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高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

宣布日期：

2025-05-20

摘要

为研究热再生混淆料相关性能和就地热再生加热工艺，该文选取级配类型为SMA-13和AC-13两种废旧沥青混淆料(RAP)，划分掺加90%SMA-13型RAP和85%AC-13型RAP举行热再生混淆料设计。对两种热再生混淆料举行车辙试验、低温小梁弯曲破损试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及渗水系数测试。效果批注：两种热再生混淆料高温性能优异，低温性能也知足规范要求，但SMA-13热再生混淆料低温性能改善并不显着；在水稳固性和防渗水性能方面，两种热再生混淆料均能较好地抵达规范要求，且SMA-13热再生混淆料的防渗水性能很是好。别的，通过设计正交试验研究混淆料再生历程中各环节加热温度，确定两种热再生混淆料中旧沥青混淆料、新沥青混淆料及再生剂zui佳加热温度划分为165、165和145℃。

要害词：RAP | 就地热再生 | 路用性能 | 加热工艺

随着中国公路建设事业逐渐步入“建养并重”的新阶段，蹊径升级刷新、维修养护使命日益沉重，每年爆发了大宗废旧沥青混淆料(RAP)�；诼躺飞だ砟�，接纳路面热再外行艺对RAP举行有用处置惩罚，在很洪流平上取代新沥青混淆料用于蹊径建设，实现废物再使用、节能环保的目的。

近年来，研究职员对再生混淆料举行了深入探索，齐小飞等研究了高掺量RAP下热再生混淆料性能在差别再生剂掺量、新料温度、拌和温度及拌和时间下的转变；林翔研究了再生混淆料体积参数受沥青针入度、含量以及矿料细度模数的影响；韩娟对4种高RAP掺量下的再生SMA混淆料路用性能举行了剖析比照；董晓进通过掺加橡胶粉对热再生混淆料的性能举行改善；张勤玲接纳玄武岩纤维改善再生混淆料路用性能。现在，对热再生沥青混淆料的路用性能已经举行了大宗研究，而关于就地热再生历程中的相关工艺研究较少。因此，该文通过相关室内试验评价高RAP掺量下SMA-13型、AC-13型两种常用的热再生混淆料的路用性能，并设计正交试验研究其再生工艺中zui佳加热温度，为就地热再生混淆料施工提供一定参考。

试验计划

原质料

(1)RAP。取自级配类型划分为SMA-13和AC-13的重庆某两段高速公路沥青混凝土外貌层，举行大修时服役时间均为7年，在服役时代两条高速公路的交通量较为靠近，且所用沥青连系料均为SBS改性沥青。通过对两种RAP中旧沥青抽提、接纳以及旧料的筛分，测算出SMA-13型RAP中沥青含量为6%，AC-13型RAP中沥青含量为4.6%，旧集料级配筛分效果划分如图1、2所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

由图1、2可知：两种旧料中的细集料均靠近级配设计要求上限，且AC-13型旧料级配中0.075mm档已凌驾规范上限，批注路面在恒久服役历程中遭受行车荷载作用后导致石料爆发显着的破损细化征象。

(2)新集料。由AC-13型和SMA-13型旧料筛分效果可知，集料泛起显着细化，以是需加入新集料以调解再生沥青混淆料级配使其知足规范要求。凭证取样路段现真相形，SMA-13型再生料中新集料选择玄武岩和机制砂，AC-13型再生料中新集料选择破碎鹅卵石和机制砂，凭证JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》对所选集料主要手艺指标举行检测，试验效果批注各项手艺指标均知足规范要求。

(3)新沥青。选用SBS改性沥青，其主要手艺指标如表1所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

(4)再生剂。沥青再生剂常见类型主要有软沥青、低黏度油分、专用再生剂，近年来亦有研究职员对生物油再生剂举行研究。该文所用再生剂为某种通例的市售国产沥青热再生剂，其基本手艺性能指标见表2。室内相关试验批注：再生剂掺量为旧沥青的6%时，RAP中旧沥青的通例物理性能指标针入度、软化点以及延度指标恢复较好，试验效果见表3，以是该文再生剂的掺量确定为6%。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

