集料按D1集料用量的 5%逐級遞增內摻到D1集料中，進行重型擊實以及振動擊實試驗，試驗結果見圖3(a)，接著將D3粒徑的集料按D1和D2集料總用量的5%逐級遞增內摻到D1和D2集料中，進行重型擊實以及振動擊實試驗，試驗結果見圖3(b)。

圖3 逐級填充曲線Fig. 3 Progressively filling curve

由圖3(a)可以看出，隨著D2摻量的增大，兩條曲線都呈現先減小后增大的趨勢，說明D2摻量剛開始時能夠起到穩(wěn)定骨架兼密實的作用，使結構空隙率降低，當繼續(xù)增加D2摻量，D2用量過量，使得D1形成的骨架結構遭受到破壞，故空隙率增大。把空隙率最小作為指標，運用重型擊實法和振動壓實方法確定的D1∶D2用量比分別為65∶35、70∶30。由圖3(b)可以看出，隨著D3摻量的增大，兩條曲線也都呈現先減小后增大的趨勢。同樣以空隙率最小為指標，運用重型擊實法和振動壓實方法確定的D1∶D2∶D3用量比分別為48∶27∶25、50∶20∶30。

② 細集料級配的確定。根據I法計算不同粒徑細集料所對應的x值，取I=0.7～0.9，計算不同的I值所對應的細集料的級配，見表9。

表9 I法計算細集料比例Table 9 Fine aggregate ratio calculated by I method

細集料在級配RAP料中主要是填充粗骨料形成骨架空隙，并使粗集料形成具有一定強度的整體。假如級配RAP料粗集料骨架結構相同，那么起填充作用以及黏結作用的細集料的強度，可以間接地反映出整個級配RAP料試件的強度，故此骨架嵌擠結構的穩(wěn)定性需要細集料有足夠的強度來保證。級配RAP料細集料的I值-CBR、I值-抗壓強度的關系曲線見圖4和圖5。由圖4可以看出，細集料形成的級配RAP料試件CBR值隨著I值的增大呈現出先增大后減小的趨勢，并在0.8附近，CBR值出現峰值。由圖5可以看出，細集料形成的級配RAP料試件抗壓強度隨著I值的增大呈拋物線變化，在I值為0.8時出現峰值。綜合圖4和圖5兩條曲線，可以得出I值在 0.75～0.85 區(qū)間時級配RAP料細集料試件呈現出較強的抗變形能力。因此，I值取 0.75～0.85較為合適。

圖4 I 值-CBR 關系圖Fig. 4 Relationship between I and CBR

圖5 I 值-抗壓強度關系圖Fig. 5 Relationship between I and compressive strength

③ 粗集料與細集料的比例研究。根據確定出的粗集料級配、細集料級配及粗細集料比例(55∶45、60∶40、65∶35、70∶30、75∶25)擬定級配，并進行不同級配的振動擊實試驗和CBR試驗，具體試驗結果見表10，表11。

表10 擬定級配Table 10 Protocol gradation

表11 擬定級配的物理力學特性Table 11 Physical and mechanical properties of the protocol gradation

由表11可以看出，大多數情況下，試件的干密度和強度同步增大，這是因為粗集料在混合料中構成了骨架嵌擠結構，而細集料恰好填充到空隙中，形成了骨架密實結構。但也存在干密度大的試件對應的強度反而小的情況，這是因為混合料中粗集料被細集料包裹，粗集料懸浮于細集料中而不能形成骨架嵌擠結構，混合料空隙率小，故而導致干密度較高，強度反而較低。

