回收瀝青路面材料（RAP）性能研究

車俊霖

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

瀝青路面再生與傳統的瀝青路面維修方式相比，能夠節約大量的瀝青、砂石等原材料，節省工程投資，同時有利于處理廢料，保護環境，因而具有顯著的經濟、社會、環境效益[1-3]。評價回收瀝青路面材料（RAP）的路用性能，一方面是為了更好掌握RAP中回收瀝青及回收礦料的性能狀態，另一方面是為了加大RAP的利用率，做到物盡其用，物有所用。

本文研究甘肅省RAP中老化瀝青及回收礦料的利用性能，并與現行規范對比，為其回收利用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 原材料

1.1.1 回收瀝青路面材料（RAP）

以甘肅省境內5條路的回收瀝青路面材料（RAP）為研究對象，進行RAP中礦料性能評價。

1.1.2 老化瀝青

將5條路回收瀝青路面材料（RAP）采用三氯乙烯溶液浸泡后，采用旋轉蒸發器法回收其中老化瀝青，進行老化瀝青性能評價。

1.1.3 原樣瀝青

選用殼牌70#瀝青及SBS改性瀝青。

1.2 試驗方法

RAP主要包括舊集料和老化瀝青，通過抽提試驗，將RAP中的集料和瀝青分離。試驗方案見圖1。

圖1 RAP性能評價指標

1.2.1 老化瀝青性能試驗方法

對老化瀝青的針入度、軟化點、15℃延度及5℃延度進行測試，并與殼牌70#瀝青及SBS改性瀝青進行對比。

1.2.2 RAP中礦料性能試驗方法

將RAP中礦料的級配，粗集料針片狀含量、壓碎值、細集料砂當量、棱角性進行測試，并與現行JTG F40《公路瀝青路面施工技術規范》中相關技術要求進行對比分析。

2 結果與討論

2.1 RAP中老化瀝青性能研究

本文選取6個就地熱再生養護維修路段的RAP進行抽提、回收，對老化瀝青的針入度、軟化點、15℃延度、5℃延度進行測試，并與殼牌70#瀝青和SBS改性瀝青進行對比。試驗結果如圖2所示。

圖2 老化瀝青與新基質瀝青、新SBS改性瀝青常規指標對比

由圖2可見，除了RAP-3以外，其他5個RAP中得到的老化瀝青相比基質瀝青，主要表現為針入度降低、軟化點升高、延度降低。這是由于瀝青在運營過程中經拌和、運輸及后期自然條件光、熱、水耦合作用，加之行車荷載作用，導致瀝青中輕質組分流失，瀝青質增多，瀝青粘度增大，變硬變脆[4]。老化后的瀝青會給就地熱再生帶來一定的風險，為了提升就地熱再生技術的長期性能，建議將舊瀝青針入度值由原規范的大于20（0.1mm）增大至30（0.1mm）。

2.2 RAP中舊集料研究

2.2.1 級配

RAP中的舊集料上粘有一定量的舊瀝青，導致細集料之間相互裹附，影響礦料篩分結果。圖3為0-5mm、5-10mm、10-15mm三檔集料抽提前后篩分曲線對比。

圖3 抽提前后集料篩分變化

由圖3可見，抽提后三檔集料均比抽提前變細，尤其是5-10mm的變化最大，其次為0-5mm，對于10-15mm的影響較小。這是由于RAP破碎過程中粒料粘結在一起，尤其是小顆粒，導致抽提前礦料篩分偏粗，抽提后粘結顆粒分離，篩分變細，尤其是10-15mm檔集料更為明顯。

因此，在實際生產過程中應對RAP抽提后進行級配設計，尤其是在就地熱再生混合料配合比設計時，應以抽提后的RAP中的礦料與新礦料的合成級配作為級配設計依據。同時，在實際生產過程中，施工及檢測單位應加強對5-10mm篩分結果進行加大頻率控制。

2.2.2 粗集料針片狀含量、壓碎值

針片狀、壓碎值是判斷粗集料性能優劣的主要指標。為了研究銑刨料中粗集料性能的變化，本文對比了甘肅省就地熱再生6個路段銑刨料中粗集料針片狀含量和壓碎值的變化，并與規范值進行了對比，試驗結果如圖4所示。

由圖4可見，RAP中粗集料針片狀含量總量均超過規范要求，但壓碎值均能滿足規范要求。這是因為舊集料在行車過程中發生破碎，使集料中薄弱界面破壞，導致針片狀含量增多，但是已經壓碎的舊集料自身巖性沒有發生大的變化，且在運營荷載作用下抗壓性能已經逐步穩定，壓碎值降低[5]。

圖4 RAP中粗集料針片狀、壓碎值與規范值對比

2.2.3 細集料砂當量、棱角性

砂當量和棱角性是細集料重要的控制指標，為了研究銑刨料中細集料的變化，本文對比了甘肅省就地熱再生6個路段銑刨料中細集料砂當量及棱角性的變化，并與規范值進行了對比，試驗結果如圖5所示。

圖5 三種瀝青平均分子量分布圖

由圖5可見，銑刨料中的細集料砂當量均大于新集料規范要求值60%。這是由于銑刨料中細料被瀝青裹覆，經抽提試驗后，仍然有部分瀝青未完全分離，集料表面被一層油膜包裹，增加了集料的疏水性。此外，抽提過程中細集料的黏土礦物被當成礦粉回收，增大了細集料的砂當量，導致砂當量檢測結果偏大。

細集料的棱角性可預測細集料對瀝青混合料內摩擦角和抗流動變形性能的影響。棱角性越大，瀝青混合料的內摩擦角越大，抗流動變形能力越強。6種回收瀝青路面細集料的棱角性均在30s以上，滿足規范要求。

3 結論

本文選擇甘肅省內6個養護路段的銑刨料進行了RAP中老化瀝青及回收礦料的相關性能研究，得出以下結論：

1）回收瀝青相比新瀝青，表現為針入度降低、軟化點升高、延度降低。

2）抽提后三檔集料均比抽提前變細，尤其是5-10mm的變化最大，其次為0-5mm，對于10-15mm的影響較小。

3）RAP中粗集料針片狀含量總量均超過規范要求，但壓碎值均能滿足規范要求；銑刨料中的細集料砂當量均大于新集料規范要求值，細集料棱角性均能滿足規范要求。