摘要: 通過室內試驗對不同RAP 回收瀝青路面材料摻量、不同混合料類型的再生瀝青混合料進行了路用性能綜合評價, 結果表明: 使用RAP 材料的再生混合料, 其高溫性能優于新料瀝青混合料, 低溫性能稍遜于新料瀝青混合料, RAP 摻量越高, 低溫性能下降越快;再生混合料的水損害抵抗能力主要受瀝青混合料類型等因素的影響。應變控制疲勞試驗結果表明, 再生瀝青混合料疲勞壽命有所降低, 而APA 疲勞試驗獲得的試驗結論恰好相反。
關鍵詞: 再生瀝青混合料,高溫性能,低溫性能,水穩定性
高速公路路面陸續進入大修或改建階段, 瀝青路面再生技術引起了人們的廣泛重視。與發達國家相比, 中國瀝青路面再生與再利用事業剛起步, 不僅再生率低, 而且再生層次不高。究其原因, 除了再生技術比較落后以外, 對再生瀝青混合料的路用性能存在疑慮, 也是導致決策者裹足不前的重要原因。因此, 對再生瀝青混合料的路用性能展開比較全面的研究是非常必要的。
1 原材料
采用的原材料是從高速公路取回的具有代表性的舊瀝青混合料, 首先采用阿布森法進行瀝青回收, 以判斷舊瀝青混合料的老化程度。采用的新瀝青為工程中實際采用的A- 70瀝青, 回收瀝青與新瀝青的主要技術指標見表1。
選用的新集料為花崗巖, 技術指標滿足相應的規范要求。對回收瀝青混合料中的集料檢測結果表明, 除粗集料的細長扁平顆粒含量略有超標以外, 其余指標滿足規范要求。細長扁平顆粒含量通過限制新集料相應指標( 實測新集料的細長扁平顆粒含量為6%～8% ) , 合成級配可以滿足要求。模擬廠拌熱再生技術, 進行舊瀝青混合料的再生路用性能室內研究。研究選用AC- 20、LSM -25、AC- 25 三種瀝青混合料類型, 混合料級配組成如表2 所示。
2 再生瀝青混合料路用性能試驗
2. 1 再生瀝青混合料高溫性能
采用AC- 20 瀝青混合料類型, 選用回收瀝青路面材料( RAP) 的摻量分別為0%、10% 、20%、40%四個摻量水平進行60% 車轍試驗。實驗室內舊瀝青混合料的加熱溫度為110% , 加熱時間不能超過2h, 新集料加熱溫度可適當提高10%左右, 該研究采用170% , 混合料的拌和、碾壓等與普通瀝青混合料相同。車轍試驗結果如表3 所示。試驗結果表明, 摻加RAP 材料的再生瀝青混合料的車轍抵抗能力高于新料混合料, RAP 材料的摻加量越高,混合料抵抗車轍的能力提高幅度越大。
為進一步證明再生瀝青混合料對高溫性能的影響, 采用美國瀝青路面分析儀APA( Asphalt Pavement Analyzer) 評價RAP 摻量為20% 的再生瀝青混合料。APA 是一種多功能路面分析儀, 可用于評價瀝青混合料抵抗車轍、抗疲勞破壞和抗水損害性能。采用實驗室制備的75 mm(高)×125 mm(寬)×300 mm(長)長方體試件, 試件空隙率控制在(7±1)%, 試驗溫度60% , 氣壓為(700±35) kPa[(100±5) psi] , 輪壓為( 445±22) N[( 100±5) b] ,重復作用次數為8000次。試驗結果見表4。
從表4 可知, 摻加20%RAP 材料的再生瀝青混合料的車轍變形量略小于相同配合比的新瀝青混合料, 再次證明適當添加RAP 材料對路面高溫性能有利。RAP材料的摻加使得再生瀝青混合料中新瀝青與舊瀝青慢慢遷移、融合, 與新瀝青相比, 混合之后的瀝青結合料產生針入度降低、粘度增大、軟化點提高等一系列性能的改變, 導致再生瀝青混合料的勁度模量增大, 抵抗永久變形的能力有所提高。
2.2 再生瀝青混合料水穩定性
同一課題小組的廣東省冠粵路橋有限公司的劉先淼等人采用不同RAP 摻量、不同混合料類型的凍融劈裂試驗評價再生瀝青混合料的水穩定性。試驗結果如表5 所示。
RAP 摻量相同時, 再生瀝青混合料的水穩定性受混合料級配類型、瀝青用量等因素的影響, FAC、SMA 等瀝青用量較高, 粉油比較大, 最大粒徑小的瀝青混合料的水穩定性明顯好于AC- 25。影響瀝青路面水穩定性的因素較多, 尤其是空隙率、施工質量等因素的影響很大。因此, 室內的針對材料研究的試驗結果與實際路用性能之間存在較大差異。國外針對再生瀝青混合料水穩定性的室內研究結論不盡相同, 一種研究結論為使用RAP 的再生瀝青混合料的水穩定性與普通瀝青混合料沒有明顯差異;另一種研究結論為RAP 對瀝青混合料的水穩定性存在一定的負面影響。但是大部分實體工程調查結果顯示, 只要質量控制得當, 再生瀝青路面不存在剝落等水損病害或僅有部分路段存在輕微剝落等問題。
3 結論
(1)使用RAP 材料的再生混合料, 其高溫性能優于新料瀝青混合料, 且RAP 摻量越高其高溫性能改善越明顯。
(2)在本研究范圍內, 再生混合料的低溫性能稍遜于新料瀝青混合料, 且RAP 摻量越高, 低溫性能下降越快。
(3)使用RAP 材料的再生混合料, 其水損害抵抗能力主要受瀝青混合料類型等因素的影響,只要設計得當, 完全可以滿足規范的相應要求。
