廠拌溫再生瀝青混合料路用性能評價

孫亮 王喆

（沈陽市政集團有限公司，遼寧 沈陽 110026)

廠拌溫再生瀝青混合料技術是在傳統廠拌熱再生技術的基礎上，通過溫拌劑的加入，降低混合料再生拌和溫度和施工溫度，從而降低再生拌和體系內各個材料的預熱溫度，并保證再生瀝青混合料的使用性能的一種新型再生處理技術[1]。廠拌熱再生技術由于其再生過程中需要對舊瀝青混合料進行二次加熱，一方面影響了再生瀝青混合料的性能指標，另一方面制約了舊瀝青混合料的摻加比例。本文通過廠拌溫再生瀝青混合料的室內試驗研究，在同一配合比條件下，分別對比廠拌溫再生瀝青混合料、廠拌熱再生瀝青混合料和普通熱拌瀝青混合料的高溫穩定性、水穩定性、低溫性能等指標[2]，評價廠拌溫再生瀝青混合料的路用性能。

1 廠拌溫再生配合比設計

1.1 原材料

本次研究混合料類型選擇AC-20C型，瀝青選擇90#A級道路石油瀝青；新集料選擇遼陽產石灰巖，粒徑0-5mm、5-10mm、5-15mm、10-20mm；礦粉為石灰巖質，外觀干燥潔凈，無結塊；溫拌劑選擇Evotherm3G無水濃縮型，摻量為瀝青用量的0.5%；舊瀝青混合料（RAP）選擇沈陽地區市政道路銑刨下來的舊料，RAP檢測結果如表1。

表1 舊瀝青混合料中瀝青分析結果

1.2 配合比設計

本次研究的廠拌溫再生瀝青混合料配合比設計按照公路瀝青路面施工技術規范 (JTGF40-2004)中規定進行，分別進行了目標配合比設計和生產配合比設計兩個階段，最終確定AC-20C生產配合比的最佳油石比OAC=4.26%。生產配合比馬歇爾試驗結果見表2。

表2 不同油石比的廠拌溫再生瀝青混合料生產配合比馬歇爾試驗結果

2 路用性能評價

2.1 高溫穩定性

瀝青混合料的高溫穩定性能是指在使用過程中受交通荷載的反復作用，容易產生車轍、推移、擁包等永久性變形的溫度范圍。車轍試驗評價是國內評價瀝青混合料高溫性能的常用方法，通過試驗測試混合料的動穩定度，以此作為評價指標。為分析評價溫拌再生瀝青混合料的路用性能，試驗分別進行廠拌熱再生瀝青混合料、普通熱拌瀝青混合料、溫拌再生瀝青混合料三種試件進行測試，試驗結果見表3。

表3 溫拌再生瀝青混合料對比車轍試驗結果

由表3可以看出：

1）級配等條件均相同的條件下，溫拌再生瀝青混合料的動穩定度略低于熱再生瀝青混合料的動穩定度，導致該現象的原因主要是熱再生瀝青混合料生產過程中加熱溫度高于溫拌再生瀝青混合料，其導致的瀝青的老化嚴重于溫拌過程，從而導致了其動穩定度略高；

2）摻加舊料有利于提高溫拌瀝青混合料的動穩定度，且動穩定度的相對增加量與舊料摻量呈良好的線性關系；引起該現象的原因主要是舊料中舊瀝青老化，黏度增加，瀝青變硬，抗高溫性能增強。

2.2 水穩定性

水損害使瀝青路面的主要病害之一。所謂水損害是瀝青路面在水或凍融循環的作用下，由于汽車車輪動態荷載的作用，進入路面空隙中的水不斷產生動水壓力或真空負壓抽吸的反復循環作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結力，瀝青膜從石料表面脫落，瀝青混合料掉粒、松散，繼而形成瀝青路面的坑槽、推擠變形等的損壞現象。除了荷載及水分供給條件等外在因素外，瀝青混合料的抗水損害能力是決定路面的水穩定性的根本性因素。

在國內，通常采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗評價瀝青混合料水穩定性能，凍融劈裂試驗比浸水馬歇爾試驗更嚴格，更能反映水穩定性能優劣。試驗測定了三種不同混合料的水穩定性指標，試驗結果見表4。

由表4可以看出：

1）舊料的加入會降低瀝青混合料的水穩定性，熱再生瀝青混合料在舊料摻量30%時，水穩定性指標損失較大；

2）溫拌劑的加入可以有效改善再生瀝青混合料的水穩定性，水穩定性技術指標雖較普通熱拌瀝青混合料有所減弱，但仍能達到標準指標要求。

表4 溫拌再生瀝青混合料對比水穩定性試驗結果

2.3 低溫性能

瀝青路面低溫開裂是寒冷地區瀝青路面的主要破壞形式之一，不僅影響瀝青路面的整體性和連續性，且容易誘發其他病害導致瀝青路面使用性能降低，使用壽命縮短。我國目前采用瀝青混合料彎曲試驗評價溫拌瀝青混合料低溫性能，將碾壓成型的車轍板切割成長 (250±2)mm、寬 (30±2)mm、高 (35±2)mm的棱柱體。試驗跨徑為 (200±2)mm，溫度為-10℃，加載速率為50mm/min，試驗結果見表5。

表5 溫拌再生瀝青混合料對比低溫性能試驗結果

由表5可以看出：

1）溫拌再生瀝青混合料的最大破壞應變均與熱拌瀝青混合料的相當。可見，溫拌劑的添加，對瀝青混合料的低溫性能影響不顯著；

2）熱再生瀝青混合料由于瀝青二次老化嚴重，其低溫性能影響較大，當30%摻量時熱再生瀝青混合料無法滿足冬寒區低溫指標要求。

3 結語

通過瀝青混合料馬歇爾配合比設計，以及同條件下三種不同瀝青混合料的路用性能試驗，對廠拌溫再生瀝青混合料的路用性能進行了分析，得出以下主要結論：

（1）試驗研究表明，溫拌劑的加入可以有效改善再生瀝青混合料的綜合性能，在廢舊瀝青混合料的摻入比例達到30%時，在不添加再生劑的情況下混合料依然能夠滿足路用性能要求。

（2）通過試驗證明，廠拌溫再生技術生產出的再生瀝青混合料可以達到不同熱板瀝青混合料的技術標準，可以應用于瀝青路面工程各個面層的施工。