摘要：本文首先對(duì)廣東省某地區(qū)某干線地基處理工程的面層銑刨料進(jìn)行抽提篩分試驗(yàn)，評(píng)價(jià)RAP中舊瀝青與舊集料的性能，其次采用馬歇爾試驗(yàn)方法分別確定RAP摻量為40%、50%、60%和70%的AC-16再生瀝青混合料配合比，然后基于車(chē)轍試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn)分析不同摻量對(duì)再生混合料高溫性能、低溫性能及水穩(wěn)定性能的影響。結(jié)果表明：RAP中的瀝青特性出現(xiàn)顯著變化，表現(xiàn)為軟化點(diǎn)提高、黏度增強(qiáng)，針入度和延度降低，瀝青老化和集料細(xì)化現(xiàn)象嚴(yán)重；當(dāng)再生劑摻量為7%時(shí)，RAP中舊瀝青的性能得到回升，接近于原70號(hào)瀝青的狀態(tài)；再生混合料的高溫穩(wěn)定性隨RAP摻量的增加而提高，低溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性隨RAP摻量的增加而降低，但在RAP摻量為70%的情況下仍能夠滿(mǎn)足規(guī)范要求。

關(guān)鍵詞：廠拌熱再生；高摻量；RAP；瀝青混合料；路用性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ522.65文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2025）04-0071-04

Experimental study on pavement performance"of high content plant mixed hot recycled asphalt mixture

YI Weihua1，LI Kai2

（1.China Overseas Construction Co.，Ltd.，Shenzhen 518057，China；

2.Zhongyan Technology Co.，Ltd.，Shijiazhuang 052160，China）

Abstract：In this paper，firstly，the surface milling material of a trunk line foundation treatment project in a certain area of Guangdong Province was extracted and screened to evaluate the performance of old asphalt and old aggre?gate in RAP.Secondly，the Marshall test method was used to determine the mix ratio of AC-16 recycled asphalt mix?ture with RAP content of 40%，50%，60%and 70%.Then，based on the rutting test，low temperature trabecular bending test and immersion Marshall test，the effects of different contents on the high temperature performance，low temperature performance and water stability of recycled mixture were analyzed.The results show that the asphalt properties in RAP have changed significantly，which is characterized by the increase of softening point and viscosi?ty，the decrease of penetration and ductility，the serious aging of asphalt and the refinement of aggregate.When the content of regenerant is 7%，the performance of the old asphalt in RAP is recovered，which is close to the state of the original No.70 asphalt.The high temperature stability of recycled mixture increases with the increase of RAP content，and the low temperature stability and water stability decrease with the increase of RAP content，but it canstill meet the specification requirements when the RAP content is 70%.

Key words：plant mixing hot regeneration；high dosage；RAP；asphalt mixture；road performance

近年來(lái)，我國(guó)路基工程網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大，交通流量日益增長(zhǎng)，截至2022年末，全國(guó)路基養(yǎng)護(hù)總長(zhǎng)度達(dá)到535′ 106 km，覆蓋了99.9%的公路網(wǎng)[1]。在傳統(tǒng)路面養(yǎng)護(hù)及改擴(kuò)建施工中，普遍采用銑刨再鋪設(shè)瀝青層的方法，然而這一過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢棄瀝青混合料常常被簡(jiǎn)單丟棄[2]，此種做法不僅消耗了寶貴的土地資源，還對(duì)周?chē)h(huán)境造成了顯著污染，同時(shí)這也造成瀝青和集料等不可再生資源的大量浪費(fèi)[3-5]。

廠拌熱再生是在拌和廠對(duì)瀝青混合料回收料（RAP）進(jìn)行破碎和篩分處理后用于地基加固處理，按照特定比例將其與新的礦料、新的瀝青及瀝青再生劑等一同加熱攪拌成混合料，最后用于鋪筑瀝青路面的技術(shù)[6-7]。這種方法不但可以高效利用廢舊瀝青路面材料，起到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的作用，還能夠降低工程成本[8-10]，已成為我國(guó)主流的瀝青路面再生技術(shù)。然而目前工程上廠拌熱再生路面中RAP摻量普遍小于30%[11-13]，難以消耗大量的瀝青路面廢舊料，經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益并不顯著[14-15]。因此進(jìn)一步提高廠拌熱再生路面中RAP摻量十分有必要[16]。隨著RAP摻量的提高，舊瀝青的再生狀態(tài)及效果、再生混合料級(jí)配穩(wěn)定性和再生混合料路用性能都將發(fā)生變化，關(guān)于這方面的研究目前相對(duì)較少，缺乏相應(yīng)的理論依據(jù)與指導(dǎo)。

1 RAP性能評(píng)價(jià)

本文所用RAP為廣東省某地區(qū)某干線地基處理工程的面層AC-13瀝青面層經(jīng)銑刨、破碎及篩分處理后所得，舊料中的原瀝青為70號(hào)基質(zhì)瀝青，性能指標(biāo)見(jiàn)表1。

經(jīng)離心抽提后，按JTG/T 5521—2019《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》對(duì)RAP的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2，RAP礦料級(jí)配如圖1所示。

