李遠見，邊 莉

（1.內(nèi)蒙古路橋集團有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051；2.交通運輸部科學(xué)研究院，北京 100029；3.交科院公路工程科技（北京）有限公司）

1 引言

2019 年末全國公路總里程501.25 萬km[1]，公路養(yǎng)護里程495.31 萬km，占公路總里程98.8%。據(jù)測算，我國僅干線公路大中修工程，每年產(chǎn)生瀝青路面舊料達1.6 億t，水泥舊路面達3000 萬t。然而據(jù)統(tǒng)計目前我國公路路面材料循環(huán)利用率不到30%，遠低于發(fā)達國家。按照交通運輸部發(fā)布《關(guān)于加快推進公路路面材料循環(huán)利用工作的指導(dǎo)意見》[2]，要求到2020年，全國公路路面舊料循環(huán)利用率達到90%以上。

近幾年，再生材料已開始應(yīng)用于重交通道路上。廠拌熱再生瀝青混合料路面回收瀝青路面材料（RAP）摻配比例一般不超過30%，這主要由于有兩個技術(shù)瓶頸：①瀝青老化會影響到新鋪裝路面的使用性能。原路面瀝青混合料經(jīng)過多年的通車運行，瀝青出現(xiàn)老化或性能指標(biāo)降低現(xiàn)象；②銑刨的速度、刀具深度及銑刨機不同，造成RAP 粒徑不同。加熱后結(jié)團散開，粒徑更是無法判斷。若RAP 骨料偏粗，則降低水穩(wěn)定性、低溫性能和疲勞性能；若RAP 骨料偏細(xì)，則降低抗車轍性能。再生料與新骨料摻配后，配合比無法控制，使RAP不能得到較高的利用率，目前RAP 摻配比例一般在30%以內(nèi)。本文設(shè)計的一套RAP室內(nèi)試驗方法，旨在提高RAP參配比例，指導(dǎo)廠拌再生瀝青拌合站生產(chǎn)，并為高再生率瀝青拌合站設(shè)備研發(fā)提供依據(jù)。

2 RAP油石比、骨料篩分

2.1 RAP油石分離

從備選中篩選出適當(dāng)?shù)挠袡C溶劑（常用三氯乙烯），利用抽提法，將瀝青與骨料分離。回收冷凝分離器中收集的溶劑，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀器將有機溶劑與瀝青分離。反復(fù)多次操作，提取出足夠的瀝青用于指標(biāo)檢測。燃燒法確定銑刨料中油石比。從試樣各檔油石比表1 看，基本呈現(xiàn)規(guī)律是粒徑越小，油石比越高。

表1 銑刨料各檔油石比

2.2 RAP瀝青指標(biāo)檢測

最常見的是RAP 瀝青的三大指標(biāo)檢測，并與相同標(biāo)號瀝青老化前后的指標(biāo)進行對比，確定RAP 瀝青老化程度，見表2。

表2 石油瀝青老化前后性能指標(biāo)

2.3 骨料篩分

再生料的冷篩：將大塊的混合料敲打擊碎，按四分法取足量樣品，篩分確定各檔料所占比例。再生料的熱篩（135℃～145℃）：按四分法取足夠樣品，預(yù)加熱后進行逐級篩分，結(jié)果見表3，試驗時溫度在135℃～145℃之間。篩分時輕碾篩上混合料，使未分開的接團充分分散。

表3 再生料冷篩熱篩結(jié)果

通過對比冷篩、熱篩的篩分結(jié)果，可以看出RAP 在未被加熱到足夠溫度和時間時，其結(jié)團不能分開，單從篩分?jǐn)?shù)據(jù)上看，冷篩一組的骨料偏粗。RAP進行加熱預(yù)處理后，才是骨料真實粒徑。從控制級配角度考慮，預(yù)加熱后的銑刨料與新骨料混合，才能提高瀝青混合料的使用性能。

3 RAP配合比設(shè)計及級配驗證

再生料的預(yù)加熱：將再生料混合料混合均勻，按四分法取足夠樣品，然后放入145℃的烘箱中烘4h 左右，取出混合料輕碾，使少量未分開的接團充分分散。

根據(jù)規(guī)范及施工指南確定級配范圍和各規(guī)格礦料篩分最優(yōu)配合比，見表4、圖1所示。

表4 合成級配

圖1 合成級配圖

瀝青混合料配合比設(shè)計采用旋轉(zhuǎn)壓實儀制樣，其工作參數(shù)如下：

①垂直壓力：0.9MPa；

②旋轉(zhuǎn)角度：1.25°；

③試件成型控制：設(shè)計旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)125次；

④成型溫度：140℃～150℃。

為確定瀝青混合料的最佳油石比，選擇不同油石比，分別進行拌和，用旋轉(zhuǎn)壓實儀成型試件。分別測定不同油石比下旋轉(zhuǎn)壓實試件的毛體積相對密度（表干法）及力學(xué)指標(biāo)，見表5、表6。根據(jù)不同油石比下試件的體積性能及力學(xué)指標(biāo)綜合確定最佳油石比4.5%。然后進行性能驗證試驗，利用以上設(shè)計方法調(diào)整得到的混合料配合比，采用馬歇爾擊實方法成型，雙面擊實制得馬歇爾試件，測定其物理及力學(xué)指標(biāo)進行性能驗證，見表5～表9。

表5 AC-20C型瀝青混合料旋轉(zhuǎn)壓實試驗結(jié)果

表6 馬歇爾擊實驗證結(jié)果

表7 浸水馬歇爾試驗結(jié)果

表8 凍融劈裂強度比試驗結(jié)果

表9 殘留抗壓強度試驗結(jié)果

4 結(jié)語

通過室內(nèi)RAP 配合比試驗，設(shè)計指導(dǎo)廠拌瀝青再生拌合站的生產(chǎn)工藝及參數(shù)確定。通過試驗和試驗路段鋪設(shè)，RAP 在廠拌熱再生中應(yīng)用比例提高至70%以上。優(yōu)化的再生配合比試驗，為提高再生拌合站中RAP 應(yīng)用比例提供理論支持。RAP 循環(huán)利用技術(shù)得到國內(nèi)同行業(yè)的推薦，得到國家重視和政策的支持。該項新技術(shù)的推廣對實現(xiàn)資源循環(huán)利用、節(jié)能減排發(fā)揮積極作用。其經(jīng)濟社會效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

本文在回收瀝青中礦粉含量對三大指標(biāo)的影響程度還有待進一步研究。在瀝青老化程度驗證試驗方面，還需擴展對瀝青的流變學(xué)性能進行檢測。