④ 初選級配。通過對表11中不同級配的干密度、CBR 強度試驗結果對比分析，從中選出10組干密度和CBR 強度兩個優(yōu)化指標均較好的級配，詳見表12。

表12 10組初選級配Table 12 10 groups of primary grading

2) 基于振動成型的級配RAP料組成設計

① 集料各篩孔通過率對級配RAP料力學特性的影響規(guī)律研究

以級配23為基礎研究各規(guī)格集料篩孔通過率對級配碎石力學特性的影響規(guī)律，并在此基礎上，提出基于振動壓實的級配RAP料骨架密實推薦級配。19、4.75、2.36、0.6、0.075 mm 篩孔通過率對力學特性的影響特性見圖6。由圖6(a)～圖6(c)可以看出，隨著19 mm篩孔通過率的增加，級配RAP料CBR值、抗壓強度以及回彈模量的變化趨勢均呈拋物線趨勢，且峰值均出現在65%附近。綜合3條曲線，19 mm 篩孔通過率推薦為60%～68%。由圖6(d)～圖6(f)可以看出，隨著 4.75 mm 篩孔通過率的增加，級配RAP料的CBR值、抗壓強度以及回彈模量的變化趨勢均呈拋物線趨勢，且峰值均出現在35%附近。綜合3條曲線，4.75 mm 篩孔通過率推薦為 32%～40%。由圖6(g)～圖6(i)可以看出，隨著 2.36 mm 篩孔通過率的增加，級配RAP料的CBR值呈“S”型變化、抗壓強度以及回彈模量均呈拋物線趨勢變化，3條曲線峰值均出現在 30%附近。綜合3條曲線，2.36 mm 篩孔通過率推薦為 24%～32%。由圖6(j)～圖6(l)可以看出，隨著0.6 mm 篩孔通過率的增加，級配RAP料的CBR值、抗壓強度以及回彈模量的變化趨勢均呈拋物線趨勢，且峰值均出現在17%附近。綜合3條曲線，0.6 mm 篩孔通過率推薦為15%～23%。由圖6(m)～圖6(o)可以看出，隨著 0.075 mm 篩孔通過率的增加，級配RAP料的CBR值、抗壓強度以及回彈模量的變化趨勢均呈拋物線趨勢，且峰值均出現在9%附近。綜合3條曲線，0.075 mm 篩孔通過率推薦為 6%～10%。

圖6 19、4.75、2.36、0.6、0.075 mm 篩孔通過率-力學特性曲線Fig. 6 Relation curve of 19、4.75、2.36、0.6、0.075 mm sieve passing rate and mechanical properties

② 提出基于振動成型的級配RAP料骨架密實級配

依據試驗結果(表11、圖6)和成型試件的骨架密實情況，推薦出基于振動成型的級配RAP料骨架密實級配，見表13。

表13 基于振動成型提出的骨架密實級配與規(guī)范級配對比Table 13 Comparison of standard grading and skeleton dense grading based on vibration molding

由表13可以看出，推薦級配和設計規(guī)范級配以及施工規(guī)范級配相比，具有“三多一少”的特點，即>0.075 mm的集料、<4.75 mm的集料以及>9.5 mm的集料用量多，4.75～9.5 mm的集料用量少，對比3種級配，筆者提出的骨架密實級配不僅更易于形成強嵌擠力，獲得較高的強度，而且級配波動范圍小，更易于級配設計的操作。

2.3 纖維種類、尺寸及摻量的研究

長期的實踐經驗已經證明聚酯纖維、木質素纖維、聚丙烯纖維、礦物纖維及仿鋼纖維等，可以作為道路建筑材料的纖維添加劑[9]。由于級配RAP料是散體材料，其密度與纖維密度相差較大，故在路用纖維的選擇上除了考慮級配RAP料力學性能的提高，同時纖維能否均勻地分散于級配RAP料中也需要我們重點考慮。

按照常規(guī)的方法制備混合料，再加水之前，首先將級配RAP料拌合均勻，然后在加入定量的路用纖維干拌，直到纖維均勻地分布，再添加水進行濕拌。對成型好的試件，無需養(yǎng)生，立即使用路面材料強度儀對其進行劈裂試驗。

2.3.1 纖維長度與摻量的選擇

試驗混合料級配按照推薦級配中值統(tǒng)一設置，采用振動壓實成型試件，以劈裂強度作為纖維優(yōu)化的標準。選擇劈裂強度為判別指標，是由于級配RAP料摻加纖維前后，劈裂強度的變化比較大，容易判定[10]。試驗時采用的壓實度為 98%，為了保證試驗的可靠性，每組成型13個試件，變異系數要求不大于 20%。

1) 試驗方案

① 纖維種類：本項目擬采用仿鋼纖維；

② 尺寸：直徑固定，長度選取1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 cm，共5個尺寸；

③ 纖維的摻量(質量比)：0、1‰、2‰、3‰、 4‰，共5種摻量；

④ 評價指標：劈裂強度。

2) 纖維摻量和尺寸的確定

試驗過程中，課題組首先測定的是不加纖維的級配RAP料的劈裂強度，以空白試件作為基準，然后再進行同一種級配，同一含水量下摻加不同纖維的級配RAP料劈裂強度的平行試驗，試驗結果見圖7。

