摻加纖維的高比例再生混合料路用性能試驗研究

王昊

摘 要：提高廢舊瀝青混合料的再生摻加量，并能夠有效保證再生混合料的長期使用性能，即使混合料再生利用向高值化轉變，對推進綠色公路建設具有重要影響。本文在對廢舊混合料性能評價的基礎上，開展高比例再生混合料（摻量為50%）的路用性能研究，并研究添加聚酯纖維纖維對高比例混合料高溫、低溫、水穩定性的改善作用。結果表明：纖維的添加能夠顯著改善提升再生混合料的各項性能指標，并且在2%～3%的摻加量可以獲得最佳的性能。

關鍵詞：道路工程；再生混合料；纖維；高比例；路用性能

0.引言

隨著諸多綠色公路建設項目和科技示范項目的實施，混合料再生利用相關的推廣應用和課題研究成為諸多項目的亮點，不僅取得了較為顯著的研究成果，并且使路面材料再生利用研究得到了更加廣泛的關注。隨著越來愈多早期建設的瀝青路面進入大中修養護周期，廢舊瀝青混合料的來源和數量在不斷在增加，然后從國內目前已經實施熱再生項目情況分析，再生混合料的摻加量一般不超過30%，且；路面投入使用后早期均存在不同程度的病害現象，嚴重影響了熱再生技術的應用。本文將研究摻加纖維的高比例再生混合料路用性能的改善，以期得到高摻量條件下性能優良的再生混合料。

1.RAP及配合比

1.1RAP性能

本文采用的材料為湖北某國道大修路面面層銑刨料，采用離心抽提法提取混合料中的瀝青，并對回收瀝青進行各項指標的檢測，檢測結果如下。離心后的碎石進行級配和壓碎值等指標檢測。

1.2混合料配合比設計

根據舊瀝青混合料的篩分情況，本文選擇AC-16密集配瀝青混凝土級配，通過試配并調整新集料的添加比例，發現50%RAP摻量下混合料合成級配較為理想，為此，后續試驗均采用RAP為50%來進行。

本次試驗使用的新瀝青為滿足規范要求的SBS I-D改性瀝青，摻加的是6mm的混凝土用短切聚酯纖維。參考相關文獻，RAP預熱溫度定在110-120℃，以混合料拌和溫度為160℃為目標，經過試拌確定新集料的預熱溫度為200℃。

選取4.1%、4.4%、4.7%三個油石比進行馬歇爾試驗，最終得到不同聚酯纖維使用量的最佳瀝青用量。

在RAP摻量為50%的情況下，摻加聚酯纖維的瀝青混合料，經馬歇爾試驗確定的最佳瀝青用量會有所提高，并且隨著摻量的增加，聚酯纖維表面親油性的特征會導致瀝青增大；與未摻加纖維的混合料相比，纖維的添加會提高混合料力學性能，且在相同的擊實功作用下，混合料易于壓實，即更容易得到較小空隙率的成型試件。

2.路用性能

2.1高溫穩定性

按照試驗規程的要求，分別對不同聚酯纖維摻加量的再生混合料成型車轍試件，并在60℃的條件下進行車轍試驗，得到不同纖維摻量再生混合料動穩定度結果。

根據上述試驗結果可以發現，RAP摻量為50%的情況下混合料的動穩定度可以達到3205次/mm，混合料具有較好的高溫抗車轍的能力；摻加纖維的混合料動穩定度有顯著的提升，說明纖維添加使混合料的高溫抗變形能力在增強；2%的纖維摻量時，動穩定度可以達到3841次/mm，是本次試驗不同纖維摻量中的最高值，而后，隨著纖維的增加動穩定度有所下降；此外，添加纖維時混合料的高溫穩定性變異系數較低，能有較為顯著的提高混合料性能的均一性；纖維的添加，由于其具有較大的比表面積，與瀝青間有良好的吸附作用，結構瀝青比重增加，使得混合料的性能提升。

2.2低溫彎曲試驗

按照試驗規程方法成型小梁試件，測定混合料低溫彎曲性能，以破壞應變指標來評價混合料的低溫抗裂性能，試驗結果如下。

根據試驗結果可知：50%RAP摻量的再生混合料破壞應變為1756.35，達不到瀝青路面施工技術規范中的大于2000的要求；摻加聚酯纖維后顯著提高了再生混合料的低溫抗裂性能，并且隨著摻加量的提高，抗裂性能不斷提高；3%摻量時再生混合料低溫彎曲可以達到規范對普通混合料2600的要求，因此可以聚酯纖維的摻加有效的解決了再生混合料低溫抗裂不足的這一缺陷。

2.3水穩定性試驗

采用浸水馬歇爾試驗評價再生混合料的水穩定性，分別測測定再生混合料標準時間穩定度強度和48h穩定度，以強度比值即殘留穩定度后來衡量混合料的水穩定性，試驗結果見

由試驗結果可以發現：在不摻假聚酯纖維的情況下，50%摻量的再生混合料殘留穩定度僅僅為76.8%，剛剛達到規范對于普通混合料的最低75的要求，而摻加聚酯纖維后，混合料殘留穩定度最低可以達到83.1%，并且在3%的摻加量下，再生混合料可以達到85%以上的殘留穩定度，幾乎可以與改性瀝青混合料相媲美，聚酯纖維對再生混合料水穩定性有很大的提升。

3.結論

本文以50%摻量下的再生混合料為對象進行了相關試驗研究，分別摻加不同量的聚酯纖維得到不同品質的再生瀝青混合料，在此基礎上進行了高溫、低溫、水穩定性等試驗分析，得到以下結論。

①50%RAP摻量的再生混合料具有較好的高溫穩定性，但是低溫性能和水穩定性較差，通過摻加聚酯纖維可以改善這兩項不足，使得再生混合料的低溫和水穩定性性能有所提升，均可以滿足規范要求。

②試驗發現，隨著聚酯纖維的摻加量提高，再生混合料的各項指標均會提高，并且在3%的摻加量出現最大值，此后，隨著摻量增加會出現性能減弱的趨勢。

③綜合考慮生產和易性、拌和均勻性和造價等因素，聚酯纖維的摻加以2%～3%為最佳，可以獲得各項指標均優良的混合料。

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