刍议再生沥青混合料路用性能试验

摘要: 通过室内试验对不同RAP 回收沥青路面材料掺量、不同混合料类型的再生沥青混合料进行了路用性能综合评价, 结果表明: 使用RAP 材料的再生混合料, 其高温性能优于新料沥青混合料, 低温性能稍逊于新料沥青混合料, RAP 掺量越高, 低温性能下降越快；再生混合料的水损害抵抗能力主要受沥青混合料类型等因素的影响。应变控制疲劳试验结果表明, 再生沥青混合料疲劳寿命有所降低, 而APA 疲劳试验获得的试验结论恰好相反。

关键词: 再生沥青混合料； 高温性能； 低温性能； 水稳定性

Abstract: Through the indoor tests on different RAP reclaimed asphalt pavement material content, different mixture type of recycled asphalt mixture pavement performance comprehensive evaluation was carried out, results show that: the recycled mixture with the use of RAP material, the high temperature performance is better than the new asphalt mixture, low temperature performance slightly inferior to the new asphalt mixture, RAP content is high, low temperature performance decreased more quickly; the water damage resistance ability of recycled mixture is mainly affected by the asphalt mixture type etc.. Strain controlled fatigue test results show that, the fatigue life of asphalt mixture decreases, while the APA test results obtained from fatigue tests to the contrary.

Key words: recycled asphalt mixture; high temperature performance; low temperature performance; water stability

中图分类号：TV442+.1文献标识码：A 文章编号：

高速公路路面陆续进入大修或改建阶段, 沥青路面再生技术引起了人们的广泛重视。与发达国家相比, 中国沥青路面再生与再利用事业刚起步, 不仅再生率低, 而且再生层次不高。究其原因, 除了再生技术比较落后以外, 对再生沥青混合料的路用性能存在疑虑, 也是导致决策者裹足不前的重要原因。因此, 对再生沥青混合料的路用性能展开比较全面的研究是非常必要的。

1 原材料

采用的原材料是从高速公路取回的具有代表性的旧沥青混合料, 首先采用阿布森法进行沥青回收, 以判断旧沥青混合料的老化程度。采用的新沥青为工程中实际采用的A- 70沥青, 回收沥青与新沥青的主要技术指标见表1。

选用的新集料为花岗岩, 技术指标满足相应的规范要求。对回收沥青混合料中的集料检测结果表明, 除粗集料的细长扁平颗粒含量略有超标以外, 其余指标满足规范要求。细长扁平颗粒含量通过限制新集料相应指标( 实测新集料的细长扁平颗粒含量为6%～8% ) , 合成级配可以满足要求。模拟厂拌热再生技术, 进行旧沥青混合料的再生路用性能室内研究。研究选用AC- 20、LSM -25、AC- 25 三种沥青混合料类型, 混合料级配组成如表2 所示。

2 再生沥青混合料路用性能试验

2. 1 再生沥青混合料高温性能

采用AC- 20 沥青混合料类型, 选用回收沥青路面材料( RAP) 的掺量分别为0%、10% 、20%、40%四个掺量水平进行60％ 车辙试验。实验室内旧沥青混合料的加热温度为110％ , 加热时间不能超过2h, 新集料加热温度可适当提高10％左右, 该研究采用170％ , 混合料的拌和、碾压等与普通沥青混合料相同。车辙试验结果如表3 所示。试验结果表明, 掺加RAP 材料的再生沥青混合料的车辙抵抗能力高于新料混合料, RAP 材料的掺加量越高,混合料抵抗车辙的能力提高幅度越大。

为进一步证明再生沥青混合料对高温性能的影响, 采用美国沥青路面分析仪APA( AsphaltPavementAnalyzer) 评价RAP 掺量为20% 的再生沥青混合料。APA 是一种多功能路面分析仪, 可用于评价沥青混合料抵抗车辙、抗疲劳破坏和抗水损害性能。采用实验室制备的75 mm(高)×125 mm(宽)×300 mm(长)长方体试件, 试件空隙率控制在(7±1)%, 试验温度60％ , 气压为(700±35) kPa[(100±5) psi] , 轮压为( 445±22) N[( 100±5) b] ,重复作用次数为8000次。试验结果见表4。

从表4 可知, 掺加20%RAP 材料的再生沥青混合料的车辙变形量略小于相同配合比的新沥青混合料, 再次证明适当添加RAP 材料对路面高温性能有利。RAP材料的掺加使得再生沥青混合料中新沥青与旧沥青慢慢迁移、融合, 与新沥青相比, 混合之后的沥青结合料产生针入度降低、粘度增大、软化点提高等一系列性能的改变, 导致再生沥青混合料的劲度模量增大, 抵抗永久变形的能力有所提高。

2.2 再生沥青混合料水稳定性

同一课题小组的广东省冠粤路桥有限公司的刘先淼等人采用不同RAP 掺量、不同混合料类型的冻融劈裂试验评价再生沥青混合料的水稳定性。试验结果如表5 所示。

RAP 掺量相同时, 再生沥青混合料的水稳定性受混合料级配类型、沥青用量等因素的影响, FAC、SMA 等沥青用量较高, 粉油比较大, 最大粒径小的沥青混合料的水稳定性明显好于AC- 25。影响沥青路面水稳定性的因素较多, 尤其是空隙率、施工质量等因素的影响很大。因此, 室内的针对材料研究的试验结果与实际路用性能之间存在较大差异。国外针对再生沥青混合料水稳定性的室内研究结论不尽相同, 一种研究结论为使用RAP 的再生沥青混合料的水稳定性与普通沥青混合料没有明显差异；另一种研究结论为RAP 对沥青混合料的水稳定性存在一定的负面影响。但是大部分实体工程调查结果显示, 只要质量控制得当, 再生沥青路面不存在剥落等水损病害或仅有部分路段存在轻微剥落等问题。

3 结论

(1)使用RAP 材料的再生混合料, 其高温性能优于新料沥青混合料, 且RAP 掺量越高其高温性能改善越明显。

(2)在本研究范围内, 再生混合料的低温性能稍逊于新料沥青混合料, 且RAP 掺量越高, 低温性能下降越快。

(3)使用RAP 材料的再生混合料, 其水损害抵抗能力主要受沥青混合料类型等因素的影响,只要设计得当, 完全可以满足规范的相应要求。