■江名飛

（上饒市鄱陽公路事業(yè)發(fā)展中心， 上饒 333100）

近年來， 隨著就地?zé)嵩偕夹g(shù)的大規(guī)模發(fā)展，我國在公路維修過程中產(chǎn)生的廢舊瀝青混合料逐漸得到回收利用， 不僅解決了土地資源占用問題，同時還減少了對環(huán)境的污染[1-2]。 但部分廢舊瀝青混合料的性能下降嚴(yán)重，導(dǎo)致再次利用后性能仍無法滿足要求，因此，如何有效提升再生瀝青混合料的性能已成為當(dāng)下學(xué)者急需研究的重要課題[3-4]。

目前，纖維作為一種優(yōu)良的添加劑，已在改善再生瀝青混合料性能方面得到了廣泛應(yīng)用， 如王修山等[5]通過車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗和低溫彎曲試驗對陶瓷纖維改性瀝青混合料的路用性能進(jìn)行評估， 驗證了陶瓷纖維對瀝青混合料的路用性能有重要改善作用。徐松等[6]發(fā)現(xiàn)玄武巖纖維對再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、 低溫抗裂性能的改善效果較為顯著， 而木質(zhì)素纖維對混合料的水穩(wěn)定性的增強(qiáng)效果更為明顯。羅良惠等[7]發(fā)現(xiàn)摻加玻璃纖維可以有效改善混合料的高溫穩(wěn)定性， 可以提高瀝青混合料在低溫時的彈性和抗變形能力， 但是對彎拉強(qiáng)度沒有幫助。郭志強(qiáng)[8]在瀝青混合料中加入了不同長度和摻量的短切短纖維， 研究了碳纖維長度和摻量對瀝青混合料動穩(wěn)定度、 低溫彎曲性能和凍融劈裂強(qiáng)度比的影響。 上述研究主要集中在不同種類纖維對傳統(tǒng)再生瀝青混合料性能的研究， 而關(guān)于纖維對高RAP 摻量瀝青混合料路用性能的研究還需進(jìn)一步完善， 基于此， 本研究選取聚酯纖維作為添加劑， 分別針對不同舊料摻量瀝青混合料的路用性能進(jìn)行比較分析，最終證明了聚酯纖維改善高RAP 摻量瀝青混合料路用性能的優(yōu)良效果。

1 原材料

舊瀝青：舊瀝青混合料取自某公路路面翻修銑刨時產(chǎn)生的銑刨料，由于該道路已運(yùn)營4 年，且試驗舊料摻量較高，需針對老化瀝青的三大指標(biāo)進(jìn)行測定， 測定結(jié)果： 瀝青含量4.5%、25℃針入度56.7（0.1 mm）、軟化點(diǎn)53.6℃、15℃延度43.5 cm。

新瀝青：試驗中制備新瀝青混合料和再生瀝青混合料均采用70#基質(zhì)瀝青，其技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 70# 基質(zhì)瀝青技術(shù)指標(biāo)

集料：粗集料采用粒徑范圍為5～10 mm 的石灰?guī)r碎石，其技術(shù)指標(biāo)見表2。 細(xì)集料采用機(jī)制砂，粒徑范圍為0～5 mm， 表觀密度2.76 g/cm3， 吸水率0.7%。 礦粉由石灰?guī)r磨細(xì)所得， 其表觀密度2.72 g/cm3，吸水率0.5%。

纖維：試驗選用價格低廉、干法工藝簡單的聚酯纖維，其技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 聚酯纖維技術(shù)指標(biāo)

2 配合比設(shè)計

2.1 礦料級配設(shè)計

本試驗主要研究聚酯纖維對高RAP 摻量再生瀝青混合料路用性能的影響， 舊料摻量需超過50%，同時添加新集料調(diào)整級配，選擇舊料摻量分別為0%、60%、80%及100%的4 組再生瀝青混合料進(jìn)行AC-13 級配設(shè)計，其目標(biāo)級配見表4。

表4 AC-13 混合料目標(biāo)級配

2.2 最佳瀝青用量確定

按照J(rèn)TG E20-2011 《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》規(guī)范要求，分別對不同舊料摻量的瀝青混合料試件進(jìn)行馬歇爾試驗，每組試件擊實(shí)75 次，試驗結(jié)果見表5。

表5 不同舊料摻量的瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果

3 結(jié)果與分析

按照J(rèn)TG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》規(guī)范要求，分別對不同聚酯纖維摻量和舊料摻量的再生瀝青混合料試件進(jìn)行高溫車轍、低溫小梁彎曲、 浸水馬歇爾以及凍融劈裂試驗，其中聚酯纖維摻量分別為0%、1%、2%、3%、4%，舊料摻量分別為0、60%、80%、100%，為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，各試件均測量3 次，計算結(jié)果取其平均值。

3.1 高溫穩(wěn)定性

依次對聚酯纖維摻量為0%～4%的不同舊料摻量再生瀝青混合料試件進(jìn)行車轍試驗，得到再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度變化曲線見圖1。