由表2可知，RAP的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求，但是RAP中舊瀝青的針入度和延度相較于原瀝青出現(xiàn)明顯下降，軟化點(diǎn)和黏度升高，可見(jiàn)回收的舊瀝青既硬又脆，老化程度較高，需添加再生劑后使用；RAP中舊集料未發(fā)生明顯變化，各項(xiàng)性能良好，可用于再生瀝青混合料。如圖1所示，RAP礦料級(jí)配中的細(xì)料明顯增多，集料細(xì)化情況較為嚴(yán)重，這是由該地區(qū)較重的交通荷載及持續(xù)降水作用導(dǎo)致的，且部分粗集料可能會(huì)在路面銑刨過(guò)程中被打碎，進(jìn)一步造成細(xì)集料變多。因此，在再生混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加粗集料的含量。

2再生混合料配合比設(shè)計(jì)

2.1原材料

RAP與第1節(jié)中相同，基于RAP性能檢測(cè)結(jié)果，選取90號(hào)基質(zhì)瀝青作為新加瀝青，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3；新集料選擇貴州省黔東南地區(qū)的板巖，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4；再生劑采用RA-25型，技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表5。

2.2再生劑摻量

向RAP經(jīng)離心抽提得到的舊瀝青中加入不同劑量的再生劑，通過(guò)瀝青性能指標(biāo)檢測(cè)與分析確定再生劑的最佳摻量，結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知，再生瀝青的針入度和延度隨著再生劑摻量的增加呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，而軟化點(diǎn)相應(yīng)下降。值得注意的是，當(dāng)再生劑的摻量提升到7%時(shí)，再生瀝青在15℃下的延度達(dá)到127 cm，同時(shí)針入度為6.9 mm，這表明再生瀝青已成功恢復(fù)至原70號(hào)基質(zhì)瀝青的性能水平。因此，綜合考慮再生效果及經(jīng)濟(jì)性，確定再生劑的摻量為7%。

2.3礦料級(jí)配

由于RAP中集料細(xì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，在高摻量廠拌熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)級(jí)配類(lèi)型選取AC-16，以規(guī)范推薦的級(jí)配中值為目標(biāo)級(jí)配，分別確定40%、50%、60%和70%RAP摻量下再生混合料的合成級(jí)配，如圖2所示。

由圖2可知，RAP摻量為40%、50%、60%和70%的合成級(jí)配，均滿(mǎn)足AC-16級(jí)配的規(guī)范要求，其中，RAP摻量為40%、50%、60%的合成級(jí)配接近目標(biāo)級(jí)配曲線，而RAP摻量為70%的合成級(jí)配接近AC-16級(jí)配上限，即RAP摻量為70%的合成級(jí)配中再生混合料的級(jí)配偏細(xì)。

2.4最佳瀝青用量

根據(jù)馬歇爾設(shè)計(jì)方法[17]，選取5%為瀝青用量中值，間隔0.5%，分別制備五組不同瀝青用量的馬歇爾試件，并確定各摻量下再生混合料的最佳瀝青用量，結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可知，再生混合料的最佳瀝青用量隨著RAP摻量的增加而增加，這是因?yàn)镽AP摻量越大，再生混合料中舊瀝青的比重就越大，導(dǎo)致再生劑無(wú)法在有限的拌合時(shí)間內(nèi)充分?jǐn)U散進(jìn)老化瀝青內(nèi)部將其充分軟化再生，從而增加了最佳瀝青用量。

3再生混合料路用性能分析

3.1高溫穩(wěn)定性

以設(shè)計(jì)級(jí)配和最佳瀝青用量，分別成型不同RAP摻量的300 mm×300 mm×50 mm車(chē)轍板試件，按JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定的T 0719—2011試驗(yàn)方法進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)，以分析再生混合料的高溫穩(wěn)定性，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

由表8可知，所有測(cè)試的再生混合料在不同RAP比例下的動(dòng)穩(wěn)定度均符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，并且再生混合料的動(dòng)穩(wěn)定度隨RAP摻量上升呈現(xiàn)出增長(zhǎng)趨勢(shì)，這一現(xiàn)象說(shuō)明了再生混合料的高溫穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)。導(dǎo)致此結(jié)果的原因是隨著RAP比例的增加，混合料中老化瀝青的比例也隨之上升。老化后的瀝青變得更加堅(jiān)硬，其針入度和延度有所下降，然而黏度卻相應(yīng)增強(qiáng)，從而提高了材料抵抗變形的能力，因此動(dòng)穩(wěn)定度得到提升。

3.2低溫穩(wěn)定性

為分析高摻量廠拌熱再生瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性，采用輪碾法成型標(biāo)準(zhǔn)車(chē)轍試件，然后切割成250 mm×30 mm×35 mm的棱柱體小梁試件，按相關(guān)規(guī)范規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行再生混合料彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為-10℃，加載頻率為50 mm/min，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