圖7 摻加纖維后的劈裂強度試驗結果Fig. 7 Test results of splitting strength after adding fiber

由圖7可以看出，較低摻量以及適宜尺寸的纖維類型，對于改善級配RAP料劈裂強度效果良好。隨著纖維摻量的增加，劈裂強度隨之先增大后減小。尺寸太小或者過長，其劈裂強度提高愈小。從而得出結論，纖維長度為 2.5 cm、摻量為 0.1%的級配RAP劈裂強度增加最大，為不摻加纖維的級配RAP料的 149.6%。據此，以纖維長度2.5 cm，摻量 0.1%優(yōu)化纖維種類。

2.3.2 纖維種類的確定

根據優(yōu)化的纖維長度，選取4種滿足要求的纖維，以摻量 0.1%進行劈裂試驗。

1) 試驗方案

① 纖維種類：仿鋼纖維、木質素纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維、常見普通纖維，一些纖維表面經過特殊處理；

② 尺寸：纖維長度 2.5 cm；

③ 摻量：0，0.1%；

④ 評價指標：劈裂強度。

2) 試驗結果，見表14，圖8。

表14 不同種類纖維劈裂強度試驗結果Table 14 Test results of splitting strength of different kinds of fibers

圖8 不同種類纖維劈裂強度對比Fig. 8 Comparison of splitting strength of different kinds of fibers

不同種類的纖維摻入級配級配RAP料后，劈裂強度均有提高，而尤以1號仿鋼纖維(PPTF)劈裂強度提高最為顯著，其劈裂強度提高50%左右。所以筆者選用仿鋼纖維(PPTF)作為級配RAP料的增強纖維。

2.4 最佳含水量、最大干密度的確定

按照筆者提出的基于振動成型的級配RAP料組成設計，通過添加新集料來改善級配，并摻加1‰的仿鋼纖維(PPTF)，采用振動成型方式，制備高性能RAP料，同時設置對比組，按照施工規(guī)范、設計規(guī)范連續(xù)級配及設計規(guī)范間斷級配，制備高性能RAP料試件，確定其最大干密度及最佳含水量，為后續(xù)高性能RAP料的路用性能研究埋下伏筆。

選用表15的級配，每個級配選取5個含水量，測定其濕密度，并算出其干密度，試驗結果見表16。

表15 試驗所選級配Table 15 Selected grading in test

表16 不同級配最佳含水量、最大干密度對比Table 16 Comparison of the optimum water content and the maximum dry density of different gradations

從表16可以看出，筆者提出的骨架密實級配的最大干密度值均高于施工規(guī)范和設計規(guī)范級配。在最佳含水率下，按98%壓實度以推薦級配成型的高性能RAP料試件的最大干密度值約為施工規(guī)范級配的1.007倍，設計規(guī)范連續(xù)級配的1.027倍，設計規(guī)范間斷級配的1.002倍，表明筆者基于振動成型推薦的級配的確具有良好的密實度。

3 結 論

1) 對不同成型方式下級配RAP料物理、力學特性進行了分析，結果表明使用振動壓實的方法更能夠代表實際的壓實效果，因此室內采用振動成型對高性能RAP料進行配合比設計更為合理。

2) 提出了基于振動成型的高性能RAP料骨架密實級配，采用該級配振動成型的高性能RAP料試件與采用施工規(guī)范級配以及設計規(guī)范級配成型的高性能RAP料試件相比，物理力學特性更加優(yōu)良。

3) 對路用纖維種類、尺寸及摻量進行了分析，結果表明纖維長度為 2.5 cm，摻量為1‰的仿鋼纖維作為高性能RAP料的增強纖維，劈裂強度提高最為顯著。

4) 高性能RAP料作為柔性基層使用，不僅增加了改建道路基層類型，消除了反射裂縫問題，延長了瀝青路面使用壽命，同時可以充分利用舊路材料，有著巨大的經濟環(huán)保效益。

[1] 拾方治，李秀君，孫大權，等.冷再生瀝青混合料設計方法概述[J].公路，2004(11)：102-107.

SHI Fangzhi，LI Xiujun，SUN Daquan，et al.The design method of cold recycled asphalt mixture[J].Highway，2004(11)：102-107.

[2] 袁峻.級配碎石基層性能與設計方法的研究[D].長沙：東南大學，2004.

YUAN Jun.ResearchonPerformanceandDesignMethodofUnboundAggregateBase[D].Changsha：Southeast University，2004.

