劉研

摘 要：本文結(jié)合國道改造項(xiàng)目，研究不同RAP摻量（5%、10%、15%、20%、25%、30%）對瀝青混合料路用性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：RAP瀝青摻量的增加，有助于改善混合料抗車轍性能，但是低溫抗裂性和抗水損害性能呈相反趨勢。進(jìn)一步提出RAP舊料摻量不宜大于15%，針對RAP瀝青混合料性能的變化，建議采用木質(zhì)纖維、生石灰或抗剝落劑改善混合料的性能參數(shù)，延長使用壽命。

關(guān)鍵詞：道路工程;再生瀝青混合料;路用性能;壽命周期

0 引言

公路作為城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)之間的經(jīng)濟(jì)連接紐帶，在鄉(xiāng)村振興、經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要角色。雖然我國公路建設(shè)行業(yè)得到快速發(fā)展，里程數(shù)不斷增長，但在使用過程中，因交通量過大、車輛超載等原因，導(dǎo)致其使用壽命遠(yuǎn)小于規(guī)劃設(shè)計(jì)的壽命周期。因此，已經(jīng)進(jìn)入大中修階段，隨著產(chǎn)生的就是大量的舊混合料，為落實(shí)綠色發(fā)展的建設(shè)理念，如何最大化的利用改擴(kuò)建項(xiàng)目中的廢棄瀝青混合料，是當(dāng)前道路領(lǐng)域研究重點(diǎn)。

1 工程概況

G205國道改擴(kuò)建項(xiàng)目位于安徽省黃山市譚家橋鎮(zhèn)區(qū)，道路改造長度4.6 km，設(shè)計(jì)寬度為24 m，設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h，路面結(jié)構(gòu)采用上面層AC-13（4 cm）+下面層AC-20（6 cm）結(jié)構(gòu)。

2 RAP瀝青混合料級配設(shè)計(jì)

因舊G205國道道路路面外觀質(zhì)量較好，滿足目前路用性能需求，因此在改擴(kuò)建過程中，考慮將舊瀝青混合料回收再利用，不僅節(jié)約成本，同時(shí)為G205國道二期改造項(xiàng)目提供經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支撐。本文進(jìn)一步研究不同RAP摻量對瀝青混合料路用性能的影響。

結(jié)合項(xiàng)目，本文采用的AC-20型瀝青混合料級配要求如下：

目前因受再生劑使用效果、RAP儲(chǔ)存及性能差異等影響，國內(nèi)的RAP摻量不高于25%～30%?；诖?，選取RAP摻量為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%條件下的瀝青混合料性能。再生劑的摻量為舊瀝青摻量的6.5%。根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)方法確定不同摻量的最佳油石比分別為：4.6%、4.6%、4.7%、5.0%、5.2%、5.5%、5.7%。

3 瀝青混合料性能研究

部分舊瀝青緊密裹覆在集料表面，對混合料的高溫穩(wěn)定性和抗水損性能理論上一定改善作用，但是再生劑降低高溫穩(wěn)定性能，同時(shí)根據(jù)國內(nèi)外研究表明，不同摻量下瀝青混合料的低溫抗裂性能效果不同。綜上，本文通過抗車轍試驗(yàn)、小梁彎曲試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)研究不同RAP瀝青混合料的性能，同時(shí)為后期項(xiàng)目的改擴(kuò)建提供參考[1-6]。

3.1 高溫穩(wěn)定性

道路車轍是瀝青路面高溫穩(wěn)定性的直觀體現(xiàn)，本文通過抗車轍試驗(yàn)?zāi)M荷載作用下，試件的車轍深度，試驗(yàn)結(jié)果如下。

試驗(yàn)結(jié)果，隨著舊料摻量的增加，瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度參數(shù)逐漸增加，且當(dāng)摻量為0%～10%時(shí)，DSR值增長趨勢較快，隨著摻量的增加，趨勢變緩。這是因?yàn)榕f瀝青老化后，其瀝青軟化點(diǎn)升高，改善了混合料的高溫穩(wěn)定性，但是隨著再生劑的加入，導(dǎo)致瀝青軟化點(diǎn)升高趨勢減弱，從而導(dǎo)致RAP瀝青混合料DSR指標(biāo)增長趨勢趨于平緩。

3.2 低溫抗裂性

瀝青路面開裂主要是溫度變化引起的，一是溫度冷暖交替循環(huán)，二是溫度驟降引起的材料收縮，從而導(dǎo)致路面開裂。本文通過小梁彎曲試驗(yàn)測定RAP瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度、最大彎拉應(yīng)變和彎曲勁度模來研究RAP瀝青混合料的低溫性能。

隨著RAP摻量的增加，抗彎拉強(qiáng)度、最大彎拉應(yīng)變、勁度模量參數(shù)呈下降趨勢，且當(dāng)摻量為30%時(shí)，RAP瀝青混合料的最大彎拉應(yīng)變不滿足規(guī)范要求。這是因?yàn)榕f料中瀝青老化嚴(yán)重，導(dǎo)致瀝青四組分含量變化，從而導(dǎo)致低溫抗裂性下降，這也與車轍試驗(yàn)結(jié)果一致。

3.3 抗水損性

瀝青路面水損害的直觀體現(xiàn)就是坑槽。路面在水分侵蝕下，通過車輛荷載的耦合作用，導(dǎo)致瀝青與集料粘附性降低，從而出現(xiàn)松散、剝落、坑槽病害。本文通過凍融劈裂試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)研究RAP瀝青混合料的抗水損性能，試驗(yàn)結(jié)果如下：

由試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著RAP摻量的增加，瀝青混合料的MS0和TSR值均直線下降，且當(dāng)摻量大于15%時(shí)，MS0值不滿足規(guī)范要求;當(dāng)摻量大于20%時(shí)，TSR值不滿足規(guī)范要求。這是由于新舊瀝青沒有混合均勻，且粘結(jié)性能較差，從而導(dǎo)致水分侵入新舊瀝青間，破壞二者的粘結(jié)性，從而破壞瀝青與集料之間的黏附性，導(dǎo)致抗水損害性能下降。

綜上所述，RAP瀝青摻量的增加，有助于改善混合料抗車轍性能，但是低溫抗裂性和抗水損害性能呈相反趨勢。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和規(guī)范要求，本項(xiàng)目所采用的RAP舊料摻量不宜大于15%。針對RAP瀝青混合料性能的變化，建議采用木質(zhì)纖維、生石灰或抗剝落劑改善混合料的性能參數(shù)，延長使用壽命。

4 結(jié)語

RAP瀝青回收再利用符合建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色道路理念，對于道路大中修改造項(xiàng)目有著舉足輕重的研究意義。本文僅研究摻量單一變量對瀝青混合料性能的影響，并提出摻量不宜大于15%，通過添加木質(zhì)纖維、生石灰或抗剝落劑等外摻劑改善混合料的路用性能，研究不夠深入，還可從集料不同級配設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)方法、再生劑和溫拌技術(shù)結(jié)合、以及施工工藝等角度研究RAP瀝青混合料的性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玄同.高RAP摻量下溫拌再生瀝青混合料性能研究[D].大連理工大學(xué)，2020.

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