RAP掺量对泡沫温拌沥青混合料水稳定性能的影响

郭锃炜 卜志颖

(1.中交一公局第六工程有限公司，重庆 404100； 2.南京南部路桥工程有限公司，江苏 南京 210000)

RAP掺量对泡沫温拌沥青混合料水稳定性能的影响

郭锃炜1卜志颖2

(1.中交一公局第六工程有限公司，重庆 404100； 2.南京南部路桥工程有限公司，江苏 南京 210000)

为研究RAP材料掺量对泡沫温拌沥青混合料水稳定性能的影响，采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，对泡沫温拌再生沥青混合料的水稳定性能进行了评价，结果表明：浸水马歇尔试验的残留稳定度与冻融劈裂强度比与RAP材料掺量之间存在较好的相关关系，随着RAP材料掺量的增加呈现减小的趋势。

RAP材料，沥青混合料，再生技术，水稳定性

沥青路面的再生利用始于美国，其原理是将旧沥青路面经过一系列的技术处理后，按照一定的掺加比例与新沥青材料和新集料重新拌和成沥青混合料[1，2]。沥青路面再生与传统的沥青路面维修方式相比，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会、环境效益。随着人们对环保、社会效益的关注，以及技术的进步，沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视[3，4]。

在我国，目前公路尚处于大规模的建设期间，对公路的养护及再生利用方面的关注程度相对比较薄弱。尤其是泡沫温拌再生技术，国内的相关研究更是少见。因此文章选择AC-20型泡沫温拌沥青混合料(RAP材料掺量分别为20%，30%，40%，50%，60%及80%)，对其水稳定性能进行研究。

1 试验原材料

1.1 沥青

1)试验采用江阴泰富产基质沥青，其性能指标见表1。

表1 沥青性能指标试验结果

2)试样制备。试验中采用德国维特根WLB 10发泡试验机进

行沥青发泡。根据国内外的研究成果[5]，70号基质沥青的发泡用水量为1.5%，沥青温度145 ℃，水温30 ℃。

3)RAP材料为某公路中面层铣刨料，其抽提筛分结果如表2所示。

表2 RAP材料级配

1.2 混合料的级配设计

本研究中RAP材料掺量分别为20%，30%，40%，50%，60%及80%6个掺量，其中RAP掺量为其占再生泡沫沥青混合料的百分比。选定规范规定级配中值为目标级配，油石比定为4.5%。在级配设计过程中，调整不同RAP掺量下的矿料组成，保证各RAP掺量下混合料级配基本相同。设计级配曲线图如图1所示。

2 试验结果与分析

2.1 马歇尔试验

使用马歇尔击实方法成型混合料试件，拌合温度为125 ℃，成型温度为130 ℃。测定试件体积指标，并进行马歇尔稳定度、流值试验，试验结果如表3所示。

表3 马歇尔体积指标汇总

结合表3可以看出：随着RAP材料掺量的增加，试件的毛体积密度逐渐减小，空隙率和矿料间隙率不断增大，沥青饱和度逐渐减小。分析其原因为：由于回收的RAP材料中含有已经老化的沥青和原路面集料，其中的沥青已经老化变硬变脆，集料疲劳，掺加后使得泡沫温拌沥青混合料的和易性降低，不容易击实；回收的RAP材料掺量越多，泡沫温拌沥青混合料的和易性越差，试件越不容易击实，从而使得混合料的空隙率越大。当RAP材料掺量为60%和80%时，试件的体积指标已不满足规范要求。

2.2 水稳定性能试验

为分析RAP掺量对泡沫温拌沥青混合料抗水损害性能的影响，对不同RAP掺量的泡沫温拌沥青混合料分别进行三组浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。研究采用浸水马歇尔试验的残留稳定度、冻融劈裂试验的劈裂强度比(TSR)来评价泡沫温拌再生沥青混合料的水稳定性[6，7]。具体的试验结果如表4，表5，图2及图3所示。

表4 浸水马歇尔试验结果

表5 冻融劈裂试验结果

浸水马歇尔试验结果表明RAP材料在掺加80%以上时，再生沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度不能满足要求；冻融劈裂试验的结果表明RAP材料掺量超过50%时，冻融劈裂强度比不能满足要求。浸水马歇尔试验的残留稳定度与冻融劈裂强度比与RAP材料掺量之间存在较好的相关关系，并且随着RAP材料掺量的增加，二者都呈现减小的趋势。

3 结语

1)随着RAP材料掺量的增加，泡沫温拌沥青混合料试件的毛体积密度逐渐减小，空隙率逐渐增大，矿料间隙率不断增大，沥青饱和度逐渐减小。当RAP材料掺量为60%和80%时，泡沫温拌沥青混合料试件的体积指标已不满足规范要求。2)随着RAP材料掺量的增加，泡沫温拌沥青混合料的马歇尔残留稳定度逐渐减小，当RAP材料在掺加80%以上时，泡沫温拌沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度不能满足规范要求。3)随着RAP材料掺量的增加，泡沫温拌沥青混合料的冻融劈裂强度比逐渐减小，当RAP材料掺量超过50%时，冻融劈裂强度比不能满足规范要求。浸水马歇尔试验的残留稳定度与冻融劈裂强度比与RAP材料掺量之间存在较好的相关关系，并且随着RAP材料掺量的增加，二者都呈现减小的趋势。4)考虑泡沫温拌沥青混合料的抗水损害性能，RAP材料的掺量不宜超过50%。

[1] 张孟强.废旧沥青路面材料再生利用技术研究.天津：河北工业大学,2014.

[2] 葛艳新,张生瑞,周宇鹏.旧沥青混凝土路面现场冷再生施工工艺.黑龙江交通科技,2008(3):59-60.

[3] 周爱成,李宇峙,黄一平，等.沥青路面再生技术及应用.建材世界,2005(1):7-8.

[4] 徐 波,于 新,刘运新.盐分对橡胶沥青及橡胶沥青混合料高温性能的影响.功能材料,2015,46(6):6058-6061.

[5] Yu X, Wang Y, Luo Y. Impacts of water content on rheological properties and performance-related behaviors of foamed warm-mix asphalt.Construction and Building Materials,2013(48):203-209.

[6] 李 斌,蔡 伟,刘 康，等.温再生沥青混合料水稳定性变化特征试验研究.山西建筑,2014,40(33):98-100.

[7] 张景君,潘宝峰,时红玉.沥青路面水稳定性研究现状.山西建筑,2014,40(15):148-149.

Impact of RAP mixing dosage upon warm-foam-mixing asphalt mixture water stability

Guo Chengwei1Bo Zhiying2

(1.ChinaCommunication1stBureau6thEngineeringCo.,Ltd,Chongqing404100,China;2.NanjingSouthernHighwayBridgeEngineeringCo.,Ltd,Nanjing210000,China)

In order to study the impact of RAP material mixing dosage upon warm-foam-mixing asphalt mixture water stability, the paper applies immersion Marshall test and freezing-thawing test, and evaluates water stability of warm-foam-mixing asphalt mixture. Results show that: residual stability of immersion Marshall test and freezing-thawing strength rate has good coordination with RAP material mixing dosage; and will reduce with RAP material mixing dosage increasing.

RAP material, asphalt mixture, renewable technology, water stability

2015-09-18

郭锃炜(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)33-0129-02

TU535

A