圖1 動穩(wěn)定度變化曲線

由圖1 可知，摻入聚酯纖維后，不同舊料摻量瀝青混合料的動穩(wěn)定度均出現(xiàn)不同程度增大，且對于摻入舊料的瀝青混合料動穩(wěn)定度增幅更為明顯。當(dāng)纖維摻量由0%增至3%時，不同舊料摻量瀝青混合料的動穩(wěn)定度均不斷增大， 但纖維摻量由3%增至4%時， 不同舊料摻量瀝青混合料的動穩(wěn)定度開始逐漸減小，且纖維摻量為3%時，舊料摻量為0%、60%、80%及100%瀝青混合料的動穩(wěn)定度均達(dá)到最大值，由此說明，對于增強(qiáng)高RAP 摻量再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能而言， 聚酯纖維摻量選擇3%的效果更佳。

3.2 低溫抗裂性

依次對聚酯纖維摻量為0%～4%的不同舊料摻量瀝青混合料試件進(jìn)行小梁彎曲試驗， 得到再生瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度和勁度模量變化曲線見圖2、3。

圖2 彎拉強(qiáng)度變化曲線

由圖2 可知，摻入聚酯纖維后，不同舊料摻量瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度均有所增大，且對于摻入舊料的瀝青混合料彎拉強(qiáng)度增幅更為顯著。 當(dāng)纖維摻量由0%增至2%時，不同舊料摻量瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度均不斷增大， 纖維摻量由2%增至4%時，不同舊料摻量瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度開始逐漸減小，在纖維摻量為2%時， 舊料摻量為60%、80%及100%的瀝青混合料彎拉強(qiáng)度均達(dá)到最大值，而新瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在3%纖維摻量，說明聚酯纖維摻量選擇2%的再生瀝青混合料彎拉強(qiáng)度相對較優(yōu)。

由圖3 可知，摻入聚酯纖維后，不同舊料摻量瀝青混合料的勁度模量均有所減小，但對于摻入舊料的瀝青混合料勁度模量減幅相對較小。 當(dāng)纖維摻量由小于2%時， 不同舊料摻量的瀝青混合料勁度模量減小幅度不大，但纖維摻量超過2%后，不同舊料摻量的瀝青混合料勁度模量減小幅度開始明顯增大， 說明纖維摻量選擇2%對于再生瀝青混合料勁度模量的影響更小。 綜合分析，對于提升高RAP摻量再生瀝青混合料的低溫抗裂性能而言，聚酯纖維摻量選擇2%的效果較優(yōu)。

圖3 勁度模量變化曲線

3.3 水穩(wěn)定性

依次對聚酯纖維摻量為0%～4%的不同舊料摻量瀝青混合料試件進(jìn)行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，得到再生瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比變化曲線見圖4、圖5。

圖4 殘留穩(wěn)定度變化曲線

圖5 凍融劈裂強(qiáng)度比變化曲線

由圖4 可知，摻入聚酯纖維后，不同舊料摻量瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度均有所增大，且對于摻入舊料的瀝青混合料殘留穩(wěn)定度增幅相對較大。 當(dāng)纖維摻量由0%增至3%時，不同舊料摻量瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度均呈增大趨勢， 纖維摻量由3%增至4%時， 不同舊料摻量瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度開始逐漸減小，其中60%舊料摻量的瀝青混合料殘留穩(wěn)定度在纖維摻量為2%時達(dá)到最大值， 而其他瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度最大值均出現(xiàn)在3%纖維摻量， 說明聚酯纖維摻量選擇2%～3%的再生瀝青混合料殘留穩(wěn)定度較好。

由圖5 可知，不同舊料摻量瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比隨著聚酯纖維的摻入均有所增大，且對于摻入舊料的瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比影響較大。 當(dāng)纖維摻量由0%增至3%時，不同舊料摻量瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比均呈增大趨勢，纖維摻量由3%增至4%時，不同舊料摻量瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比開始逐漸減小，且不同舊料摻量的瀝青混合料殘留穩(wěn)定度的最大值基本出現(xiàn)在纖維摻量2%～3%范圍內(nèi)。 綜合分析，對于提升高RAP 摻量再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能而言，聚酯纖維摻量選擇2%～3%范圍的效果相對較好。

4 結(jié)論

（1）聚酯纖維的摻入可提升不同舊料摻量瀝青混合料的動穩(wěn)定度，纖維摻量為3%時，不同舊料摻量瀝青混合料的動穩(wěn)定度均達(dá)到最大值， 此時高RAP 摻量再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能最好。（2）聚酯纖維的摻入可增大不同舊料摻量瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度，但勁度模量會減小，纖維摻量為2%時， 不同舊料摻量瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度最大，且對于瀝青混合料勁度模量的影響相對較小，說明纖維摻量選擇2%的高RAP 摻量再生瀝青混合料低溫抗裂性較優(yōu)。 （3）聚酯纖維的摻入可增大不同舊料摻量瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比， 其中纖維摻量為2%～3%的混合料殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比較好， 說明纖維摻量選擇2%～3%范圍對于提升高RAP 摻量再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能效果較好。