廠拌熱再生瀝青混合料在高溫多雨地區市政道路中的應用分析

摘要：為了研究廠拌熱再生混合料在華南地區的應用，本文主要根據廣州市政道路養護項目，通過調查廣州高溫多雨的氣候條件以及交通條件，科學分析瀝青老化與再生機理，進一步提出有針對性的廠拌熱再生瀝青混合料配比設計以及路面結構設計。為了最大程度還原路面所處環境，驗證該設計在高溫多雨地區應用的合理性，本文在常規試驗的基礎上增加了高溫重載車轍試驗、結構車轍試驗以及浸水車轍試驗，以供參考。

關鍵詞：瀝青混合料；廠拌熱再生；配比設計

隨著我國瀝青路面的快速發展，需要維修養護的項目也在逐漸增多，在環保形勢嚴峻的情況下，妥善處理銑刨舊料成為瀝青道路發展的重點。對于損害嚴重、病害較多的路面而言，通過廠拌而再生技術可以實現對原路面RAP的充分利用，既能解決舊料堆放帶來的環境污染，又能解決砂石料緊張等問題，還可以帶來社會效益與經濟效益。

一、瀝青老化分析與再生機理

（一）瀝青老化分析

瀝青膠結料是道路工程中重要的基礎原材料，良好的瀝青膠結料性能可以確保道路工程質量。在實際施工過程中，瀝青經過長期高溫儲存和反復加熱后易發生不同程度的老化，主要表現為針入度降低、延展性變差、黏度增大，最終導致性能衰減。因此，老化瀝青物理性能指標的恢復不僅與單一組分質量分數有關，還受組分協調作用的影響，瀝青的再生設計應重點關注組分協調與匹配，以確保路用性能。

（二）瀝青再生分析

舊路面材料再生的本質主要表現為瀝青再生，其中，輕質基礎油是老化瀝青再生劑中的主體部分，在一定程度上決定了再生劑的使用性能。同時，瀝青再生也是老化的逆過程，再生機理主要由組分調和理論和相容性理論組成，從根本上來說都是對瀝青四組分之間定量關系的研究，可以實現四組分的平衡，實現瀝青再生的目的。

二、材料評價

（一）舊料分析

結合以上調查分析，此次所選用舊料級配為AC－16，舊料瀝青為70#A基質瀝青。選取一定預處理后舊料進行試驗分析，經破碎、篩分為0～5mm以及5～15mm，試驗技術指標如表2所示。

結合《公路瀝青路面再生技術規范（JTG/T 5521－2019）》可知，此次預處理RAP滿足相關技術要求，可在實際工程中使用。

（二）新石料指標評價

除了充分利用舊料，還要加入一定量的新料，本次試驗對各規格的新添石料的性能進行了檢測，所選用的粗、細集料礦粉均滿足規范要求。

（三）新瀝青指標評價

本次試驗選用的新瀝青為泰國IRPC70#基質瀝青，性能指標如表2所示。

上表顯示，瀝青的各項技術指標均符合《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40－2004的技術要求，可以在工程中使用。

三、級配設計

此次廠拌熱再生配合比設計共計三組，分別為ZAC－13、ZAC－20、ZAC－25，其設計以及試驗過程以ZAC－13為例。為了保障RAP再生利用的路用性能，對預處理RAP選取15%的添加比例進行配合比設計研究。

（一）合成級配

在進行廠拌熱再生ZAC－13瀝青混合料配合比設計時，結合當地高溫多雨的氣候條件以及交通情況，提出工程設計級配范圍，篩分各級礦料，采用人機對話的方式，確定礦料配合比，ZAC－13混合料的集料篩分、合成級配情況如表3所示。

（二）最佳油石比確定

廠拌熱再生ZAC－13瀝青混合料馬歇爾試驗數據如表4所示。

（三）性能驗證

為了檢驗ZAC－13瀝青混合料的目標配合比設計，按照規范要求，對所配瀝青混合料進行了高溫性能及水穩定性檢驗，試驗結果如表5所示。

上表顯示，廠拌熱再生ZAC－13瀝青混合料動穩定度和殘留穩定度、凍融劈裂強度比以及疲勞壽命均符合規范要求，說明設計的廠拌熱再生瀝青混合料是合理的，可以在實際工程中使用。

四、對比分析

為了更直觀地分析廠拌熱再生混合料與普通混合料各性能指標，本文進行了科學的數據比對分析，如表6所示。

x

上表顯示，廠拌熱再生瀝青混合料較普通瀝青混合料性能指標并未有過大的變化，某些特殊指標更優于后者，說明此次廠拌熱再生瀝青混合料設計較為合理，可在實際工程中使用。

五、結語

本研究通過檢測預處理RAP各性能指標，結合華南地區高溫多雨的氣候以及復雜的交通條件初步提出了廠拌熱再生瀝青混合料ZAC－13、ZAC－20、ZAC－25級配范圍，通過對各級配最佳油石比下的瀝青混合料路用性能驗證，得出以下結論：

第一，RAP中舊瀝青針入度與低溫延度均有不同程度的降低，軟化點與60℃動力黏度較新瀝青增大。

第二，與普通瀝青混合料相比，廠拌熱再生瀝青混合料破壞強度增加，破壞形變減少。

第三，對于殘留馬歇爾穩定度表現的水穩定性而言，在滿足技術要求的前提下較普通瀝青混合料略有降低，而凍融劈裂殘留強度比表征的水穩定性略有增強，同時兩項技術的指標增強衰減幅度均較小。

第四，疲勞性能驗證顯示，三個配比下疲勞較普通瀝青混合料略微降低。

第五，對于動穩定度而言，在滿足技術要求的同時，熱再生瀝青混合料動穩定度較普通瀝青混合料有所提高。

第六，通過浸水車轍試驗，模擬華南地區高溫多雨的氣候條件，并進行路用性能驗證，充分了解廠拌熱再生瀝青混合料質量。經試驗驗證，浸水情況下抗車轍性能良好。

經過對不同級配下目標配比疲勞性能、水穩定性、高溫性能以及破壞輕度等的路用性能驗證，各技術指標均滿足規范要求，表明其可在實際工程中推廣使用。

參考文獻：

[1]張生澤.甘肅省公路瀝青路面再生利用關鍵技術研究[D].西安：長安大學，2016.

[2]FALCHETTO A C，MONTEPARA A，TEBALDI G，et al.Microstructural Characterization of Asphalt Mixtures Containing Recycled Asphalt Materials[J].Journal of Materials in Civil Engineering.2013，（25）：45-53.

[3]李曉民，魏定邦，姚志杰，等.再生劑對老化瀝青流變性能和微觀結構的影響[J].建筑材料學報，2018，21（06）：992-999.

[4]曾蔚，王杰，秦永春，等.瀝青多次再生后的性能與其組分的關系分析[J].江蘇大學學報，2022，43（01）：119-124.

[5]張魯軍，趙慶民，曲恒輝，等.瀝青再生劑基礎油分評價與再生機理研究[J].石油瀝青，2020，34（04）：13-17.

[6]任瑞波，范文淼，馮美軍，等.瀝青混合料再生技術研究進展[J]石油瀝青，2020，34（04）：9-12.

作者簡介：胡應（1991），男，土家族，助理工程師，學士學位，主要研究方向為道路與道路材料。