泡沫沥青温拌再生混合料的路用性能测试分析

姚利 唐从荣

（1.江苏森淼工程质量检测有限公司，江苏 镇江 212000；2.南京苏通路桥工程有限公司，江苏 南京 210000）

0 引言

近年来江苏省公路处于投资多、建成里程长、建设速度快、发展质量好的一个时期，公路网络技术等级结构逐步优化，在建的高等级公路基本采用沥青路面，这种沥青混合料的生产和施工温度高，不仅要消耗大量的能源，而且还会排放出大量的废气和粉尘，严重影响周围的环境质量和施工人员的身体健康。节能环保也是国际社会普遍关注的重大问题和国际社会的共同责任，而泡沫温拌沥青技术符合节能环保的发展理念，也能符合工程应用的技术要求，具有突出的优势。徐州、连云港等寒冷地区道路新建、养护工程存在施工期紧、低温施工路面压实度不足的情况，同时沥青铣刨料的利用具有经济性优势，有必要对泡沫沥青温拌再生混合料的性能进行测试分析。

1 泡沫沥青温拌再生混合料的配合比设计方法

1.1 技术要求

泡沫沥青温拌再生混合料的部分原材料的选择需要根据具体需求进行一定的调整。对于泡沫沥青温拌再生混合料的集料选择，与热拌沥青混合料标准相同。但沥青胶结料有必要选择不同的等级。相比较热拌沥青混合料，泡沫沥青温拌再生混合料的拌和与施工温度较低，拌和与施工时的老化程度会降低。较低的生产温度可能限制温拌沥青混合料中RAP 的类型与掺量。

泡沫沥青温拌再生混合料的集料级配设计需要进行一定的调整。由于泡沫沥青温拌再生混合料的强度与性能特征要与热拌沥青混合料相近，设计的体积特征可能与热拌不同。试件的制作与养生条件的流程需要进行一定的修改。对于泡沫沥青温拌再生混合料，混合料的裹覆性、和易性和可压实性必须进行直接评价，而不是以粘度为基础的混合料压实温度进行评价。

沥青用量的选择不需要对试件成型方法做重大的调整。研究表明体积特性很重要，包括Superpave 混合料设计方法，因此进行泡沫沥青温拌再生混合料与热拌沥青混合料性能的比较，需要保证两种混合料的体积性质相同。

泡沫沥青温拌再生混合料的生产温度与沥青等级、RAP 用量有一定的关系，因为泡沫沥青温拌再生混合料较低的生产温度将减少沥青的老化程度，同时，RAP 与新沥青的混合程度与温度有关。泡沫沥青温拌再生混合料使用与热拌沥青混合料相同标号的沥青，对于降低温度在30℃或者更多的温拌沥青混合料，有必要增加沥青的高温性能，满足抗车辙性能。

1.2 配合比设计

Superpave 设计方法制备的沥青混合料具有级配优、性能好的特点，泡沫沥青温拌再生混合料配合比设计参考Superpave 设计方法。Superpave 设计方法是根据初选的粗、中、细三个级配计算初始沥青用量，按照初始沥青用量成型试件并计算空隙率为4.0%时所需的沥青用量及相应的矿料间隙率（VMA）、沥青饱和度（VFA）、粉胶比（DP）、初始旋转次数压实度等沥青混合料体积性质指标。

试件的成型采用旋转压实仪，结合使用经验，设定单位压力为0.6MPa。以铣刨料掺量20%的泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20 为例，选择压实次数N 最初为8 次，N 设计为100 次，N 最大为160 次。由于粗细铣刨聊抽提结果分别为3.9%和4.6%，故设计中铣刨料的沥青用量为1.04%，为使混合料的总沥青用量达到估算沥青用量，故仅需分别额外添加3.58%、3.62%、3.67%的新沥青。依据矿料间隙率（VMA）、沥青饱和度（VFA）、粉胶比（DP）等评价指标对三个级配的混合料进行比对，并结合工程应用经验选择合理的级配作为设计级配。

