基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP制備及其性能

楊梓鈺 張碧

摘 要：我國每年會產(chǎn)生大量的廢舊瀝青，造成資源的極度浪費，為了節(jié)約資源，使用廠拌熱再生技術能夠?qū)崿F(xiàn)廢舊瀝青回收再利用。于是文章將研究基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP制備及其性能。由于廢舊瀝青的性能不符合規(guī)范要求，所以需要對其進行改善，從而提高其性能。通過加入新瀝青、再生劑等材料能夠?qū)崿F(xiàn)改善作用，但是其中每種材料的摻量不同就會造成RAP性能不同，于是文章通過實驗研究，對制備高速公路RAP的各種材料摻量進行分析，從而設計中性能較好的RAP，最后對制備好的RAP進行性能研究，結果表明文章制備的RAP能夠滿足路用性能。于是能夠降低廢舊瀝青資源的浪費，有助于推動社會可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：廠拌熱再生技術;RAP;制備;性能

中圖分類號：U416.26;U418.6? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001-5922（2021）04-0193-04

Abstract：My country will produce a lot of waste asphalt every year， resulting in extreme waste of resources. In order to save resources， the use of central plant hot recycling technology can achieve waste asphalt recycling and reuse. Therefore， the paper will study the preparation and performance of highway RAP based on central plant hot recycling technology. Since the performance of waste asphalt does not meet the requirements of the specification， it needs to be improved to improve its performance. The improvement effect can be achieved by adding new asphalt， regenerant and other materials， but the different content of each material will cause different RAP performance， so the paper analyzes the content of various materials for the preparation of highway RAP through experimental research. Therefore， the RAP with better performance is designed， and the performance of the prepared RAP is finally studied. The results show that the RAP prepared in this paper can meet the road performance. Therefore， the waste of waste asphalt resources can be reduced， which helps promote the sustainable development of society.

Key words：central plant hot recycling technology; RAP; preparation; performance

由于我國高速公路的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了大量廢舊瀝青，將會對資源造成較為嚴重的浪費，而且還會造成環(huán)境污染[1-2]。于是人類研發(fā)了一種廠拌熱再生技術，能夠?qū)U舊瀝青進行回收再利用，并且這種方式已經(jīng)在歐洲等地區(qū)廣泛使用，具有較好的應用效果[3-4]。于是我國也開始使用廠拌熱再生技術，從而實現(xiàn)節(jié)約資源、保護環(huán)境的目的。廠拌熱再生技術就是在廢舊瀝青中加入新瀝青、新集料和再生劑等物質(zhì)，從而提高廢舊瀝青的路用性能，使其能夠滿足規(guī)范要求，于是就可以在高速公路建設中進行使用[5-6]。再生RAP制備過程中，不同組成材料的摻量不同將會影響到RAP的性能，于是文章為了得到性能較好的RAP，對其組成材料的摻量進行分析，從而得到最優(yōu)的摻量[7-8]。通過基于廠拌熱再生技術制備高速公路RAP，能夠?qū)⒋罅繌U舊瀝青進行回收再利用，從而節(jié)約資源、保護環(huán)境，符合當代發(fā)展的要求。

1 RAP制備原材料

1.1 新瀝青

選擇一種瀝青，然后按照試驗規(guī)范《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》的要求，對其進行各種指標的測試，檢測結果如表1所示。

1.2 廢舊瀝青路面材料

使用某高速公路中上層銑刨的舊瀝青混合料，基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP中其主要作用的就是舊瀝青和舊集料。在制作再生RAP過程中，加入的廢舊瀝青路面材料為35%，然后對其舊瀝青和舊集料進行性能檢測，結果如表2和表3所示。

由于舊瀝青和舊集料受到各種因素的影響，比如汽車重壓和自然環(huán)境等，從而導致瀝青和集料性能大幅度降低[9]。從表3中可以看出，舊瀝青的性能已經(jīng)不能滿足于規(guī)范要求。因為舊瀝青老化程度比較嚴重，軟化點增大、針入度降低，而且其延度損失非常大，所以舊瀝青性能顯著降低，低溫性能也比較差。但是通過調(diào)查可知當舊瀝青的針入度大于15時，還可以對其進行再利用，從而避免資源浪費現(xiàn)象。

1.3 新集料

基于廠拌熱再生技術，對舊瀝青進行再生，通過實驗之后使其性能滿足規(guī)范，于是為了提高瀝青穩(wěn)定性效果，需要在其中添加新礦料，從而能夠和舊瀝青形成比較好的粘結力。不同類型新集料具有不同的應用效果，在RAP料的制作過程中，使用堿性石料具有不同的應用型效果，能夠滿足規(guī)范要求。由于石灰?guī)r屬于堿性石料，于是在制備高速公路RAP時，選擇該材料作為新集料。石灰?guī)r的粗集料大小在4.75～9.5mm和9.5～16mm，細集料大小范圍在0～5mm，礦粉是石灰?guī)r礦粉。通過對新集料和礦粉進行性能檢測，新集料中包含粗、細集料，檢測結果表明其性能滿足規(guī)范要求。

