不同RAP掺加量沥青再生混合料利用分析

许百东 盛德路桥建设有限公司

一、潍坊市国省道应用现状

截止到2020年底，潍坊市国省道总里程为2268.612公里，大中修工程每年都将铣刨沥青料十多万方。目前我市国省道大量的铣刨料主要有三种处置方式，一是在沥青拌合站集中存放，目前总量大约30多万吨；二是在低等级的地方道路或城市道路建设时采用热再生技术利用一部分；三是在国省道沥青下面层中也逐渐开始使用。

二、不同RAP掺加量的沥青混合料指标对比分析

潍坊市东、南外环路沥青路面结构设计：上面层为4厘米SMA沥青马蹄脂碎石混合料，下面层为8厘米AC-20沥青混凝土，我们在下面层结构施工中进行了掺加RAP尝试。施工单位有瑞士产安迈Uniglobe320沥青拌合站，该设备是代表国际先进水平的热再生设备，每小时生产能力达到120吨。拌合场存储有沥青铣刨料5万余吨，均来源于国省道一级公路和高速公路，质量稳定可靠。该合同段从设备、人员、技术等方面均具备实施厂拌热再生的条件。

试验对20%和30%两种RAP掺量的沥青再生混合料采用相同的级配设计。（1）试验温度：沥青温度160℃；RAP温度110℃；新集料温度160℃。（2）沥青用量：通过试验确定最佳沥青用量分别为3.5%和3.1%。从试验数据看，随RAP掺量的增加，最佳沥青用量反而减少，说明RAP中旧沥青仍然可以发挥作用。

厂拌热再生混合料中铣刨料的掺加比例主要取决于铣刨料中石子和沥青的质量情况以及热再生设备的性能。试验表明，铣刨料的掺加比例小于20%是最成熟的技术，如果铣刨料的质量较好、再生设备的生产能力允许，可将RAP的掺加比例适当提高。实验数据见表1。

（一）水稳性能

从试验数据看，掺加20%RAP后沥青再生混合料的残留稳定度和残留强度比分别达到91.4和88，比零掺加的混合料分别提高12.4%和2%；掺加30%RAP后沥青再生混合料的残留稳定度和残留强度比分别达到93.2和90.4，比零掺加的混合料分别提高14.6%和5%，并且随RAP掺量的增加两项指标均呈现上升趋势。

表1 热再生沥青混合料指标汇总

表2 沥青热再生混合料配合比

表3 原材料价格（元/吨）

（二）高温性能

在室内采用动稳定度试验对不同RAP掺量再生混合料的高温稳定性进行测试，实验数据表明，RAP掺量分别为20%和30%的两种再生沥青混合料其动稳定度分别达到4187次和4449次，远高于规范要求（动稳定度≥1000次）。而且随着RAP掺量的增加（由20%增加到30%），抗车辙能力分别提高133%和148%。

（三）低温性能

通过低温弯曲试验对RAP掺量分别为20%和30%的两种再生混合料的低温性能进行测试（室内实验条件为零下10℃、加载速率50mm/min）。实验数据表明，增加RAP掺量，再生混合料破坏强度与破坏应变会减小，即增加RAP掺量会对混合料低温性能产生不利影响，也就是材料脆性会变大，这是因为RAP材料已经具有一定的老化特征决定的。

三、经济效益评价

在拌合、运输、碾压等其他条件一致的情况下，通过对普通AC-20沥青混合料和两种不同掺量的再生混合料成本进行对比可以看出，普通沥青混合料成本约230元/吨，RAP掺量20%的沥青热再生混合料成本约189元/吨，RAP掺量30%的沥青热再生混合料成本约169元/吨。经济效益非常明显。数据见表2、表3。

四、问题与建议

大面积沥青路面材料再生技术需要对RAP建立详细的工程档案，包括旧沥青混凝土面层建设年份、配合比、沥青和石料来源等数据，以便在再利用时对各项指标进行参考。

下一步研究方向：

一是对不同RAP掺量的沥青混合料性能、指标进一步研究，在保证质量的前提下做到经济效益和社会效益的最大化；

二是对不同来源、不同沥青含量的RAP材料（如SBS改性结构或SMA结构）性能进行进一步分析研究；

三是根据不同品牌厂拌热再生设备在性能方面的差异，进一步优化沥青热再生混合料配合比、RAP掺量及产能等方面的详细数据。