设计级配确定后，并根据设计经验，取Pb 为4.6%，由于铣刨料沥青用量为1.04%，故需分别添加3.06%、3.56%、4.06%、4.56%四个新沥青用量进行旋转压实试验。根据4.1%、4.6%、5.1%、5.6%四个沥青用量的体积性质绘制曲线图，通过图表插值法得到空隙率4.0%时对应沥青混合料的沥青用量为4.63%，根据经验取设计沥青用量为4.6%。按照初步确定的沥青用量成型试件，验证拟定沥青用量在设定的最大压实次数时的体积性质指标，最终确定混合料的合理级配和沥青用量。

2 泡沫沥青温拌再生混合料的水稳定性分析

由于RAP 中老化沥青与新沥青的融合程度可能会影响旧集料的再生效果，进而影响再生沥青混合料的水稳定性能。为此，采用浸水马歇尔试验，针对无RAP 掺量、20%RAP 掺量的Sup-20 泡沫沥青温拌再生混合料的水稳定性进行分析，测试结果见表1。

表1 沥青混合料水稳定性测试结果

由表1 的测试结果可知，泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20（RAP 掺量为0）的水稳定性能均能满足技术要求，与热拌沥青混合料Sup-20 相当。泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20（RAP 掺量为20%）的水稳定性能均能满足技术要求，略低于厂拌热再生沥青混合料Sup-20。

3 泡沫沥青温拌再生混合料的高温稳定性分析

通过车辙试验对泡沫沥青温拌再生混合料的高温稳定性进行研究，综合评价其高温稳定性能。分别针对不同RAP 掺量（0%、20%）泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20，制作车辙试件并进行车辙试验，测试结果见表2。

由表2 的测试结果可知，泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20（RAP 掺量为0）的高温稳定性能满足技术要求，高于热拌沥青混合料Sup-20。泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20（RAP 掺量为20%）的高温稳定性能满足技术要求，高于厂拌热再生沥青混合料Sup-20。

4 泡沫沥青温拌再生混合料的低温抗裂性分析

沥青混合料低温性能表征的是抵抗低温收缩裂缝的能力，泡沫沥青温拌再生混合料中含有较一定比例的老化沥青，这对于泡沫沥青温拌再生混合料的低温性能存在一定的隐患，因此，判断经过再生后沥青的低温性能是否已恢复到满足使用要求范围内，对于再生沥青混合料的低温性能评价十分必要。

表2 沥青混合料高温稳定性测试结果

通过低温小梁试验，对泡沫沥青温拌再生混合料的低温抗裂性进行研究，综合评价其低温抗裂性能。分别针对不同RAP 掺量（0%、20%）泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20，采用低温小梁试验对混合料的低温性能进行测试分析，测试结果见表3。

表3 沥青混合料低温抗裂性测试结果

由表3 的测试结果可知，泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20（RAP 掺量为0）的低温抗裂性能满足技术要求，高于热拌沥青混合料Sup-20。泡沫沥青温拌再生混合料Sup-20（RAP 掺量为20%）的低温抗裂性能满足技术要求，低于厂拌热再生沥青混合料Sup-20。

5 结论

通过试验分析泡沫沥青温拌再生混合料的水稳定性能、高温稳定性、低温抗裂性，根据试验结果得到如下结论：

（1）泡沫温拌Sup-20 的T283TSR 优于热拌Sup-20；浸水马歇尔残留稳定度与热拌Sup-20 相当。泡沫温拌再生Sup-20 的T283TSR 与浸水马歇尔残留稳定度均略差于厂拌热再生Sup-20。

（2）从车辙试验结果来看，Sup-20 泡沫温拌沥青混合料、Sup-20 泡沫温拌再生沥青混合料的高温性能均较为优越。

（3）从低温抗裂性试验结果来看，泡沫温拌Sup-20 的低温性能优于热拌Sup-20；泡沫温拌再生Sup-20 的低温性能低于厂拌热再生Sup-20。