(5)纤维。接纳木质素纤维，长度小于6mm，含水率低于5%，掺量为0.35%。

矿料级配组成设计

(1)SMA-13热再生混淆料级配

凭证现实验工履历以及对接纳筛分后的旧料剖析，确定SMA-13型RAP掺加比例为90%，通过调解10%新集料组成比例确定SMA-13热再生混淆料的级配，经盘算调解后合成级配如表4所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

(2)AC-13热再生混淆料级配

凭证现实验工履历以及对接纳筛分后的旧料剖析，确定AC-13型RAP掺加比例为85%，通过调解15%新集料组成比例确定AC-13热再生混淆料的级配，经盘算调解后合成级配如表5所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

zui佳沥青用量

凭证确定的两种再生沥青混淆料的级配，参考JTG F41-2008《公路沥青路面再外行艺规范》相关要求，接纳马歇尔试验设计法举行热再生混淆料的目的配合比设计。试验时先将RAP与再生剂拌和60s后加入预热好的新集料再拌和90s，使旧沥青完全疏散，然后掺加木质纤维(AC-13热再生混淆料省去该历程)拌和60s，接着加入SBS改性沥青拌和120s，使新旧沥青充分融合，zui后加入矿粉拌和60s。试验效果为SMA-13热再生混淆料zui佳油石比为6.1%，AC-13热再生混淆料zui佳油石比为4.7%，其中zui佳油石比＝(旧料沥青含量＋再生剂用量＋新沥青用量)/再生混淆料集料质量，再生剂为RAP中旧沥青的6%。通过盘算可知：SMA-13热再生混淆料中新沥青比例为新集料的3.76%，而RAP料与新集料比为9∶1；AC-13热再生混淆料中新沥青比例为新集料的3.7%，而RAP料与新集料比为8.5∶1.5。各项体积参数及SMA-13热再生混淆料析漏试验和飞散试验效果如表6所示，各项指标均在相关规范要求规模以内。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

路用性能剖析

高温稳固性

高温稳固性优异的沥青混淆料能够包管路面在高温状态下仍具有优良的抗车辙变形能力，进而使得蹊径的效劳水平得以提升。因此，该文凭证相关规范对所研究的热再生沥青混淆料举行车辙试验，评价热再生混淆料高温稳固性，连系重庆地区的天气情形试验温度选择70℃，试验效果如表7所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

凭证沥青胶结料老化纪律可知：其老化后由于沥青中轻组分向重组分转移，宏观上体现为“硬而脆”，以是使得沥青混淆料的高温性能变好。而再生剂中主要因素以低黏度油分为主，再生剂加入后会降低再生混淆料整体高温稳固性，以是此次试验选择适当的再生剂掺量以包管再生混淆料的高温稳固性。由表7可知：两种热再生混淆料动稳固度效果均能抵达夏日炎热地区改性沥青混淆料动稳固度要求，以是其高温性能知足规范要求。

低温抗裂性

低温抗裂性作为沥青混淆料路用性能的主要指标，其能反应沥青混淆料在低温条件下对抗缩短变形的能力。此次试验凭证相关规范对所研究的两种热再生混淆料举行低温小梁弯曲破损试验，评价两种热再生混淆料低温性能，对应规范值按重庆地区现真相形确定，效果如表8所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

由表8可知：两种高RAP掺量的热再生混淆料弯曲破损zui大应变均凌驾规范要求，批注它们的低温性能能够知足相关规范要求。可是，SMA-13热再生混淆料弯曲破损zui大应变相较规范要求并未有显着差别，其缘故原由是由于SMA-13热再生混淆料中RAP掺量高达90%，再生之前其低温性能损失严重，而掺加的再生剂在拌和历程中很难完全与RAP中旧沥青相融合，导致再生效果下降，因而关于热再生混淆料低温性能改善不甚显着。

