RAP摻量對泡沫溫拌瀝青混合料水穩定性能的影響

郭锃煒 卜志穎

(1.中交一公局第六工程有限公司，重慶 404100； 2.南京南部路橋工程有限公司，江蘇 南京 210000)

RAP摻量對泡沫溫拌瀝青混合料水穩定性能的影響

郭锃煒1卜志穎2

(1.中交一公局第六工程有限公司，重慶 404100； 2.南京南部路橋工程有限公司，江蘇 南京 210000)

為研究RAP材料摻量對泡沫溫拌瀝青混合料水穩定性能的影響，采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，對泡沫溫拌再生瀝青混合料的水穩定性能進行了評價，結果表明：浸水馬歇爾試驗的殘留穩定度與凍融劈裂強度比與RAP材料摻量之間存在較好的相關關系，隨著RAP材料摻量的增加呈現減小的趨勢。

RAP材料，瀝青混合料，再生技術，水穩定性

瀝青路面的再生利用始于美國，其原理是將舊瀝青路面經過一系列的技術處理后，按照一定的摻加比例與新瀝青材料和新集料重新拌和成瀝青混合料[1，2]。瀝青路面再生與傳統的瀝青路面維修方式相比，能夠節約大量的瀝青、砂石等原材料，節省工程投資，同時有利于處理廢料、保護環境，因而具有顯著的經濟效益和社會、環境效益。隨著人們對環保、社會效益的關注，以及技術的進步，瀝青路面再生利用技術越來越受到人們的重視[3，4]。

在我國，目前公路尚處于大規模的建設期間，對公路的養護及再生利用方面的關注程度相對比較薄弱。尤其是泡沫溫拌再生技術，國內的相關研究更是少見。因此文章選擇AC-20型泡沫溫拌瀝青混合料(RAP材料摻量分別為20%，30%，40%，50%，60%及80%)，對其水穩定性能進行研究。

1 試驗原材料

1.1 瀝青

1)試驗采用江陰泰富產基質瀝青，其性能指標見表1。

表1 瀝青性能指標試驗結果

2)試樣制備。試驗中采用德國維特根WLB 10發泡試驗機進

行瀝青發泡。根據國內外的研究成果[5]，70號基質瀝青的發泡用水量為1.5%，瀝青溫度145 ℃，水溫30 ℃。

3)RAP材料為某公路中面層銑刨料，其抽提篩分結果如表2所示。

表2 RAP材料級配

1.2 混合料的級配設計

本研究中RAP材料摻量分別為20%，30%，40%，50%，60%及80%6個摻量，其中RAP摻量為其占再生泡沫瀝青混合料的百分比。選定規范規定級配中值為目標級配，油石比定為4.5%。在級配設計過程中，調整不同RAP摻量下的礦料組成，保證各RAP摻量下混合料級配基本相同。設計級配曲線圖如圖1所示。

2 試驗結果與分析

2.1 馬歇爾試驗

使用馬歇爾擊實方法成型混合料試件，拌合溫度為125 ℃，成型溫度為130 ℃。測定試件體積指標，并進行馬歇爾穩定度、流值試驗，試驗結果如表3所示。

表3 馬歇爾體積指標匯總

結合表3可以看出：隨著RAP材料摻量的增加，試件的毛體積密度逐漸減小，空隙率和礦料間隙率不斷增大，瀝青飽和度逐漸減小。分析其原因為：由于回收的RAP材料中含有已經老化的瀝青和原路面集料，其中的瀝青已經老化變硬變脆，集料疲勞，摻加后使得泡沫溫拌瀝青混合料的和易性降低，不容易擊實；回收的RAP材料摻量越多，泡沫溫拌瀝青混合料的和易性越差，試件越不容易擊實，從而使得混合料的空隙率越大。當RAP材料摻量為60%和80%時，試件的體積指標已不滿足規范要求。

