摘要：在橡膠瀝青混合料中摻入RAP，可實(shí)現(xiàn)舊路面混合料與舊輪胎的有效利用。文章依托某高速公路大修項(xiàng)目工程，銑刨回收獲得SBS改性瀝青混合料AC-13的RAP瀝青混合料，通過配合比設(shè)計(jì)得到熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料中橡膠瀝青與再生瀝青的比例，并結(jié)合實(shí)體工程驗(yàn)證了摻RAP的熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的路用性能，為今后類似項(xiàng)目的研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：道路工程；RAP；SBS再生瀝青；橡膠瀝青；路用性能

中圖分類號(hào)：U416.217

0 引言

近年來，廣西高速公路建設(shè)取得了高速的發(fā)展，截至2022年底，廣西高速公路通車總里程突破8 000 km［1］，隨之而來的公路養(yǎng)護(hù)建設(shè)項(xiàng)目也取得了蓬勃發(fā)展。高速公路大中修項(xiàng)目產(chǎn)生的瀝青混合料回收料（Recycled Asphalt Pavement，RAP）的再次利用是行業(yè)面臨的重要研究課題。熱再生技術(shù)通過對(duì)舊路面瀝青混合料破碎配合比重新設(shè)計(jì)、添加新料、添加再生劑等技術(shù)方法［2］，重新拌和形成新的瀝青混合料，其具有舊瀝青混合料利用率高、路用性能優(yōu)異等特點(diǎn)。

在機(jī)制瀝青中加入廢舊輪胎研磨成的膠粉，通過高溫?cái)嚢?、溶脹形成橡膠瀝青［3］。橡膠瀝青是一種優(yōu)質(zhì)的筑路材料，同時(shí)能在一定程度上解決廢舊輪胎污染的問題。

本文研究在橡膠瀝青混合料中摻入RAP，可實(shí)現(xiàn)舊路面混合料與舊輪胎的有效利用，通過配合比設(shè)計(jì)得到熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料，驗(yàn)證其路用性能，為今后類似項(xiàng)目的研究和應(yīng)用提供必要的理論依據(jù)。

1 原材料及配合比

本次研究所采用的RAP瀝青混合料回收料為廣西某高速公路大修銑刨回收的瀝青上面層AC-13混合料，原舊路瀝青為SBS改性瀝青，集料為輝綠巖。橡膠瀝青為傳統(tǒng)濕法工藝生產(chǎn)的橡膠瀝青，基質(zhì)瀝青為70#道路石油瀝青，膠粉為80目的普通膠粉，膠粉摻量為18%。碎石所使用的是廣西田東生產(chǎn)的粒徑為10～15 mm、5～10 mm輝綠巖碎石，機(jī)制砂使用的是廣西田東生產(chǎn)的粒徑為0～3 mm輝綠巖機(jī)制砂，礦粉所使用的是廣西南寧生產(chǎn)的石灰?guī)r礦粉。

1.1 RAP瀝青混合料回收料

本文研究所使用的RAP回收料，經(jīng)破碎后得到0～10 mm、10～15 mm 2檔粒徑規(guī)格。根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011）［4］，經(jīng)抽提法離心分離得到RAP料中的油石比及篩分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果，其中粒徑為0～10 mm、0～15 mm的RAP油石比分別為3.65%和5.32%，篩分試驗(yàn)結(jié)果見表1。通過阿布森法從RAP中回收瀝青并檢測(cè)其針入度、軟化點(diǎn)、延度，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

1.2 橡膠瀝青

本文所采用的橡膠瀝青為瀝青站加工生產(chǎn)的橡膠瀝青，其中基質(zhì)瀝青為70#A級(jí)道路石油瀝青，膠粉為80目膠粉，膠粉與機(jī)制瀝青比例為18∶82。橡膠瀝青的檢測(cè)結(jié)果見表3。

1.3 新礦料

本文研究所用的粗集料及細(xì)集料為輝綠巖材質(zhì)，產(chǎn)自廣西田東，礦粉采用石灰?guī)r礦粉。根據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42-2005）［5］新礦料其主要性能指標(biāo)見表4～6。

2 配合比設(shè)計(jì)

為了研究摻RAP的熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料性能，以ARAC-13混合料作為研究對(duì)象，考慮RAP摻量分別為0、30%、40%、50%，其中RAP摻量為0時(shí)為常規(guī)橡膠瀝青混合料，30%、40%和50%的RAP摻量混合料為熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料。RAP瀝青混合料回收料的兩檔材料比例分別為：10～15 mm∶0～10 mm=40%∶60%。為了降低級(jí)配對(duì)混合料的性能影響，目標(biāo)級(jí)配參照廣西地方標(biāo)準(zhǔn)《橡膠瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（DB45/T1098-2014）［6］中的ARAC-13級(jí)配中值控制。經(jīng)計(jì)算，合成級(jí)配見表7，級(jí)配曲線見圖1。

