张显安 夏建芳 Badjona Yawavi
(1.湖北交通工程检测中心有限公司,湖北 武汉 430223;2.长沙理工大学交通运输工程学院,湖南 长沙 410114)
沥青路面翻修时会产生大量的废旧料,为了能有效地回收利用废料,国内外学者纷纷开展再生技术研究。受旧料路用性能、热拌加工、施工过程中的质量控制、空隙率和交通荷载等因素的影响,HRMA 黏附性较低,再生路面容易发生水损害,进而诱发其他各种各样的病害[1]。马登成[2]采用级配控制方法,通过调整RAP各档料的掺量,研究了再生沥青混合料水稳定性,结果表明,就地热再生沥青混合料的水稳定性良好。王争愿[3]采用浸水马歇尔试验、劈裂冻融试验对冷拌再生沥青混合料的水稳定性进行研究,发现随着RAP 掺量的增加,残留稳定度逐渐减小,且降幅越来越大。当RAP掺量为70%时,再生沥青混合料的水稳定性能接近规范下限[4]。目前,学者们主要分析了不同旧料掺量下HRMA 的水稳定性能[5,6],但新沥青的掺量与再生剂的掺量对HRMA水稳定性能的影响研究较少。
因此,本文综合考虑了HRMA中RAP掺量、油石比和再生剂掺量,通过浸水马歇尔试验对HRMA 的水稳定性进行研究,评价HRMA的水稳定性。
采用的新沥青为SBS改性沥青(I-D),根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)[7]测试沥青的基本性能,基本参数见表1。
表1 SBS改性沥青的基本性能指标
本文采用抽提法测定RAP中的沥青含量,在进行抽提前,根据《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521-2019)[8]中的要求,对RAP的含水率进行了测定。并根据上述规范的要求,对RAP 中的各成分进行分析。其中RAP的矿料级配类型见表2。
表2 RAP矿料级配
本文新集料采用的是辉绿岩,再生剂是EVOFLEX8182,按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)[7]的T0729-2011 方法成型试件并进行浸水马歇尔试验。
由图1可知,新拌沥青混合料的残留稳定度比20%、30%和50%RAP 掺量下的HRMA 的小。即沥青混合料中加入RAP,沥青老化程度的增加,从而造成沥青黏度的增加,故水稳定性提高了。当掺入RAP后,HRMA的残留稳定度都满足规范要求的85%。随着RAP掺量的增加,HRMA的水稳定性能不断减小。这是由于旧沥青老化以后表面变硬,残留稳定度变小。
图1 浸水马歇尔试验结果对比
在图2 中,当RAP 掺量及再生剂掺量一定时,HRMA 的残留稳定度明显高于新拌沥青混合料。在30%RAP 掺量和最佳再生剂掺量时,当油石比从5.15%增大到5.75%时,HRMA 的残留稳定度分别为88.01%、91.94%和95.86%。说明,随着油石比增大水稳定性越好。即无论哪种RAP 掺量下,油石比的提升可提高HRMA的水稳定性能。
图2 不同油石比下浸水马歇尔试验
由图3可知:当RAP掺量较低时,即20%和30%时,HRMA的水稳定性能随再生剂掺量的增加而变好。对于残留稳定度超过100%的问题,有研究表明,在水浴条件下沥青的老化程度有一定的排序,沥青老化的作用超过了水的侵蚀作用时,会出现残留稳定度值大于100%的现象。而当RAP掺量为50%,随着再生剂的增加,残留稳定度减小。
图3 再生剂掺量与残留稳定度的关系
综上所述,新拌沥青混合料的残留稳定度均比各种RAP 掺量下的HRMA 的小;且随着RAP 掺量的增加,HRMA的水稳定性能逐渐降低;由残留稳定度值可知,新沥青采用SBS改性沥青可以改善HRMA的水稳定性能;当RAP的掺量与油石比一定时,随再生剂掺量的增加,HRMA的水稳定性能变好。