不同摻量RAP對瀝青混合料性能影響的研究

劉研

摘 要：本文結合國道改造項目，研究不同RAP摻量（5%、10%、15%、20%、25%、30%）對瀝青混合料路用性能的影響。研究發現：RAP瀝青摻量的增加，有助于改善混合料抗車轍性能，但是低溫抗裂性和抗水損害性能呈相反趨勢。進一步提出RAP舊料摻量不宜大于15%，針對RAP瀝青混合料性能的變化，建議采用木質纖維、生石灰或抗剝落劑改善混合料的性能參數，延長使用壽命。

關鍵詞：道路工程;再生瀝青混合料;路用性能;壽命周期

0 引言

公路作為城市、鄉鎮之間的經濟連接紐帶，在鄉村振興、經濟發展中扮演著重要角色。雖然我國公路建設行業得到快速發展，里程數不斷增長，但在使用過程中，因交通量過大、車輛超載等原因，導致其使用壽命遠小于規劃設計的壽命周期。因此，已經進入大中修階段，隨著產生的就是大量的舊混合料，為落實綠色發展的建設理念，如何最大化的利用改擴建項目中的廢棄瀝青混合料，是當前道路領域研究重點。

1 工程概況

G205國道改擴建項目位于安徽省黃山市譚家橋鎮區，道路改造長度4.6 km，設計寬度為24 m，設計時速40 km/h，路面結構采用上面層AC-13（4 cm）+下面層AC-20（6 cm）結構。

2 RAP瀝青混合料級配設計

因舊G205國道道路路面外觀質量較好，滿足目前路用性能需求，因此在改擴建過程中，考慮將舊瀝青混合料回收再利用，不僅節約成本，同時為G205國道二期改造項目提供經驗和技術支撐。本文進一步研究不同RAP摻量對瀝青混合料路用性能的影響。

結合項目，本文采用的AC-20型瀝青混合料級配要求如下：

目前因受再生劑使用效果、RAP儲存及性能差異等影響，國內的RAP摻量不高于25%～30%。基于此，選取RAP摻量為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%條件下的瀝青混合料性能。再生劑的摻量為舊瀝青摻量的6.5%。根據馬歇爾試驗方法確定不同摻量的最佳油石比分別為：4.6%、4.6%、4.7%、5.0%、5.2%、5.5%、5.7%。

3 瀝青混合料性能研究

部分舊瀝青緊密裹覆在集料表面，對混合料的高溫穩定性和抗水損性能理論上一定改善作用，但是再生劑降低高溫穩定性能，同時根據國內外研究表明，不同摻量下瀝青混合料的低溫抗裂性能效果不同。綜上，本文通過抗車轍試驗、小梁彎曲試驗、凍融劈裂試驗研究不同RAP瀝青混合料的性能，同時為后期項目的改擴建提供參考[1-6]。

3.1 高溫穩定性

道路車轍是瀝青路面高溫穩定性的直觀體現，本文通過抗車轍試驗模擬荷載作用下，試件的車轍深度，試驗結果如下。

試驗結果，隨著舊料摻量的增加，瀝青混合料的動穩定度參數逐漸增加，且當摻量為0%～10%時，DSR值增長趨勢較快，隨著摻量的增加，趨勢變緩。這是因為舊瀝青老化后，其瀝青軟化點升高，改善了混合料的高溫穩定性，但是隨著再生劑的加入，導致瀝青軟化點升高趨勢減弱，從而導致RAP瀝青混合料DSR指標增長趨勢趨于平緩。

3.2 低溫抗裂性

瀝青路面開裂主要是溫度變化引起的，一是溫度冷暖交替循環，二是溫度驟降引起的材料收縮，從而導致路面開裂。本文通過小梁彎曲試驗測定RAP瀝青混合料的抗彎拉強度、最大彎拉應變和彎曲勁度模來研究RAP瀝青混合料的低溫性能。

隨著RAP摻量的增加，抗彎拉強度、最大彎拉應變、勁度模量參數呈下降趨勢，且當摻量為30%時，RAP瀝青混合料的最大彎拉應變不滿足規范要求。這是因為舊料中瀝青老化嚴重，導致瀝青四組分含量變化，從而導致低溫抗裂性下降，這也與車轍試驗結果一致。

3.3 抗水損性

瀝青路面水損害的直觀體現就是坑槽。路面在水分侵蝕下，通過車輛荷載的耦合作用，導致瀝青與集料粘附性降低，從而出現松散、剝落、坑槽病害。本文通過凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗研究RAP瀝青混合料的抗水損性能，試驗結果如下：

由試驗結果可知，隨著RAP摻量的增加，瀝青混合料的MS0和TSR值均直線下降，且當摻量大于15%時，MS0值不滿足規范要求;當摻量大于20%時，TSR值不滿足規范要求。這是由于新舊瀝青沒有混合均勻，且粘結性能較差，從而導致水分侵入新舊瀝青間，破壞二者的粘結性，從而破壞瀝青與集料之間的黏附性，導致抗水損害性能下降。

綜上所述，RAP瀝青摻量的增加，有助于改善混合料抗車轍性能，但是低溫抗裂性和抗水損害性能呈相反趨勢。根據試驗數據和規范要求，本項目所采用的RAP舊料摻量不宜大于15%。針對RAP瀝青混合料性能的變化，建議采用木質纖維、生石灰或抗剝落劑改善混合料的性能參數，延長使用壽命。

4 結語

RAP瀝青回收再利用符合建設資源節約型、環境友好型的綠色道路理念，對于道路大中修改造項目有著舉足輕重的研究意義。本文僅研究摻量單一變量對瀝青混合料性能的影響，并提出摻量不宜大于15%，通過添加木質纖維、生石灰或抗剝落劑等外摻劑改善混合料的路用性能，研究不夠深入，還可從集料不同級配設計及設計方法、再生劑和溫拌技術結合、以及施工工藝等角度研究RAP瀝青混合料的性能。

參考文獻：

[1]王玄同.高RAP摻量下溫拌再生瀝青混合料性能研究[D].大連理工大學，2020.

[2]劉自若.溫拌再生瀝青混合料路用性能研究[D].長安大學，2019.

[3]王彥璽.基于RAP變異特性的廠拌熱再生瀝青混合料路用性能研究[D].長安大學，2018.

[4]陳雅雯.廠拌熱再生瀝青混合料性能及應用研究[D].浙江大學，2018.

[5]柴子欽.大摻量RAP廠拌熱再生瀝青混合料路用性能研究[D].重慶交通大學，2017.

[6]李東升.高比例RAP廠拌熱再生瀝青混合料應用技術研究[D].華南理工大學，2012.