熱再生瀝青面層在某工程上的設(shè)計與應(yīng)用

劉增暉

摘要：熱再生瀝青面層是指在瀝青混合料設(shè)計時，按一定比例摻加RAP，使其滿足規(guī)范要求的路面。RAP的摻加可以大大節(jié)省瀝青和石料，對工程造價和節(jié)能環(huán)保具有重要的意義。本文基于某工程改建，通過研究不同RAP摻量對熱再生混合料路用性能的影響，確定最佳RAP摻量，進(jìn)而應(yīng)用于該工程，取得了較好的成果。

關(guān)鍵詞：熱再生，RAP，路用性能

瀝青路面隨著使用年限的增長，在行車荷載和環(huán)境因素的相互長期作用下，會產(chǎn)生各種病害，比如：車轍、開裂、擁包，水損害等，當(dāng)瀝青路面不滿足行駛要求時，需要對路面進(jìn)行養(yǎng)護維修。路面大中修產(chǎn)生的舊料的處理成為目前面臨的主要問題，因此，對RAP材料的再生利用成為我國道路工程的主要研究方向之一。

瀝青路面的再生主要分為四大類：廠拌熱再生，現(xiàn)場熱再生，廠拌冷再生，現(xiàn)場冷再生。熱再生的優(yōu)點在于可以使RAP料中的瀝青重新發(fā)揮粘結(jié)料的作用，進(jìn)而減少新瀝青的使用，達(dá)到節(jié)約資源的目標(biāo)。同時，熱再生混合料可應(yīng)用于較高的層位，可顯著降低成本，使RAP料得到充分的利用。

本文依托某熱再生項目研究了不同RAP摻量對混合料路用性能的影響，給出了最佳RAP摻量，以供后期工程參考。

1原材料

1.1RAP

1）RAP中瀝青含量和瀝青性能

本文采用的舊料為某高速公路面層瀝青混合料，采用抽提試驗確定混合料的瀝青含量，試驗結(jié)果如表1。

為確定RAP中瀝青的老化程度，對抽提試驗的到的瀝青進(jìn)行回收，并測試其針入度、軟化點和延度指標(biāo)，試驗結(jié)果如表2。由于瀝青的老化，瀝青針入度和延度較小，軟化點較高。

2）RAP篩分結(jié)果

對抽提后的集料加熱烘干，待其涼至室溫后進(jìn)行篩分試驗，得到RAP的篩分結(jié)果見表3。

1.2其他材料

新瀝青采用SBSI-C改性瀝青，其三大指標(biāo)見表4。新集料采用石灰?guī)r，集料性能滿足規(guī)范要求。其各檔集料密度測定值見表5。

2熱再生混合料配合比設(shè)計

2.1熱再生混合料級配設(shè)計

為確定合理的RAP摻量，本文采用30%，40%，50%三種不同摻量，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》可知，AC13型瀝青混合料級配范圍如圖1。通過調(diào)節(jié)新料的摻配比例，使其合成級配與目標(biāo)級配盡量重合。

2.2不同RAP摻量下混合料的最佳瀝青摻量

采用馬歇爾試驗方法成型馬歇爾試件，根據(jù)試件的體積指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)變化規(guī)律確定最佳瀝青用量，不同RAP摻量熱再生混合料的馬歇爾試驗結(jié)果見表6。

對比不同RAP摻量下的VV、VMA、VFA可知，隨著RAP的增加，熱再生混合料體積參數(shù)變化無明顯規(guī)律，但其各項力學(xué)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。由穩(wěn)定度結(jié)果可知，隨著RAP摻量的增加，馬歇爾試件的穩(wěn)定度逐漸增大，說明增加RAP用量可以提高熱再生混合料的高溫性能。

