高掺配率RAP厂拌热再生沥青混合料路用性能分析

郭江庆（湖北省路桥集团有限公司 430056）

高掺配率RAP厂拌热再生沥青混合料路用性能分析

郭江庆
（湖北省路桥集团有限公司 430056）

为了获得生产厂拌热再生沥青混合料过程中的最佳沥青配合比，本文以沥青比分别为40%、55%、70%、85%以及100%的假设条件下，分别验证在RAP沥青混合料的掺配率为40%以及60%的情况下的路用性能，以低温性能、抗水损害性能以及高温性能三方面的试验参数为依据，得出厂拌热再生沥青混合料的最佳沥青配合比取值区间，同时总结在进行高掺配率的RAP沥青混合料施工时的注意事项，以期为此类工程提供理论支持。

高掺配率RAP；沥青配合比；路用性能

0 前言

在道路工程施工过程中所使用的沥青是石油工业的产物，石油作为当前世界各国发展依靠的主要能源，随着各国经济的不断发展，其储量也在急剧减少。除此之外，石油并非可再生资源，无节制地开采会加速石油资源的枯竭。同时用于道路工程的碎石也处于稀缺状态，以北京为例，北京市政府于08年出台政策停止矿山开采许可证的颁发，致使碎石来源大大缩小。因此为了节省资源，提高道路工程材料的循环使用能力，世界各国均开始针对路面循环利用再生技术展开研究，推进再生沥青混合料的发展。

1 高温稳定性

路面的高温稳定性是评价沥青混合料路用性能的重要指标，由于再生沥青混合料中所使用的沥青老化程度较大，且针入度较低，因此可能会对RAP混合料的路用过程中的高温稳定性造成负面影响，特别是在路面的开裂能力和抵抗高温车辙能力方面。本次试用通过车辙试验仪对再生沥青混合料的高温稳定性进行测定和分析，试验流程严格按照相关试验规范进行，所得数据如表1所示。

表1 不同有效沥青比情况下的动稳定度（次/mm)

从表1和图1中可以发现，当60%RAP材料中的有效沥青较多时，其动稳定度较高，有效沥青比较40%RAP材料少时，动稳定度较小，这说明动稳定度和RAP比例有一定关系，并且RAP材料越高，动稳定度越高。这是因为铣刨的沥青混合料随着RAP掺量的提高，老化沥青所占比例增加，新沥青较少的前提下，再生沥青针入度减小，粘度增加，沥青的抗车辙能力得以提高，从而动稳定度较高。

当RAP的掺配率达到60%时，其沥青混合料动稳定度的变化趋势为先升后降，70%为其峰值，由此可见，由于掺配率为60%的RAP混合料中含有较多的老化沥青，当加入大量新沥青时会降低沥青粘度，降低路面抗车辙能力，因此，当 RAP混合料掺配率较高时，需将有效沥青含量控制在一个较低的数额，若新沥青含量过高会造成路面混合料动稳定度快速下滑。当RAP的掺配率为40%时，其沥青混合料动稳定度呈稳定上升趋势，且符合相关规范要求，对比掺配率60%的RAP混合料的相关试验参数不难发现，将 RAP混合料中的有效沥青含量控制在 70%到100%之间，可以获得较高的动稳定度，且在合理范围内，因此70%～100%这一区间为在道路施工过程中推荐的RAP混合料的有效沥青含量。

2 低温抗裂性

沥青混合料的低温抗裂性是指在低温环境下，路面抵抗收缩裂缝的能力，当周围气温较低时，路面受环境因素影响，容易产生路面裂缝，路面出现裂缝以后，水和荷载的双重作用使裂缝得以扩大，进而影响到路面基层，使路面的功能性得以丧失，失去承载能力。再生沥青混合料由于老化沥青的存在，针入度下降，很容易发生低温环境下的脆裂变形，因此，有必要对低温性能进行相关试验，具体采用了小梁弯曲试验对高 RAP掺量下热再生沥青混合料的低温抗裂性进行了评价。试验步骤参照沥青混合料试验规程，试验结果见图2。

从图2中的抗弯拉强度和最大弯拉应变可知，高掺配率RAP混合料中RAP比例越高，热再生混合料的低温抗裂性越差，分析原因可知，这是因为RAP比例越高，老化沥青含量越高，老化沥青的脆硬性影响到了混合料的低温开裂性能，使沥青混合料的路用性能下降。

分析两个掺量下的热再生沥青混合料可知，40%RAP和60%RAP掺量均符合相关规范要求，但是，因为沥青比例的不同，其在各个有效沥青比例下的路用性能又出现不一致，这说明老化沥青的性质对于混合料有一定的性能影响，当沥青含量较高时，因为沥青是弹塑性体，会提高混合料的整体弹塑性能，提高混合料的路用性能，减少脆性，当沥青含量较低时，整体来说，对于混合料的低温性能影响不算太大，综上，高掺配率RAP掺入混合料中，对于混合料的低温抗裂性影响不大，可以消除因为RAP的掺入而导致混合料路用性能不佳的顾虑，在任一各有效沥青含量的情况下，高掺配率RAP对于热再生混合料的低温抗裂性无不利影响。

图2 高掺配率热再生沥青混合料低温性能

3 抗水损害性能

沥青混合料的水损害性能是评价其路用性能的一项重要指标，路面病害中常见的坑槽、剥落等大部分是由于沥青混合料的水损害性能不足导致的，为了评估高掺配率RAP对热再生沥青混合料水损害性能的影响，采用冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验评价其水损害性能。试验结果见图3：

图3 高掺配率沥青混合料残留稳定度和冻融强度比

从实验结果可知，40%、60%掺配率下的沥青混合料冻融劈裂强度以及浸水马歇尔稳定度均在试验要求的范围以内，两种掺配率下的冻融劈裂强度比以及浸水马歇尔稳定度均有相似结果。60%RAP的热再生沥青混合料随新沥青比例的增高而变化不明显，呈现先减少后降低的趋势，最后仍符合规范指标。40%RAP的混合料残留稳定度同样先减少后增加，最大仍高于规定值，结合试验结果以及分析，最佳有效沥青含量在55%～85%之间。

结论

综上所述，厂拌RAP热再生沥青混合料的有效沥青含量不同时，其在路用过程中能够获得良好的高温稳定性，能够使高温车辙情况得到有效预防；在小梁弯曲试验中，通过试验可以得出尽管随着混合料红老化沥青占比的加大，混合料的脆性随之升高且粘性减弱，可能会对RAP混合料的低温性能造成负面影响，但其这一波动仍保持在合理范围之内；在最后的冻融劈裂实验和浸水马歇尔试验中，通过对实验结果的分析可以得出，此类混合料的水稳定性能良好。因此，70%～80%这一区间为施工过程中RAP混合料中有效沥青含量的推荐占比，在这一区间能使混合料的各项路用性能均符合相关标准和规范。

[1]王胜来,时彪,季节,冯杨乃惠. 高掺配率再生沥青混合料的工程应用[J]. 市政技术,2013,03:136-138.

[2]时彪,季节,曹东伟. 高掺配率热再生沥青混合料性能研究[J]. 公路,2013,09:205-208.

[3]董德全. 高掺配率AC-13型温拌再生沥青混合料组成设计与路用性能评价[J]. 中外公路,2014,04:250-255.

U45

B

1007-6344（2016）06-0046-01