徐國梁

(新疆西域公路工程有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000)

0 前言

我國90%的路面屬于瀝青路面，瀝青路面在使用過程中會受到車輛荷載和氣候環(huán)境的綜合作用，造成路面老化，性能衰減。對于損壞嚴重的瀝青路面應進行大修，而在維修的過程中會產生大量的廢舊瀝青混合料，如何合理循環(huán)利用廢舊的瀝青混合料對于節(jié)約資源和保護環(huán)境意義巨大［1］。廠拌熱再生技術的出現，為解決上述問題提供了有效的途徑，廠拌熱再生是將舊瀝青混合料銑刨后運回料場，通過特定的加工，與一定比例的新集料、瀝青和再生劑進行拌合后進行鋪筑［2］。調查表明，我國每年因為瀝青路面再生技術而節(jié)約的成本可達百億元［3］。對于廠拌熱再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性等路用性能，道路工作者們做了大量的研究工作［1，4］，然而對熱再生瀝青混合料的疲勞性能，至今研究的較少。本文通過試驗研究了影響廠拌熱再生瀝青混合料疲勞性能的因素，為廠拌熱再生技術在公路工程中的推廣利用提供參考。

1 原材料與試驗方法

1.1 原材料

礦料選用石灰?guī)r，其各項技術指標均滿足規(guī)范要求。瀝青選用70#基質瀝青，其技術指標如表1。瀝青混合料級配選用AC－13，配合比見表2。

表1 瀝青的基本技術指標

表2 廠拌熱再生新拌瀝青混合料合成級配

1.2 試驗方法

采用美國SHRP 計劃選定的三分點彎曲疲勞試驗評價熱再生瀝青混合料的疲勞性能。試驗采用MTS 材料試驗機控制加載，力傳感器的精確度為1 N，位移控制精度為0.001 mm，采用環(huán)境箱控制溫度，精確到0.1。各條件下平行試驗次數為3 次。

2 試驗結果與分析

2.1 RAP比例對疲勞壽命的影響

控制應力比為0.5，試驗溫度為15 ℃，測定不同RAP 比例下熱再生瀝青混合料的疲勞壽命，研究RAP 比例對熱再生瀝青混合料疲勞性能的影響，試驗結果見圖1。

圖1 RAP 比例對疲勞壽命的影響

從圖1可以看出，隨著RAP 質量分數的增大，廠拌熱再生瀝青混合料的疲勞壽命逐漸降低，而且降低幅度逐漸增大，當RAP 質量分數大于30%時，疲勞壽命急劇降低。例如當RAP 質量分數為0%、30%和45%時，疲勞壽命分別為12 058 次、10 266次和5 681 次，相比于新瀝青混合料，RAP 質量分數為30%和45%時熱再生瀝青混合料的疲勞壽命分別降低了14.3%和52.9%。說明RAP 比例越大，熱再生瀝青混合料的耐疲勞性能越差。這主要是因為，熱再生瀝青混合料中的RAP 部分經過車輛荷載和溫度、紫外線、雨水等自然因素的長期作用，已出現了老化現象，因此，RAP 比例越多，熱再生瀝青混合料的疲勞壽命越低。

2.2 應力比對疲勞壽命的影響

當RAP 比例為30%，試驗溫度為15 ℃時，測定應力比為0.3、0.4、0.5、0.6 和0.7 時熱再生瀝青混合料的疲勞壽命，研究應力比對熱再生瀝青混合料疲勞性能的影響，試驗結果見圖2。

從圖2可以看出，隨著應力比的增大，廠拌熱再生瀝青混合料的疲勞壽命大幅降低，例如當應力比為0.3、0.5 和0.7 時熱再生瀝青混合料的疲勞壽命分別為31 783 次、12 056 次和1 455 次，當應力比由0.3 增大到 0.5 和 0.7 時，疲勞壽命分別下降62.1%和95.4%。這主要是因為，隨著應力比的增大，熱再生瀝青混合料內部由于荷載而產生的裂縫的擴展速度加快，裂縫之間相互連接在一起，造成混合料的疲勞斷裂，疲勞壽命下降，這也解釋了重載超載路段路面易出現疲勞破壞的原因。

2.3 溫度對疲勞壽命的影響

當RAP 比例為30%，應力比為0.5 時，測定試驗溫度分別為5 ℃、15 ℃和25 ℃時熱再生瀝青混合料的疲勞壽命，研究溫度對熱再生瀝青混合料疲勞性能的影響，試驗結果見圖3。

從圖3可以看出，當RAP 質量分數一定時，隨著溫度的升高，廠拌熱再生瀝青混合料的疲勞壽命大幅降低。例如溫度為5 ℃、15 ℃和25 ℃時，熱再生瀝青混合料的疲勞壽命分別為19 276 次、12 103次和1 031 次，溫度為15 ℃和25 ℃時的疲勞壽命分別為5 ℃時的62.8%和5.3%，說明溫度越高，熱再生瀝青混合料越容易發(fā)生疲勞破壞。這是因為，隨著溫度的升高，瀝青混合料逐漸軟化，在外力作用下的變形逐漸增大，混合料內部的裂縫擴展加快，疲勞壽命降低。

2.4 老化對疲勞壽命的影響

控制應力比為0.5，試驗溫度為15 ℃，測定不同RAP 比例的熱再生瀝青混合料在老化前后的疲勞壽命，評價熱再生瀝青混合料的耐疲勞性能，試驗結果見圖4。

圖4 老化對疲勞壽命的影響

從圖4可以看出，當RAP 質量分數相同時，相比于老化前，老化后熱再生瀝青混合料的疲勞壽命大幅降低，例如當RAP 質量分數為30%時，熱再生瀝青混合料在老化前后的疲勞壽命分別為10 266次和3 531 次，老化后疲勞壽命下降了3 735 次。這是因為，老化后瀝青中的輕質組分含量減小，瀝青變硬變脆，在外力作用下變形減小，產生裂縫的機會增多，而且在外力作用下裂縫的擴展速度加快，因此熱再生瀝青混合料的疲勞壽命降低。

3 結論

1)隨著RAP 質量分數的增大，熱再生瀝青混合料的疲勞壽命逐漸降低，其中當RAP 質量分數大于30%時，疲勞壽命急劇下降，因此，RAP 質量分數不應大于30%。

2)相同條件下，應力比越大，熱再生瀝青混合料的疲勞壽命越低，越易發(fā)生疲勞破壞，這也解釋了在重載超載路段路面易出現疲勞破壞的原因。

3)相同條件下，溫度越高，熱再生瀝青混合料的疲勞壽命越低，耐疲勞性能越差。

4)當RAP 質量分數相同時，相比于老化前，老化后熱再生瀝青混合料的疲勞壽命大幅降低，耐疲勞性能急劇下降。

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

［2］時 彪，季 節(jié)，曹東偉.高摻配率熱再生瀝青混合料性能研究［J］.公路，2013，14(9):205 －208.

［3］薛彥卿，黃曉明.廠拌熱再生瀝青混合料力學性能試驗研究［J］.建筑材料學報，2011，14(4):507 －511.

［4］方 楊，李善強，劉 宇.廠拌熱再生瀝青混合料水穩(wěn)定性能研究［J］.重慶交通大學學報(自然科學版)，2013，32(5):961 －964.