水稳固性能

水稳固性作为沥青混淆料耐久性的主要组成部分，对蹊径服役水平有着主要影响。现在，关于水稳固性的评价要领甚多，该文主要接纳浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，对应规范值按重庆地区现真相形确定，相关测试效果见表9、10。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

由表9、10可知：两种热再生混淆料残留稳固度比MS0和冻融劈裂强度比TSR均知足规范要求，批注在高RAP掺量情形下，两种热再生混淆料都具有较好的抗水损害能力。

防渗水性能

再生沥青路面应具备足够的防渗性以包管蹊径耐久性，该文通过沥青混淆料渗水试验测定两种热再生混淆料渗水系数，效果如表11所示。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

由表11可知：两种热再生混淆料渗水系数平均值远低于规范值，SMA-13热再生混淆料甚至抵达了基本不渗水的状态，批注在高RAP掺量下的两种热再生混淆料都具备优异的防渗水性能，能有用地阻止水分对路面的损害，从而知足蹊径现实需求。

加热工艺研究

再生工艺加热温度的选择对整个就地热再生历程的施工质量及再生路面使用性能有着要害的影响，其中主要包括旧沥青混淆料加热温度、再生剂喷洒温度及新沥青混淆料温度简直定�；煜襄幸Ｂ首魑访媸┕だ讨兄饕觳庵副�，对混淆料抗水损害能力及抗老化能力有着主要影响。相关研究批注：逍遥率过大易使得外界水分渗入混淆料内部，在行车荷载作用造成的动水压力下使得沥青膜脱离集料外貌甚至迁徙，爆发路面松散、坑槽征象。因此，该文以旧混淆料温度、再生剂温度及新混淆料温度为试验考察因素，逍遥率为试验考察指标，通过建设三因素四水平正交试验研究两种热再生混淆料再生工艺中各个环节zui佳加热温度，正交试验计划及效果见表12、13。

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

高RAP掺量下热再生混淆料路用性能与加热工艺研究

由表13可知：极差巨细为RA≥RB≥RC，以是试验因素对试验指标影响因素主次顺序为旧料温度、新料温度、再生剂温度，各因素的zui优水平均为A1、B1、C1。连系RAP、新料及再生剂掺加比例剖析，可以发明3种因素对两种再生混淆料逍遥率的影响显著性基本与新料、旧料及再生剂掺量呈正相关关系，与正交试验盘算效果一致。其缘故原由是再生混淆料中，RAP占有了很大比例，在施工历程中其加热温度对再生路面性能影响zui大。而再生剂作为低黏度油分，其在高温拌和历程中易挥发，进而影响再生效果。因此，连系现实验工情形及影响显著性差别，确定两种热再生混淆料再生工艺中旧沥青混淆料、新沥青混淆料及再生剂zui佳加热温度划分为165、165和145℃。

结论

(1)当SMA-13和AC-13型热再生混淆料旧料掺量划分高达90%、85%时，通过确定合适的级配和zui佳沥青用量后，两者各项马歇尔试验效果及SMA-13热再生混淆料的析漏损失和飞散损失均切合规范要求。

(2)通过对两种热再生混淆料崎岖温性能、水稳性及防渗水性能测试，两种热再生混淆料的高温稳固性优异，应该是由于旧料掺量较高所致；在低温性能方面，由于RAP掺量过高以及拌和历程中旧沥青很难与再生剂充分融合，SMA-13热再生混淆料的改善并不显着，但基本能抵达规范要求；在水稳固性和防渗水性能方面，两种热再生混淆料均能较好地抵达规范要求，且SMA-13热再生混淆料的防渗水性能很是好。

(3)以再生料逍遥率为考察指标设计正交试验，通过极差剖析确定两种热再生料再生历程中旧料、新料及再生剂的zui佳加热温度划分为165、165和145℃。

参考文献：

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[13]李立寒,张南鹭.蹊径工程质料[M].北京:人民交通出书社,2013(6).

全文完宣布于《中外公路》2021年6月。作者简介：贺华刚，男，硕士，讲师.E-mail：891519540＠qq.com

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