由表9可知，再生混合料的抗彎拉強(qiáng)度和彎曲勁度模量隨著RAP摻量的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而最大彎拉應(yīng)變則相反，表明再生混合料的低溫穩(wěn)定性降低，RAP摻量70%下的最大彎拉應(yīng)變達(dá)到3 210，高于規(guī)范規(guī)定的不小于2 600，適用于冬嚴(yán)寒區(qū)路面。高摻量RAP對(duì)再生混合料產(chǎn)生的不利影響主要是由于老化瀝青的增多降低了瀝青的延度，使得混合料整體變脆，勁度模量變大，在低溫下更容易開(kāi)裂。

3.3水穩(wěn)定性

采用浸水馬歇爾試驗(yàn)，以殘留穩(wěn)定度為評(píng)價(jià)指標(biāo)分析高摻量廠拌熱再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，按照J(rèn)TG E20—201中規(guī)定的T 0709—2011方法進(jìn)行，結(jié)果見(jiàn)表10。

由表10可知，在各種RAP摻配比例下，混合料的殘留穩(wěn)定度均符合規(guī)范對(duì)于潮濕區(qū)的要求。然而，再生混合料的殘留穩(wěn)定度會(huì)因RAP摻量的提高而下降，且RAP含量每增加，殘留穩(wěn)定度的降幅加劇，這表明RAP摻量越大，再生混合料的水穩(wěn)定性就越差。這主要是因?yàn)镽AP中瀝青老化嚴(yán)重，與新集料混合后粘附性能不足，容易在水分作用下剝離，導(dǎo)致再生混合料的水穩(wěn)定性下降。

4結(jié)語(yǔ)

再生瀝青的針入度和延度隨著再生劑摻量的增加而變大，軟化點(diǎn)相應(yīng)減小，當(dāng)再生劑摻量為7%時(shí)，可將RAP料中舊瀝青的性能重新恢復(fù)到原70號(hào)瀝青的水平，因此，推薦再生劑含量為7%。

隨著RAP摻量的增加，再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性持續(xù)增強(qiáng)，而低溫穩(wěn)定性及水穩(wěn)定性下降，但仍能滿(mǎn)足規(guī)范對(duì)于冬嚴(yán)寒區(qū)和潮濕區(qū)的要求。當(dāng)RAP摻量達(dá)到70%時(shí)，再生混合料的各項(xiàng)路用性能均能滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的要求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]交通運(yùn)輸部.2022年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)[J].中國(guó)水運(yùn)，2023（7）：29-33.

[2]陳宇亮，黃毅，彭孝南，等.就地?zé)嵩偕鸀r青路面建設(shè)期能耗與碳排放分析[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，42（4）：30-39.

[3]賈子龍.瀝青路面廠拌熱再生及其技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2020，17（4）：74.

[4]李浩，熊鑫，李俊.不同RAP摻量SMA再生瀝青混合料性能試驗(yàn)分析[J].中外公路，2022，42（2）：242-246.

[5]王雪蓮，胡林，黃曉明.瀝青路面廠拌熱再生工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中外公路，2019，39（1）：210-214.

[6]楊梓鈺，張碧.基于廠拌熱再生技術(shù)的高速公路RAP制備及其性能[J].粘接，2021，46（4）：193-196.

[7]徐金枝，郝培文，郭曉剛，等.廠拌熱再生瀝青混合料組成設(shè)計(jì)方法綜述[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2021，34（10）：72-88.

[8]林翔，李強(qiáng).公路路面養(yǎng)護(hù)決策技術(shù)體系[J].公路，2021，66（10）：357-364.

[9]彭文耀，李婷玉，陳宇亮，等.高摻量廠拌熱再生改性瀝青混合料路用性能研究[J].公路工程，2022，47（4）：155-159.

[10]李雪連，崔之靖，呂新潮，等.就地?zé)嵩偕鸀r青混合料均勻性的細(xì)觀評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2020，33（10）：254-264.

[11]李泉，韓慶奎，張繼森，等.高廢舊料摻量廠拌熱再生技術(shù)性能研究[J].中外公路，2018，38（6）：301-304.

[12]周志剛，孫寧，楊文燦，等.廠拌熱再生SBS改性瀝青優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[J].公路交通科技，2017，34（11）：15-22.

[13]王雪蓮，胡林，黃曉明.瀝青路面廠拌熱再生工藝關(guān)鍵技術(shù)研究[J].中外公路，2019，39（1）：210-214.

[14]林育萍.基于生命周期評(píng)價(jià)的大摻量廠拌熱再生效益分析[J].公路與汽運(yùn)，2022（3）：156-161.

[15]姚曉光，許濤，王燕.瀝青路面不同廠拌熱再生方案經(jīng)濟(jì)環(huán)保性量化評(píng)價(jià)[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2021，54（12）：1133-1139.

[16]SHAO HJ，SUN LJ，LIU LP，et al.A novel double-drum mixing technique for plant hot mix asphalt recycling with high reclaimed asphalt pavement content and rejuvenator[J].Construction and Building Materials，2017，134：236-244.

[17]石強(qiáng)，韓麗麗，楊建鋒，等.冷拌冷鋪橡膠瀝青混合料路用性能與碳排放研究[J].粘接，2024，51（5）：1-4.

（責(zé)任編輯：張玉平）