再生瀝青混合料配合比設計研究

魏茂林

（重慶合川工業園區管理委員會， 重慶 401520)

0 引言

針對瀝青路面服務一定時間后會出現部分病害而影響其服務水平，按照每12年進行重新鋪筑（實際使用年限低于設計年限），每年產生的廢舊瀝青混合料（RAP）超過2000萬噸，我國的公路建設還在高速發展，因此RAP的產生速度也是增加的。RAP主要是瀝青膠結料與集料組成，目前數量巨大的RAP得不到充分利用，RAP直接填埋處理不僅污染地下水還浪費了RAP中的瀝青和石料。因此提高RAP在新建道路的應用，減少不可再生資源的開采，不僅有利于環境保護，也能降低工程投資。RAP在再生瀝青混合料中的摻量越高帶來的環境和經濟效益越明顯，但RAP不同于普通瀝青混合料，因此應在原有瀝青混合料配合比設計基礎上對其配合比進行深入研究。

1 國內外研究現狀

RAP的利用首先是由美國在1915年提出，90年代，美國再生瀝青混合料研究與應用發展迅速，期間分別發表了《路面廢料再生指南》、《瀝青路面熱拌再生技術手冊》、《瀝青路面冷拌再生技術手冊》。到20世紀末，美國對RAP的利用研究達到相對成熟水平，此時RAP在新建道路中的利用率超過50%。日本對RAP的再利用非常重視，1976年開始RAP再生研究，日本政府也非常支持廢舊瀝青混合料的再利用，對舊瀝青混合料再生公司進行資金補助，目前其舊瀝青混合料使用率達100%。在歐洲，以德國的再生技術發展最為迅速，特別是對機械要求較高的就地熱再生技術，德國借助發達的機械工業在就地熱再生方面發展迅速。

我國對RAP的再生利用研究相對滯后，1982年同濟大學負責了“瀝青混凝土再生利用技術”項目，研究根據各地不同的RAP情況進行了差異化分析。1985年我國采用廢機油和柴油等再生渣油路面作為下面層，并取得了不錯的效果。20世紀末期，我國道路交通建設呈井噴式發展，此階段RAP再生技術被忽視，此段時間RAP的利用研究處于停滯。2002年京津塘高速公路采用就地熱再生施工并取得較好再生效果。2003年，廣佛高速公路采用了廠拌熱再生技術并且有較好使用效果。2004年，山東省為解決舊路平整性和抗車轍性能不足的問題進行高速公路就地熱再生。2008年我國頒布《公路瀝青路面再生技術規范》，規范中對RAP料的分類與指標、再生混合料性能與設計、施工方法等都提出了明確要求，這為我國RAP的利用提供了保證。

隨著建設速度的放緩和大量已建項目達到使用年限，越來越多的道路需要養護，大量RAP在舊路銑刨過程中產生，RAP的再生利用成為道路科研工作者研究的熱點。

2 再生瀝青混合料配合比設計研究

舊瀝青混合料來自于二級路大修過程中銑刨的RAP料，作為再生瀝青混合料的舊料首先要確定該回收舊料的級配組成與瀝青含量。

（1）RAP集料級配

RAP的集料級配通過溶劑抽提分離法確定，首先將RAP破碎均勻，加入溶劑將RAP中的就瀝青膠結料與石料分離，之后通過離心機分離，將分離后的石料放于烘箱在110℃烘干23小時。隨后將烘干后的石料篩分，確定RAP中集料的級配組成，如圖1。

圖1 RAP與規范要求級配曲線

圖1中可明顯看出RAP中的級配明顯偏細，一般設計級配為中間曲線，而RAP的級配曲線偏于上限，偏離了最佳級配組成，在9.5mm的粒徑是超過了規范上限的。新級配的調整中應該使新級配位于級配中值附近。總體來說，粗集料數量減少，細集料含量增加，級配變化降低瀝青混合料性能。為了保證再生瀝青混合料性質需要加入粗集料含量較高的新集料，調整再生瀝青級配滿足規范要求。

（2）RAP瀝青含量

采用阿布森法回收RAP中的老化瀝青，含有老化瀝青的三氯乙烯溶液為了降低溶劑蒸餾過程中瀝青的二次老化，采用真空旋轉整流去除溶劑。實驗結果表明RAP中瀝青含量3.5%。

通過回收瀝青膠結料含量分析與三大指標實驗發現，瀝青膠結料含量明顯降低，這是因為在路面交通，路面水的作用下，瀝青膠結料流失。受瀝青老化的影響，瀝青膠結料三大指標降低明顯。

（3）配合比設計

再生瀝青混合料集料設計的目的是調整RAP中不合理的級配，調整方法是加入再生瀝青混合料中減少的粗集料，通過計算綜合調整新級配滿足規范要求。對于RAP摻加比例預估通過公式2.1進行。

式中k為RAP比例；bi為RAP中各篩孔篩余；ci為目標級配各篩孔篩余。

RAP的摻量根據礦料級配和經濟效益綜合確定，新集料根據RAP摻量和目標級配確定，再生劑根據RAP含量確定，新瀝青根據RAP，再生劑和油石比確定。

P-新瀝青質量分數，Qi-新集料質量分數，R再生劑在再生瀝青混合料中質量分數，Pb-再生瀝青混合料最佳油石比，a-RAP比例，Pob-RAP中瀝青含量，r-再生劑與RAP中瀝青比例，Xi-新集料各篩孔篩余，Ni-目標級配各篩孔篩余，Pi-RAP中各篩孔篩余。

3 結論

通過研究得到再生瀝青混合料配合比設計主要包括：確定銑刨出的RAP集料原有級配以及RAP中瀝青含量，最后采用公式計算出RAP、再生劑、新集料、瀝青的摻配比例。