沥青路面热再生混合料的室内试验研究

李鑫静

（烟台市招远公路建设养护中心，山东 烟台 265400）

0 引言

交通行业的飞速发展带来了很多亟需解决的问题，其中，沥青路面养护大中修和改建、扩建时产生的大量废旧沥青混合料（RAP）带来的环境污染、土地占用、资源浪费等问题，是交通、环保等部门面临的重要问题之一。近年来，旧料再生技术的发展使交通行业的从业人员对再生技术的认识不断提升、深化，其中，沥青路面热再生技术发展快速，技术比较成熟，在很多工程中得到了较好的应用[1]。交通运输部颁布的《公路沥青路面再生技术规范》（JTG/T 5521—2019）很好地指导和支撑了沥青路面再生工程实践。本文以AC-16C 混合料为例，进一步研究全新混合料和热再生混合料的技术性能差异，为热再生技术在工程实践中的应用提供数据支持。

1 热再生配合比设计

根据《公路沥青路面再生技术规范》（JTG/T 5521—2019）要求[2]，使用马歇尔法进行AC-16C 热再生混合料配合比的设计。

1.1 原材料选择

（1）沥青

选择普通70#-A道路石油沥青为本次室内试验的沥青，技术指标见表1。

表1 沥青技术指标

（2）集料、填料

粗、细集料材质为石灰岩材质，规格分别为石屑、5～10mm、10～18mm，填料为含25%生石灰的矿粉。各技术指标见表2。

表2 集料和填料技术指标

（3）回收旧料（RAP）

将回收的沥青路面材料破碎筛分成5～10mm 和0～5mm两档，并分档回收沥青，测试沥青含量，结果如表3。

在初二（5）班，这个人就是王施凯。而他现在和全年级第一的学生赵明月成了同桌，震惊了初二年级的所有“差生”。

表3 RAP中沥青含量及回收沥青指标

1.2 配合比设计

（1）矿料级配

按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）[3]要求，确定混合料级配比例为：RAP 0～5mm∶RAP 5～10mm∶矿粉∶石屑∶5～10mm碎石∶10～18mm碎石=15∶5∶4∶23∶20∶33，合成级配如表4所示。

表4 合成级配

（2）最佳油石比

油石比（包含RAP 中的沥青）分别为4.9%、4.9±0.5%、4.9±1.0%，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）要求成型马歇尔试件，加热RAP 时的温度为110℃～120℃，避免温度过高RAP 中沥青再次老化。新集料加热温度较全新料时高10～15℃，拌和时间较全新料时多10～20s，其他试验方法和全新料时一致。检测各指标如表5所示。

表5 马歇尔试验结果

通过计算，得到AC-16C 热再生沥青混合料的最佳油石比为4.9%。

（3）配合比设计结果

配合比设计结果如表6所示。

表6 配合比设计结果

2 比对试验

2.1 马歇尔体积指标

由表7 可知，普通的全新料AC-16C 混合料和热再生AC-16C 混合料的体积指标都在规范要求范围内，且指标非常接近。结果表明，掺20%RAP的混合料再生效果明显。

表7 马歇尔体积指标

2.2 水稳定性

（1）冻融劈裂试验

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）[4]冻融劈裂试验要求，分别成型热再生AC-16C 混合料和全新料AC-16C 混合料的马歇尔试件，进行劈裂试验。结果见表8。

表8 冻融劈裂试验结果

结果表明，掺加20%RAP后，冻融前劈裂强度下降2.0%，冻融后劈裂强度下降6.8%，劈裂强度比降低4.9%，冻融后的强度下降幅度稍大，但最终的劈裂强度比满足规范《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求。

（2）浸水马歇尔试验

按照同样的方法进行浸水马歇尔试验，结果见表9。

表9 浸水马歇尔试验结果

结果表明，掺加20%RAP后，浸水0.5h稳定度下降2.7%，浸水48h 稳定度下降4.0%，残留稳定度降低2.4%，最终的残留稳定度满足规范《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的要求。

再生AC-16C 混合料中掺加20%RAP 后，其水稳定性有所下降，但均能满足规范要求。回收旧料（RAP）中的沥青老化，造成混合料的黏聚力下降，其水稳定性也随之降低。实际施工时，应根据回收旧料（RAP）中的沥青老化程度，选择掺配比例。老化严重的，根据需要添加再生剂。

2.3 高温稳定性

车辙试验能较好地反映沥青混合料的高温性能，因此，按照规程《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）要求进行车辙试验，结果如表10。

表10 车辙试验结果 单位：次/mm

混合料中掺加20%RAP后，其高温稳定性能有所提高，说明再生混合料的抗车辙能力要优于全新混合料。再生混合料可用于长大纵坡路段、红绿灯路口等有抗车辙要求的路段，提高路面的抗车辙能力。

3 沥青混合料回收料（RAP）的处理

3.1 回收阶段

回收时要严格控制RAP 的变异性，对旧路面状况、施工原始资料、养护记录、维修修补记录等要充分调查，分段进行铣刨，并记录不同RAP 材料的信息。RAP 中避免混入杂物，进厂时要对RAP 进行检验，检测其含水量、沥青含量、回收沥青的针入度等指标，差异大的RAP需分开存放。

3.2 预处理阶段

使用前需对RAP 进行破碎、筛分等预处理，不同来源、不同规格的RAP 要按照回收阶段的分类进行分开处理。预处理筛分时，应根据所用的再生混合料选择合适的筛孔，将RAP 筛分成至少2 档备用，为降低RAP 的变异性，有条件的时候可以筛分3档备用。破碎筛分好的RAP 应分开存放，并设立明显的材料分隔标识牌。预处理好的RAP 不可长期存放，应“随处理随用”，避免结团、离析现象的出现。

3.3 使用阶段

使用RAP 时，只有生产再生沥青混合料时才可以将RAP 用铲车投入冷料料斗中，避免RAP 长期存放引起聚团、成块，造成料斗堵塞。每天生产结束后，需将料斗中存的RAP 清理干净，防止天气炎热RAP 发黏造成下次生产计量不准确。生产时，RAP 的加热温度不宜低于110℃，也不宜高于130℃。温度过低，造成混合料拌和不均匀，出现花白料；温度过高，造成RAP中的沥青再老化，因此，应避免RAP 过热和加热不足的情况发生。

施工过程中对RAP 的质量检验要着重检测含水率、矿料级配、沥青含量、回收沥青针入度等关键指标。

4 结语

（1）在室内进行热再生混合料配合比设计时，所用RAP 要具有代表性。因此，RAP 取样方法应严格按照再生规范中附录B的要求进行，使试验数据能够真正指导施工。

（2）热拌再生沥青混合料性能取决于RAP 的掺配比例，利用再生混合料之前，必须检测RAP 中的回收沥青的针入度、延度、软化点等指标，根据RAP 中沥青的老化程度，结合再生规范要求选择合适的RAP 掺配比例。

（3）热拌再生沥青混合料的水稳定性随着RAP 掺配而下降，实际工程中，雨季时间比较长、容易发生水损害的路段要谨慎选择是否使用再生混合料和RAP掺配比例的多少，避免造成路面的水损害。

（4）热拌再生沥青混合料的抗车辙能力较好，实际工程中，长大纵坡路段、红绿灯路口等抗车辙要求高的路段，可选择再生混合料作为路面材料，提高路面的抗车辙能力。