2.2 水穩定性能試驗

為分析RAP摻量對泡沫溫拌瀝青混合料抗水損害性能的影響，對不同RAP摻量的泡沫溫拌瀝青混合料分別進行三組浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗。研究采用浸水馬歇爾試驗的殘留穩定度、凍融劈裂試驗的劈裂強度比(TSR)來評價泡沫溫拌再生瀝青混合料的水穩定性[6，7]。具體的試驗結果如表4，表5，圖2及圖3所示。

表4 浸水馬歇爾試驗結果

表5 凍融劈裂試驗結果

浸水馬歇爾試驗結果表明RAP材料在摻加80%以上時，再生瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩定度不能滿足要求；凍融劈裂試驗的結果表明RAP材料摻量超過50%時，凍融劈裂強度比不能滿足要求。浸水馬歇爾試驗的殘留穩定度與凍融劈裂強度比與RAP材料摻量之間存在較好的相關關系，并且隨著RAP材料摻量的增加，二者都呈現減小的趨勢。

3 結語

1)隨著RAP材料摻量的增加，泡沫溫拌瀝青混合料試件的毛體積密度逐漸減小，空隙率逐漸增大，礦料間隙率不斷增大，瀝青飽和度逐漸減小。當RAP材料摻量為60%和80%時，泡沫溫拌瀝青混合料試件的體積指標已不滿足規范要求。2)隨著RAP材料摻量的增加，泡沫溫拌瀝青混合料的馬歇爾殘留穩定度逐漸減小，當RAP材料在摻加80%以上時，泡沫溫拌瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩定度不能滿足規范要求。3)隨著RAP材料摻量的增加，泡沫溫拌瀝青混合料的凍融劈裂強度比逐漸減小，當RAP材料摻量超過50%時，凍融劈裂強度比不能滿足規范要求。浸水馬歇爾試驗的殘留穩定度與凍融劈裂強度比與RAP材料摻量之間存在較好的相關關系，并且隨著RAP材料摻量的增加，二者都呈現減小的趨勢。4)考慮泡沫溫拌瀝青混合料的抗水損害性能，RAP材料的摻量不宜超過50%。

[1] 張孟強.廢舊瀝青路面材料再生利用技術研究.天津：河北工業大學,2014.

[2] 葛艷新,張生瑞,周宇鵬.舊瀝青混凝土路面現場冷再生施工工藝.黑龍江交通科技,2008(3):59-60.

[3] 周愛成,李宇峙,黃一平，等.瀝青路面再生技術及應用.建材世界,2005(1):7-8.

[4] 徐 波,于 新,劉運新.鹽分對橡膠瀝青及橡膠瀝青混合料高溫性能的影響.功能材料,2015,46(6):6058-6061.

[5] Yu X, Wang Y, Luo Y. Impacts of water content on rheological properties and performance-related behaviors of foamed warm-mix asphalt.Construction and Building Materials,2013(48):203-209.

[6] 李 斌,蔡 偉,劉 康，等.溫再生瀝青混合料水穩定性變化特征試驗研究.山西建筑,2014,40(33):98-100.

[7] 張景君,潘寶峰,時紅玉.瀝青路面水穩定性研究現狀.山西建筑,2014,40(15):148-149.

Impact of RAP mixing dosage upon warm-foam-mixing asphalt mixture water stability

Guo Chengwei1Bo Zhiying2

(1.ChinaCommunication1stBureau6thEngineeringCo.,Ltd,Chongqing404100,China;2.NanjingSouthernHighwayBridgeEngineeringCo.,Ltd,Nanjing210000,China)

In order to study the impact of RAP material mixing dosage upon warm-foam-mixing asphalt mixture water stability, the paper applies immersion Marshall test and freezing-thawing test, and evaluates water stability of warm-foam-mixing asphalt mixture. Results show that: residual stability of immersion Marshall test and freezing-thawing strength rate has good coordination with RAP material mixing dosage; and will reduce with RAP material mixing dosage increasing.

RAP material, asphalt mixture, renewable technology, water stability

2015-09-18

郭锃煒(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)33-0129-02

TU535

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