自制再生劑再生瀝青混合料性能研究

張國宏 曹青霞 莢明峰

（1甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司，甘肅蘭州 730030；2甘肅暢隴公路養護技術研究院有限公司，甘肅蘭州 730030；3西北民族大學，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

隨著公路建設的逐步完善，越來越多的道路進入大中修及養護階段，必然產生越來越多的瀝青路面回收料，這給環境帶來巨大負荷。瀝青路面再生技術是一種大量利用RAP的高效方式，近年來得到越來越多的研究者重視。瀝青再生劑作為一種老化瀝青性能恢復添加劑，在熱再生混合料中起著重要作用。本文研究了一種國外的瀝青再生劑A和自主研發一種瀝青再生劑B，以老化瀝青質量百分數的5%添加到瀝青混合料中，評價了其對再生瀝青混合料水穩定性、高溫性能及低溫性能的影響。

1 材料與方法

1.1 原材料

1）瀝青再生劑

本文采用的瀝青再生劑為國外一種再生劑A和自主研發的瀝青再生劑B，其性能指標如表1所示。

2）集料

本文采用的集料規格為：碎石（10-15mm）、碎石（5-10mm）、碎石（3-5mm）、石屑（0-3mm）、RAP-1、RAP-2。篩分試驗結果見表2。

表1 再生劑基本性能檢測結果

1.2 試驗方法

本文設計新拌瀝青混合料和再生瀝青混合料（RAP摻量為30%）兩種配合比，為了對比兩者的性能，擬采用同一級配曲線。30%RAP的再生瀝青混合料中，采用添加再生劑0%、5%再生劑A、5%再生劑B，再生劑摻量以老化瀝青的質量百分數計。

根據表2篩分結果，進行礦料級配設計。擬定的設計級配如表3，表4為兩種混合料礦料通過率，級配曲線如圖1。

2 試驗結果分析

2.1 水穩性

本文采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗兩種方法來測試再生瀝青混合料的水穩性能。試驗結果見表5及圖2所示。

表2 集料檢測結果

圖1 再生瀝青混合料與新拌瀝青混合料級配曲線

表3 礦料級配設計比例

表4 礦料級配設計

表5 再生瀝青混合料水穩定性試驗結果

由圖2可見，新拌瀝青混合料的浸水殘留穩定度和凍融劈裂強度比均高于再生瀝青混合料。相同舊料摻量下，添加再生劑的再生混合料殘留穩定度比高于未加再生劑的再生混合料的殘留穩定度比，說明再生劑在一定程度上對再生量混合料的水穩定性具有改善作用。再生劑同摻量的情況下，再生劑B的對于瀝青混合料水穩定性的提升要優于再生劑A的效果。

2.2 高溫性能

試驗條件：在60.0±1℃，0.7±0.05MPa條件下進行車轍試驗以檢驗再生瀝青混合料的高溫穩定性，車轍動穩定度試驗結果見表6所示。

圖2 再生瀝青混合料浸水殘留穩定度和凍融劈裂強度對比圖

表6 再生瀝青混合料高溫車轍試驗結果

由表6可見，四組混合料的動穩定度均大于行業標準要求，且無再生劑的再生料的動穩定度最高。這是由于瀝青老化后輕質組分揮發的同時，小分子發生了氧化反應，導致瀝青質含量增多，飽和分和芳香分含量減少，老化瀝青變硬變脆。再生劑添加后，使老化瀝青由彈性向粘性轉變，導致再生瀝青混合料高溫性能偏向新拌瀝青混合料。

2.3 低溫抗裂性能

試驗條件：溫度-10℃，速率50mm/min，試驗結果見表7。

表7 再生瀝青混合料小梁彎曲試驗結果

瀝青混合料的彎曲低溫破壞應變在一定程度上能反應出瀝青混合料的低溫抗裂性能。彎曲試驗結果表明，再生瀝青混合料的彎曲破壞應變較新拌瀝青混合料減小，主要原因是由于舊瀝青增多導致混合料勁度模量變大，抵抗變形的能力降低，從而更容易引起低溫開裂。加入5%的瀝青再生劑A和B后，再生瀝青混合料的破壞應變均較未加再生劑的再生瀝青混合料性能有所增大，說明再生劑增加了老化瀝青低溫下運動變形能力，使得再生瀝青混合料的低溫抗裂性能增加。同摻量下的再生瀝青混合料，添加5%B的混合料低溫破壞應變更接近于新料的低溫破環應變。說明再生劑B更好的改善了再生瀝青混合料的低溫抗開裂性能。

3 結語

本文進行了新拌瀝青混合料及30%RAP摻量下再生瀝青混合料的配合比設計，對30%RAP摻量下再生瀝青混合料分別添加了5%再生劑A和5%再生劑B，對比了四種瀝青混合料的水穩定性、高溫性能和低溫性能，得出以下結論：

1）30%RAP摻量下無再生劑再生瀝青混合料相比新拌瀝青混合料，表現為浸水殘留穩定度和凍融劈裂強度比降低、動穩定度增大、低溫破壞應變降低。

2）摻加5%再生劑的兩種再生瀝青混合料均較未加再生劑的再生瀝青混合料，浸水殘留穩定度和凍融劈裂強度比增加、動穩定度減小、低溫破壞應變增加。路用性能均向新拌瀝青混合料恢復，且再生劑B的再生效果優于再生劑A。