[3] 王麗，魏連雨，劉奎穎.冷再生混合料力學性能試驗研究[J].河北工業(yè)大學學報，2003，32(3)：98-102.

WANG Li，WEI Lianyu，LIU Kuiying.Experimental study on mechanical properties of cold recycled mixture[J].JournalofHebeiUniversityofTechnology，2003，32(3)：98-102.

[4] 馬骉，王秉綱.基于抗變形能力的級配碎石組成設計方法[J].長安大學學報(自然科學版)，2007，27(5)：1-5.

MA Biao，WANG Binggang.Graded and broken stone composing design method based on deformation resistance[J].JournalofChang’anUniversity(NaturalScienceEdition)，2007，27(5)：1-5

[5] 袁峻，邵敏華，黃曉明.級配碎石的級配選擇[J].公路，2005(12)：140-145.

YUAN Jun，SHAO Minhua，HUANG Xiaoming.Gradation selection of graded broken stone[J].Highway， 2005(12)：140-145.

[6] 蔣應軍，李頔，馬慶偉，等.級配碎石力學性能影響因素的試驗研究[J].交通科學與工程，2010，26(1)：6-13.

JIANG Yingjun，LI Di，MA Qinwei，et al.Experimental research on influencing factors of strength properties for graded broken stone[J].JournalofTransportScienceandEngineering，2010，26(1)：6-13.

[7] 江濤，孫立軍，劉黎萍，等.基于結構性能的冷再生上基層材料組成研究[J].建筑材料學報，2008，11(6)：666-672.

JIANG Tao，SUN Lijun，LIU Liping，et al.Material composition research of cold recycled upper base based on structural performance[J].JournalofBuildingMaterials，2008，11(6)：666-672.

[8] 李頔.級配碎石材料力學特性和設計方法研究[D].西安：長安大學，2013.

LI Di.ResearchonMechanicalCharacteristicsandDesignMethodofGradedCrushedStoneMaterial[D].Xi’an：Chang’an University，2013.

[9] 周衛(wèi)峰，李彥偉，苗乾，等.纖維級配碎石性能研究[J].建筑材料學報，2015，18(6)：1050-1054.

ZHOU Weifeng，LI Yanwei，MIAO Qian，et al.Study on technical performance of fiber graded crushed rock[J].JournalofBuildingMaterials，2015，18(6)：1050-1054.

[10] 周衛(wèi)峰，李彥偉，張秀麗，等.基于振動成型的級配碎石路用性能及設計標準[J].重慶交通大學學報(自然科學版)，2009，28(3)：559-564.

ZHOU Weifeng，LI Yanwei，ZHANG Xiuli，et al.Pavement performance and design standard of graded broken stone based on vibration molding[J].JournalofChongqingJiaotongUniversity(NaturalScience)，2009，28(3)：559-564.

(責任編輯：譚緒凱)

Mixture Proportion Design of High-Performance RAP Materials

SONG Jinhua，JI Yuping，LIU Zhilei，ZHANG Xuesong，NI Dongxu

(School of Traffic & Civil Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300401，P.R.China)

Firstly，the physical and mechanical properties of gradation RAP material were compared and analyzed in the vibration compaction and heavy hammer compaction tests; and the method of vibration compaction was ensured to be more representative for the actual compaction effect.Secondly，the particle interference theory was used to optimize the coarse aggregate gradation and the maximum density curve theory I method was used to optimize the fine aggregate gradation.Thirdly，the gradations with excellent physical and mechanical properties were proposed preliminarily by changing the ratio of coarse aggregate and fine aggregate and optimizing the gradation with double optimization index，that is the maximum dry density and strength.On the above basis，the regularity for the influence of the sieve pore passing rate on the mechanical properties of gradation RAP material was further researched.Fourthly，according to the principle of the optimal mechanical properties，the skeleton dense gradation of gradation RAP material was put forward on the base of the vibration molding.Finally，taking the split strength as index，the imitated steel fiber (PPTF) with the length of 2.5 cm and the content of 1 ‰ was proposed to be the reinforcement fiber of high-performance RAP material.

highway engineering; high-performance RAP material; mixture proportion design; the particle interference theory; the maximum density curve theory I method

2016-01-24；

2016-12-26

宋金華(1960—)，男，河北衡水人，教授，主要從事路基路面方面的研究。E-mail：sjhua168@163.com。

10.3969/j.issn.1674-0696.2017.06.06

U416.21

A

1674-0696(2017)06-038-10