铣刨速度对RAP材料影响的试验研究

周小红

摘要：不同的铣刨速度对 RAP材料的性能有着一定的影响，特别是对RAP材料的级配组成有着较大的影响，本研究对不同的旧沥青混凝土路面采用不同的铣刨速度，对铣刨所得的RAP材料进行筛分试验，得到筛孔通过百分率、级配曲线与各粒径范围所占比例，并对以上结果展开研究。从试验结果中，可以得到铣刨速度较低时，不同路面的回收料的级配差异越小，各粒径范围所占比例的波动越小。

Abstract： Different milling speeds have certain influence on the performance of RAP materials， especially the gradation composition of RAP materials. This study used different milling speeds for different old asphalt concrete pavements. The RAP material obtained by milling was subjected to screening test， and the percentage of mesh passage， gradation curve and the proportion of each particle size range were obtained， and the above results were studied. From the test results， it can be found that when the milling speed is low， the gradation difference of the recycled materials of different road surfaces is smaller， and the fluctuation of the proportion of each particle size range is smaller.

关键词：铣刨速度；铣刨料；级配；RAP材料

Key words： milling speed；milling material；grading；RAP material

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）28-0171-03

0 引言

自沥青路面再生技术得到应用与推广以来，很多学者对RAP材料性能與回收工艺展开了研究。Kim[1]对将SBS改性沥青作为新沥青与旧RAP拌和后的混合料性能进行了研究，采用APA和IDT对0-35%的旧料掺配率下混合料进行试验，结果表明在所有的旧料掺配率下，混合料都显示出良好的性能。方杨[2]等采用两种铣刨方案对其进行铣刨，对RAP矿料级配、沥青含量、回收沥青性质进行对比研究，对于使用7年左右的沥青混凝土路面，推荐采用全厚度铣刨。张明杰[3]等研究表明与整体铣刨回收相比，采用分层铣刨回收，RAP的油石比、旧沥青各性能指标及旧集料各筛孔通过百分率的变异性均较小。邱胜华[4]等在河南连霍高速公路工程项目沥青路面厂拌冷再生施工中通过精确控制泡沫沥青生产参数、改进旧路面铣刨速度、提高旧路面回收料质量等一系列措施保证了冷再生层质量。

基于国内外的研究，对不同路面与铣刨速度对铣刨料性能的影响研究可提高铣刨料的利用率，控制旧料的变异性。因此，进一步对RAP级配组成受铣刨速度的影响试验研究将使得沥青路面回收工艺更加完善。

1 试验

1.1 铣刨方案的设计

在SMA和AC路面的车道上各选取三处铣刨位置，每一铣刨位置分别以4m/min，5m/min，6m/min的速度进行铣刨，路段上具体铣刨调速方案如图1所示。

1.2 筛分试验

按照设计的铣刨方案，可得到18组RAP材料，再将每组RAP材料分为两组，共计36组。按照JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》，对这36组RAP材料进行筛分试验。

2 试验结果与分析

2.1 筛孔通过率和级配曲线

根据筛分试验结果，整理出不同原路面类型和铣刨速度下的RAP筛孔通过率及变异系数表（表1）与RAP级配曲线图（图2）。

总体来看，无论是SMA路面还是AC路面，铣刨速度越快，则RAP材料粒径整体级配越粗，这和已有的研究结论一致。

从表1中可以看出，在同一铣刨速度下对于不同的原路面，各个筛孔通过率的变异系数随着颗粒粒径由粗到细逐渐增大，铣刨速度的增大也使得各个筛孔通过率的波动变大。

图2中的级配曲线在较低的铣刨速度下，SMA路面和 AC 路面越接近，而随着铣刨速度的增加，两者的差距逐渐加大。对于目前的高等级公路，由于经过多次维修造成的路面结构的差异，在铣刨速度较低的情况下，这种差异已经非常小，因此这两种路面的级配也几于接近。换言之，采用较低的铣刨速度对不同的沥青混凝土路面进行铣刨时，所得的RAP材料级配组成与本研究所得级配应该是比较接近的。

2.2 分计筛余

通过对RAP材料的筛孔通过率与级配曲线的分析，可初步判断出铣刨速度对筛孔通过率的波动产生一定的影响，为了解各粒径波动的具体情况，本研究进一步对RAP材料的分级筛余比进行分析，分析结果如表2、图3与图4所示。

分析图3中的粒径含量变化情况可知，0.075mm以下与26.5～37mm颗粒在18组数据中含量都较小，因此在这两者范围中的粒径比例的波动没有太大起伏。忽略这两粒径范围分析其余粒径，可以明显看出4.75～9.5mm的粒径范围所占比例也趋于稳定，在此粒径范围外的波动都比较大，整个曲线呈现出以4.75～9.5mm为中心，两边粒径范围内颗粒比例的不断波动的凸曲线。

从图4中可以发现4.75～9.5mm粒径范围的变异系数最小且只有8%，即可认为在不同原路面类型、不同铣刨速度与不同取样位置的影响下，这一粒径范围所占比例基本不发生变化。

结合对冷再生技术的已有研究可分析以上现象出现的原因，冷再生配合比设计中往往会掺加一些新集料对级配进行调整，通常选用的是0～5mm粒径范围的细集料或者10mm以上的粗集料。因此4.75～9.5mm的颗粒含量对于冷再生混合料显得尤为特殊，这一粒径范围的颗粒含量在冷再生配合比设计中是唯一不可调整的，同样也无法通过铣刨速度进行调整。

3 结论

①不论是SMA路面还是AC路面，铣刨速度越快，RAP材料的整体级配越粗；

②除了4.75～9.5mm粒径范围之外，由铣刨速度变化导致的各粒径范围所占比例的波动较大，随着铣刨速度的减小这种波动有减小趋势；

③对目前的高等级公路，以较小的铣刨速度对不同原路面进行铣刨，可减少因路面类型的不同而导致的RAP材料级配差异过大的问题，使RAP材料质量更易于控制；

④结合①②③结论，在较小的铣刨速度下，可不必对不同路面进行分别铣刨，也不会引起筛孔通过率的较大的波动，但是其铣刨的回收料的级配偏细，相对应的在较大铣刨速度下，铣刨的回收料级配偏粗然而要对不同路面分别铣刨，同时要注意筛孔通过率波动大的情况。因此，在实际工程应用中，建议结合所需RAP材料的变异性要求选择合理的铣刨速度。

参考文献：

[1]Kim S. Performance of Polymer-Modified Asphalt Mixture with Reclaimed Asphalt Pavement[C]//Transportation Research Record， 89th Annual Meeting， National Research Council， Washington DC， 2009，2126：109-114.

[2]方楊，吴传海.基于热再生技术的沥青混凝土路面铣刨速度[J].公路，2013（08）：307-309.

[3]张明杰，祁文洋.铣刨速度对RAP变异性和级配的影响[J]. 石油沥青，2016（04）：12-17.

[4]邱胜华.沥青路面厂拌冷再生施工工艺与质量控制[J].价值工程，2016（10）：120-123.