3不同RAP摻量下熱再生混合料路用性能研究

3.1高溫穩(wěn)定性

本文采用車轍試驗評價熱再生混合料的高溫性能，不同RAP摻量下的車轍試驗結(jié)果見表7。

由上表試驗結(jié)果可知，摻入RAP后，熱再生混合料的高溫性能仍然滿足規(guī)范要求;隨著RAP摻量的增加，動穩(wěn)定度不斷提高，混合料的抗車轍能力提高，高溫穩(wěn)定性增加。這可能是RAP中瀝青的老化導(dǎo)致其軟化點升高，硬度增加，進(jìn)而提高了混合料的高溫性能。

3.2低溫抗裂性

瀝青混合料在低溫條件下易發(fā)生開裂，因而在混合料設(shè)計時，應(yīng)檢驗最佳配合比下的混合料低溫抗裂性，本文采用-10℃，加載速率為50mm/min條件下的小梁低溫彎曲試驗評價熱再生瀝青混合料的低溫抗裂性，以最大彎拉應(yīng)變作為評價指標(biāo)，試驗結(jié)果如表8。

由上表試驗結(jié)果可知，摻加RAP后，熱再生混合料的低溫性能仍能滿足規(guī)范要求;隨著RAP摻量的增加，最大彎拉應(yīng)變先增加后減小，說明在40%摻量下，熱再生混合料的抗低溫開裂能力最強。

3.3水穩(wěn)定性

瀝青混合料的水穩(wěn)定性表示瀝青混合料的抗水損害能力，本文采用凍融劈裂試驗的殘留強度比評價熱再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，試驗結(jié)果如表9。

由上表試驗結(jié)果可知，摻加RAP后，熱再生混合料的低溫性能仍能滿足規(guī)范要求;隨著RAP摻量的增加，TSR先增大后減小，但變化值很小，說明RAP摻量對熱再生混合料水穩(wěn)定性的影響并不顯著。在本試驗中，可確定RAP摻量為40%時，熱再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能最好。

4結(jié)論

本文對RAP摻量為30%，40%，50%的熱再生瀝青混合料進(jìn)行了配合比設(shè)計，確定了最佳瀝青用量，并對熱再生混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)性能進(jìn)行了檢測，主要結(jié)論如下：

1）不同RAP摻量的熱再生瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)性能均滿足現(xiàn)行規(guī)范對瀝青混合料的要求。

2）隨著RAP摻量的增加，熱再生瀝青混合料的高溫性能逐漸提高，抗車轍能力增加。

3）但是，隨著RAP摻量的增加，熱再生混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性能都呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，這一試驗結(jié)果有待后續(xù)研究。

4）通過對熱再生混合料各項性能的檢測，本文選取RAP摻量為40%時的混合料配合比應(yīng)用于項目中，取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]張輝.瀝青路面熱再生技術(shù)研究[D].西安：長安大學(xué).2006.

[2]査旭東，閔斌，宋微.RAP摻量對熱再生瀝青混合料性能影響分析[J].長沙理工大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2013，10（4）：1-8.

[3]游金梅.RAP摻量對熱再生混合料路用性能影響[J].公路工程，2015，40 （2）：92-96.

[4]王軍龍.不同RAP摻量熱再生混合料力學(xué)性能研究[J].公路工程，2015， 40（2）：283-286.

[5]谷雨.熱再生瀝青混合料配合比設(shè)計與性能研究[J].2013.

[6]Colbert B.You Z.The Determination of Mechanical Performance of Laboratory Produced Hot Mix Asphalt Mixtures Using Controlled RAP and Virgin Aggregate Size Fractions[J].Construction and Building Materials，2012，26（1）：655—662.

[7]何兆益，陳龍，陳先勇，等.廠拌熱再生瀝青混合料力學(xué)性能及應(yīng)用研究[J].建筑材料學(xué)報，2016，19（5）：871-875.

[8]中華人民共和國交通運輸部.JTGF40-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2011

[9]中華人民共和國交通運輸部.JTGF40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004

[10]中華人民共和國交通運輸部.JTGF41—2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2008