1.4 再生劑

制備RAP文章使用的再生劑為RA-25型再生劑，然后文章通過不同試驗方法對再生劑的粘度等指標進行測試，其結果如表4所示。

由于再生劑的參量不同，制備的RAP性能也會存在差別，于是文章通過使用常規(guī)檢測方法，得到再生劑的初步參量。然后再將再生劑和舊瀝青進行混合靜置，最后對其進行檢測發(fā)現(xiàn)，加入再生劑能夠提高舊瀝青的綜合性能，且當再生劑參量為舊瀝青的5%時，此時能夠?qū)⑴f瀝青的使用性能達到規(guī)范要求。于是文章在制備高速公路RAP時添加再生劑的量為舊瀝青的5%。

2 基于廠拌熱再生技術制備高速公路RAP

2.1 配合比設計流程

基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP配合比設計流程和普通瀝青混合料大致相同，其設計流程如圖1所示。首先對舊瀝青的特性進行分析和評價，然后確定舊瀝青的摻配比例，還需要對配置高速公路RAP添加的新瀝青和新集料用量和類型進行選擇和分析[10]。從而最終確定出 基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP配合比。

2.2 礦料配合比設計

進行礦料配合比設計時，將AC-20C作為設計目標，舊瀝青的摻配比設計為35%，通過計算之后，制備高速公路RAP料所需的各種用量比例是舊瀝青：（10～20）mm：（5～10）mm：（0～5）mm：礦粉=35：15：20：27：3，經(jīng)過驗算之后，其目標級配滿足規(guī)范要求。表5即為礦料目標配合比設計。

2.3 確定最佳瀝青用量

為了確定出最佳瀝青用量，文章選擇了5個不同的用量，分別為2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%，制成馬歇爾試件。然后實驗的拌制過程為：首先在165℃的拌鍋中將入新集料進行攪拌一分鐘，然后再將新瀝青加入其中進行攪拌一分鐘，再在其中放入礦粉進行攪拌，于是將剛剛攪拌好的混合料從拌鍋中移出作為備用;再將舊瀝青進行攪拌一分鐘之后放入5%再生劑進行攪拌90s;最后將之前準備好的混合料放入其中進行攪拌90s，即可制成馬歇爾試件。然后對試件的性能指標進行測試，得到的結果如表6所示。

通過表6的實驗結果，能夠觀察到毛體積相對密度、空隙率、飽和度等值在不同新瀝青用量情況下的變化趨勢，能夠得到最佳瀝青含量的最小值為2.9%，最大值為3.6%，于是在通過實踐經(jīng)驗，文章將基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP制備中加入3.2%的新瀝青，此時新瀝青為最佳用量。RAP在使用過程中會受到諸多因素的影響，比如施工控制的變異、氣候環(huán)境等，于是可以將新瀝青的摻量控制在3%到3.3%之間即可。

3 基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP性能

通過上述分析可知高速公路RAP的配備比例，包括新瀝青的摻量、礦料配合比等，于是即可得到基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP，為了能夠驗證該RAP的使用性能，需要對其進行路用性能檢測。由于實驗條件限制，智能進行室內(nèi)試驗，一般情況下，對RAP性能進行室內(nèi)檢測時使用凍融劈裂試驗、馬歇爾殘留穩(wěn)定度試驗和車轍試驗，目的在于檢測RAP的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性。最后檢測的的實驗結果如表7所示。

從表7中可以看出，對RAP進行的三個檢測項目結果均滿足規(guī)范要求。所以文章基于廠拌熱再生技術制備的高速公路RAP具有良好的改善作用，能夠滿足瀝青的路用性能，所以可以將其應用到公路建設中。于是通過對舊瀝青的加工處理，得到了能夠應用到實際道路建設工程中瀝青，實現(xiàn)了舊瀝青的回收再利用過程，達到了節(jié)約資源的目的。

4 結語

通過上文基于廠拌熱再生技術的高速公路RAP制備及其性能研究，能夠發(fā)現(xiàn)在RAP配備過程中，比較關鍵的工藝在于對各種組成材料性能的分析，另外還有瀝青和舊集料的指標和級配檢測。在舊瀝青中加入再生劑有助于改善瀝青的性能，能夠提高其流變指數(shù)。使得舊瀝青能夠進行再生利用，并且滿足相關規(guī)范要求，最主要是新瀝青和再生劑的用量，于是文章分別對其進行研究，得到兩者的最佳用量，最后對配備好的RAP進行性能分析，發(fā)現(xiàn)其能夠滿足公路建設工程使用要求。通過對廢舊瀝青進行回收加工再利用，從而能夠使其滿足公路使用要求，于是得到了節(jié)約資源的作用，對環(huán)境保護也起到一定作用，正好符合我國社會可持續(xù)發(fā)展理念、節(jié)能環(huán)保理念。

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