根據(jù)ARAC-13橡膠瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)要求及工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，以5.5%油石比作為最佳油石比，通過馬歇爾試驗(yàn)得到混合料的馬歇爾體積指標(biāo)，通過車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)驗(yàn)證復(fù)合改性橡膠瀝青再生混合料的高溫性能及水穩(wěn)定性能。得到試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

根據(jù)表8的數(shù)據(jù)得出：RAP摻量為0的橡膠瀝青混合料，即普通橡膠瀝青混合料，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，但性能不突出，使用單一的橡膠粉作為改性劑，其路用性能不及復(fù)合改性的橡膠瀝青混合料。當(dāng)摻入含有SBS改性瀝青的RAP后，該橡膠瀝青改性劑分別為橡膠粉和SBS改性瀝青，其性能較單一的橡膠粉改性劑有一定的提高。隨著RAP摻量的提高，混合料的空隙率增加，瀝青飽和度降低，穩(wěn)定度增加，浸水殘留穩(wěn)定度降低。當(dāng)RAP摻量為30%時(shí)，其各項(xiàng)性能均滿足要求，穩(wěn)定度較普通的橡膠瀝青混合料提高不大；當(dāng)RAP摻量為40%時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范要求，穩(wěn)定度有較大程度的提高；當(dāng)RAP摻量提高至50%時(shí)，空隙率變得較大，瀝青飽和度不滿足要求，水穩(wěn)定性接近于規(guī)范要求的最低值。

故本次研究最終選取RAP摻量為40%的熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料作為本次配合比設(shè)計(jì)的最終配合比。

3 實(shí)體工程驗(yàn)證

依托廣西某低等級(jí)道路改造工程，結(jié)合本次研究的成果，對(duì)選取的RAP摻量為40%的熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料進(jìn)行實(shí)體工程驗(yàn)證，主要從拌和時(shí)間、施工溫度、現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等方面進(jìn)行論述。

3.1 拌和時(shí)間

采用4 000型的間歇式拌和樓，其加裝了熱再生拌和系統(tǒng)。為了保證拌和效果，使新料與舊料充分融合，需適當(dāng)增加干拌時(shí)間，故本次研究最終確定的拌和時(shí)間為18 s，以達(dá)到瀝青混合料表面均勻、無花白料的效果。

3.2 施工溫度

廠拌熱再生生產(chǎn)裝置有一套獨(dú)立的加熱系統(tǒng)用于RAP料的加熱。RAP料加熱的溫度需嚴(yán)格控制，過高則容易團(tuán)聚，過低則成品混合料溫度達(dá)不到要求。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取RAP料的加熱溫度為100 ℃～120 ℃，新集料的加熱溫度控制在200 ℃左右，則成品的混合料出廠溫度控制在185 ℃左右，較普通橡膠瀝青混合料整體成品溫度高10 ℃～15 ℃，整體混合料的外觀效果較好。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)攤鋪

現(xiàn)場(chǎng)攤鋪速度控制在2～3 m/min。由于熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的黏度較大，故需提高初始?jí)簩?shí)度，提高攤鋪機(jī)的夯錘等級(jí)。同時(shí)在壓實(shí)過程中，壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，要求壓路機(jī)做到“緊跟慢壓”“高頻低幅”，壓路機(jī)梯隊(duì)做到“同進(jìn)同退”，縮短壓實(shí)長(zhǎng)度。輪胎壓路機(jī)壓實(shí)遍數(shù)較普通橡膠瀝青增加1遍。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

對(duì)實(shí)施完畢的路段進(jìn)行滲水及壓實(shí)度檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

由表9可知，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，其滲水系數(shù)及壓實(shí)度均滿足規(guī)范要求，水密和壓實(shí)效果良好。

4 結(jié)語

本文通過配合比設(shè)計(jì)得到熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的配合比，確定了橡膠瀝青與再生瀝青的比例，同時(shí)通過實(shí)體工程檢驗(yàn)，得到如下結(jié)論：

（1）在不添加任何再生劑條件下，隨著RAP摻量的升高，熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的空隙率升高，高溫穩(wěn)定性提高，水穩(wěn)定性降低。

（2）在保持級(jí)配基本一致的條件下，橡膠瀝青中摻入SBS改性瀝青的RAP料，得到的熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定性較普通橡膠瀝青高，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

（3）結(jié)合相關(guān)低等級(jí)道路的施工經(jīng)驗(yàn)，熱再生復(fù)合改性橡膠瀝青混合料具有較普通橡膠瀝青混合料拌和時(shí)間長(zhǎng)、成品溫度高、碾壓遍數(shù)多的特點(diǎn)。

（4）由于RAP瀝青混合料回收料價(jià)格低廉，摻入橡膠瀝青混合料中可得到復(fù)合改性橡膠瀝青的混合料，在成本控制及路用性能上有優(yōu)勢(shì)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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［5］JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［6］DB45/T1098-2014，橡膠瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

收稿日期：2023-10-20

作者簡(jiǎn)介：廖春仁（1992—），工程師，研究方向：道路施工技術(shù)管理。