不同RAP摻加量瀝青再生混合料利用分析

許百東 盛德路橋建設有限公司

一、濰坊市國省道應用現狀

截止到2020年底，濰坊市國省道總里程為2268.612公里，大中修工程每年都將銑刨瀝青料十多萬方。目前我市國省道大量的銑刨料主要有三種處置方式，一是在瀝青拌合站集中存放，目前總量大約30多萬噸；二是在低等級的地方道路或城市道路建設時采用熱再生技術利用一部分；三是在國省道瀝青下面層中也逐漸開始使用。

二、不同RAP摻加量的瀝青混合料指標對比分析

濰坊市東、南外環路瀝青路面結構設計：上面層為4厘米SMA瀝青馬蹄脂碎石混合料，下面層為8厘米AC-20瀝青混凝土，我們在下面層結構施工中進行了摻加RAP嘗試。施工單位有瑞士產安邁Uniglobe320瀝青拌合站，該設備是代表國際先進水平的熱再生設備，每小時生產能力達到120噸。拌合場存儲有瀝青銑刨料5萬余噸，均來源于國省道一級公路和高速公路，質量穩定可靠。該合同段從設備、人員、技術等方面均具備實施廠拌熱再生的條件。

試驗對20%和30%兩種RAP摻量的瀝青再生混合料采用相同的級配設計。（1）試驗溫度：瀝青溫度160℃；RAP溫度110℃；新集料溫度160℃。（2）瀝青用量：通過試驗確定最佳瀝青用量分別為3.5%和3.1%。從試驗數據看，隨RAP摻量的增加，最佳瀝青用量反而減少，說明RAP中舊瀝青仍然可以發揮作用。

廠拌熱再生混合料中銑刨料的摻加比例主要取決于銑刨料中石子和瀝青的質量情況以及熱再生設備的性能。試驗表明，銑刨料的摻加比例小于20%是最成熟的技術，如果銑刨料的質量較好、再生設備的生產能力允許，可將RAP的摻加比例適當提高。實驗數據見表1。

（一）水穩性能

從試驗數據看，摻加20%RAP后瀝青再生混合料的殘留穩定度和殘留強度比分別達到91.4和88，比零摻加的混合料分別提高12.4%和2%；摻加30%RAP后瀝青再生混合料的殘留穩定度和殘留強度比分別達到93.2和90.4，比零摻加的混合料分別提高14.6%和5%，并且隨RAP摻量的增加兩項指標均呈現上升趨勢。

表1 熱再生瀝青混合料指標匯總

表2 瀝青熱再生混合料配合比

表3 原材料價格（元/噸）

（二）高溫性能

在室內采用動穩定度試驗對不同RAP摻量再生混合料的高溫穩定性進行測試，實驗數據表明，RAP摻量分別為20%和30%的兩種再生瀝青混合料其動穩定度分別達到4187次和4449次，遠高于規范要求（動穩定度≥1000次）。而且隨著RAP摻量的增加（由20%增加到30%），抗車轍能力分別提高133%和148%。

（三）低溫性能

通過低溫彎曲試驗對RAP摻量分別為20%和30%的兩種再生混合料的低溫性能進行測試（室內實驗條件為零下10℃、加載速率50mm/min）。實驗數據表明，增加RAP摻量，再生混合料破壞強度與破壞應變會減小，即增加RAP摻量會對混合料低溫性能產生不利影響，也就是材料脆性會變大，這是因為RAP材料已經具有一定的老化特征決定的。

三、經濟效益評價

在拌合、運輸、碾壓等其他條件一致的情況下，通過對普通AC-20瀝青混合料和兩種不同摻量的再生混合料成本進行對比可以看出，普通瀝青混合料成本約230元/噸，RAP摻量20%的瀝青熱再生混合料成本約189元/噸，RAP摻量30%的瀝青熱再生混合料成本約169元/噸。經濟效益非常明顯。數據見表2、表3。

四、問題與建議

大面積瀝青路面材料再生技術需要對RAP建立詳細的工程檔案，包括舊瀝青混凝土面層建設年份、配合比、瀝青和石料來源等數據，以便在再利用時對各項指標進行參考。

下一步研究方向：

一是對不同RAP摻量的瀝青混合料性能、指標進一步研究，在保證質量的前提下做到經濟效益和社會效益的最大化；

二是對不同來源、不同瀝青含量的RAP材料（如SBS改性結構或SMA結構）性能進行進一步分析研究；

三是根據不同品牌廠拌熱再生設備在性能方面的差異，進一步優化瀝青熱再生混合料配合比、RAP摻量及產能等方面的詳細數據。