RAP厂拌热再生中废旧沥青混合料性能重塑研究

蒋林志

(重庆交通大学)

我国每年路面改建过程中，都有大量的废旧沥青混合料产生，这些废旧沥青混合料大部分都使用了十年左右，如果通过厂拌热再生的方式将这些废旧沥青混合料回收并重复利用，这将每年为我国公路行业建设节省相当大的一笔费用，同时还能够保护环境走可持续发展之路。

厂拌热再生法是先将旧沥青混凝土路面铣刨后运回工厂，通过破碎、筛分，并根据旧料中的沥青含量、老化程度、碎石级配和性能指标，掺入一定量的新集料、沥青和再生剂(必要时)进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标，按照与新沥青混凝土路面完全相同的方法重新铺筑。厂拌热再生具体工艺流程如图1所示。

图1 RAP厂拌热再生工艺流程图

1 废旧沥青混合料(RAP)中矿料级配的调整

沥青路面厂拌热再生技术通过将废旧沥青混合料(RAP)从破损的路面以铣刨的方式回收废料，由于废旧沥青混合料(RAP)回收路源不同，不同路面回收的废旧沥青混合料(RAP)的老化程度不同，存在一定的变异性，变异性的存在将直接影响到再生混合料的路用性能，所以要将不同的废旧沥青混合料(RAP)进行评价然后分类堆放，这样才能对废旧沥青混合料(RAP)进行质量控制，从而保证再生后混合料的质量要求。

由于不同的废旧沥青混合料(RAP)的性能都会不同，需要对废旧沥青混合料(RAP)进行性能评价，其中包括含水率、抽提后RAP中矿料级配、沥青含量。通过这些评价就可以了解所回收的废旧沥青混合料(RAP)的各方面性能，包括骨料被细化的程度，为掺加新矿料提供依据。

以重庆市政道路铣刨的废旧沥青混合料(RAP)为依托，将块状的废旧沥青混合料(RAP)破碎后搅拌均匀后，进行了五组抽提试验，发现抽提后的矿料级配明显发生了细化，这也验证了废旧沥青混合料(RAP)由于多年汽车荷载的反复碾压，使粗矿料在外力反复作用下，发生了破碎，导致废旧沥青混合料(RAP)发生了细化。为了改变废旧沥青混合料(RAP)中矿料的细化现象，需要加入一定级配区间的新矿料，使这些废料具有和新拌沥青混合料一样的矿料级配。本次研究选用目标掺配率为50%，以AC-16I为目标混合料，由于旧料中4.75 mm以下的矿料较多，不需要在新料中继续添加，所以新料中只需添加10～20 mm的矿料，通过各筛孔的通过率以及AC-16I中级配范围中值，发现再生混合料中矿料的级配在上限与下限之间，符合要求。通过对矿料级配的重组，保证了再生混合料的矿料要求，只需再将废旧沥青混合料(RAP)中老化性能进行重塑，同时添加新沥青，再生混合料的性能就会满足规范要求。

2 废旧沥青混合料(RAP)中老化沥青性能重塑

2.1 沥青的老化过程

沥青的老化是一个物理变化和化学变化的过程，它与热、氧、光等外界条件相关，新沥青混凝土路面在摊铺的时候沥青混合料温度达160℃，而沥青的温度也达到了160℃以上，沥青在180℃左右时就会很快的老化，因此，沥青在加热铺筑过程的老化也是最剧烈的老化方式。另外，新沥青混凝土路面在铺筑以后，在行车载荷、其他自然因素的作用下，它的路用性能会不断的下降，路面就会失去一定的柔软性，变脆变硬，病害的破损也会相继的出现。这说明沥青路面在使用过程中，沥青也在逐渐老化。通过对回收的废旧沥青的化学组分和新沥青材料相比较，发现废旧沥青的组分和性能有了明显的变化，具体表现为油分减少、胶质和沥青质增加;其路用技术指标表现为粘度增大、针入度降低、软化点上升，延度降低。这也就是说，沥青越老化，其油分越少，胶质和沥青质越多，粘度、软化点越高，针入度、延度越低。

2.2 老化沥青再生试验

从废旧沥青混合料(RAP)中提取老化沥青难度较大，可以通过模拟老化的试验方法来了解老化沥青的性能，采用旋转薄膜烘箱将新沥青进行模拟老化。本研究采用70#基质沥青作为原样沥青进行老化试验，70#基质沥青实测三大指标如表1所示。

表1 70#沥青实测三大指标和技术标准

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中对旋转薄膜烘箱试验规定的方法步骤，进行老化一个周期的试验，本再生剂最佳掺配量为5%，与老化后的沥青在室温条件下进行7 h的反应，反应后进行再生沥青的三大指标试验，数据汇总如表2所示。

表2 老化及加入再生剂后三大指标

通过试验可以看出，加入再生剂后，再生沥青的三大指标达到了技术标准的要求，说明废旧沥青混合料(RAP)在添加再生剂后可以达到新沥青的标准，同时在进行厂拌热再生过程中再添加一定量的新基质沥青，在一定的掺配率的情况下，废旧沥青混合料(RAP)可以完全达到新拌和沥青混合料的性能要求。

3 总结

沥青混合料厂拌热再生是一种即能够节省原材料又可以保护环境的路面预防性养护技术。在进行厂拌热再生时，对回收的废旧沥青混合料(RAP)进行分类筛分堆放，并通过对废旧沥青混合料(RAP)中矿料级配和老化沥青的研究分析，依照回收废料的实际情况，确定合理的掺配率，可以对废旧沥青混合料(RAP)性能进行重塑的，并且再生后的沥青混合料性能不低于新拌沥青混合料。这一技术的不断成熟和完善，将会为我国公路建设节省一大笔成本费用。

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［1］刘先淼，朱战良，王欣，等.厂拌热再生沥青技术在广佛高速公路路面大修工程的应用［J］.公路，2004，(11).

［2］张登良.沥青与沥青混合料［M］.北京：人民交通出版社，1993.25-80.

［3］中华人民共和国交通部.公路沥青路面再生技术规范(JTG F41-2008)［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［4］中华人民共和国交通部.公路沥青路面施工技术(JTG F40-2004)［S］.北京：人民交通出版社，2004.