吴本东

贵州省兴黔宏智人才大市场有限公司

摘 要：为了提高再生骨料的利用率,降低公路养护成本,保护生态环境,研究项目拟开展3种再生骨料掺量的冷再生骨料的配比设计,以获得最优的油石比例,并对其进行抗拉、抗压和水稳定性等路用性能测试。经试验研究得出:(1)随着压实次数的增大,冷再生沥青混合料的劈裂强度、干湿劈裂强度比值随着油石比的增大而增大,因此不能用来判定最优的沥青掺量,现引入了无侧限抗压强度指数,以求最优的沥青掺量。(2)随着RAP用量的增大,其掺量分别为75%、90%和100%时,其抗拉强度、高温稳定性、抗水损伤能力和抗压强度均有所降低。(3)在3类不同的RAP用量下,冷再生沥青混合料测试断面的密实度均达到98%以上,其他各项测试指标也达到了设计要求。

关键词：高掺量RAP;冷再生沥青混合料;配合比设计;路用性能;

作者简介：吴本东(1990—),男,大专,助理工程师,从事公路工程施工工作。;

0 引言

现阶段，交通运输压力的逐步增大，使得现役沥青公路路面产生了一系列质量病害，严重影响运营安全和寿命，公路工程建设逐步进入“养护为主”的阶段。与传统养护技术相比，RAP冷再生技术能显著提升再生沥青材料利用率，降低养护成本，且施工过程中不会产生任何有害气体，安全性较高。发达国家针对RAP冷再生技术的研究较早，并建立了相关的施工技术标准，技术应用已相当成熟。但我国的RAP冷再生技术应用较晚，且RAP掺量为50%左右，与其他国家相比存在较大差距[1]。基于此，该文主要进行了大掺量RAP冷再生沥青混合料的配比设计和路用性能的分析，并依托工程实践，对其应用效果进行验证。

1 原材料

1.1 集料

对各类骨料、沥青等原材料进行试验检测，各项质量指标均达到了设计要求。

1.2 沥青

通过对所用乳化沥青的针入度、延度和软化点的测试，得出了相应的测试结果。从表1可以看出，所有的试验结果都满足设计要求[2]。

2 配合比设计

2.1 级配

通过筛分试验，不同比例的RAP掺入量，得到了筛孔通过率，来确定试件级配，范围如表2所示。

表1 乳化沥青技术性能指标 下载原图

表2 级配范围 下载原图

2.2 最佳含水率

根据《公路土工试验规程》（JTG3430—2020）所述方法，为获取混合料最佳含水率OWC（最大干密度时混合料的含水率），采用击实试验进行测试，测试结果如表3:

表3 最佳含水率测定试验数据 下载原图

表3试验结果表明，随着RAP掺量的增加，混合料含水率和干密度均逐渐减小[3]。

2.3 最佳油石比确定

因实际施工中存在热挤压因素影响，为有效确保检测结果的准确性，增加了马歇尔击实试验次数。采用马歇尔试样的标准工艺制备检测试件，并分别实施劈裂强度试验、毛体密度试验、最大理论密度试验，得出最佳油石比，具体检测数据如表4所示。

表4 试验结果 下载原图

由表4中的试验结果可知：

(1)3种RAP掺量的冷再生混合料的3项性能指标都随掺量的增大而提高。

(2）在75次压实后，3种不同配比的再生混凝土的劈裂强度随着油石比例的增大呈现出先增后减的变化，但在湿劈裂强度比方面变化不大。

(3）在150次击实后，随油石比不断增大，75%RAP掺量冷再生料劈裂强度出现先增大后减小的变化趋势，90%、100%RAP掺量条件下的冷再生料劈裂强度呈现持续增大趋势。

(4)3种RAP掺量试样的干、湿劈裂强度比值均大于100%，这可能是由于击实次数增多，使试样的毛体密度提高，使试样的内部结合力变得更强，从而造成油石比显著增大，劈裂强度更高[4]。

因此，仅凭上述两项技术指标，无法准确确定油石比，需借助新的指标对其实施评估，以辅助冷再生沥青混合料油石比的确定。该研究将无侧限抗压强度作为辅助评价指标，其测试结果如图1所示。

图1 3种RAP掺量下混合料无侧限抗压强度值 下载原图

通过图1能够看出：

(1）随着油石比的增大，75%、95%、100%RAP掺量冷再生料的无侧限抗压强度均呈现出先增后减的变化，充分表明该指标能够用以辅助确定最佳油石比[5]。

(2）综合击实次数为150次的劈裂强度与无侧限抗压强度试验结果，得到掺量75%、90%、100%RAP的再生料最佳油石比依次为4.2%、4.0%、3.6%[6]。

3 不同RAP掺量混合料路用性能

3.1 混合料性能试验

分别对75%、90%、100%RAP掺量条件下的再生料实施劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比、动稳定度及无侧限抗压强度试验，其检测数据如图2所示。

(1）抗拉性能：由图2(a）能够看出：RAP掺量越大，冷再生料抗拉性能越低，与75%RAP掺量的混合料相比，90%、100%RAP掺量混合料劈裂强度依次降低10.89%、23.48%，但仍满足规范标准要求[7]。

(2）抗水损坏性能：从图2(b)(c）的结果可以看出：与75%RAP掺量的混合料相比，90%、100%RAP掺量的混合料的干湿劈裂强度比的降幅，分别为0.74%、3.80%，且在不同温度下，冻融劈裂强度的相对下降率为1.15%,0.51%。由此得出随RAP用量的增大，其抗水蚀性能基本没有改变[8]。

(3）高温性能：利用车辙试验分别对75%、90%、100%RAP掺量的冷再生料实施动稳定度检测，由图2(d）能够看出，75%、90%、100%RAP掺量的冷再生料高温稳定性均满足规范要求。

(4）抗压性能：利用无侧限抗压强度试验，对3种RAP掺量的冷再生料实施抗压强度检测。通过图2(e）能够看出，相较于75%RAP掺量再生料，90%、100%RAP掺量再生料抗压强度依次下降6.21%、19.73%。冷再生沥青混合料在加载过程中已经发生了损伤，其抗压强度会有较大的下降，且不能满足规范的要求。

3.2 试验段压实度检测

某高速公路改扩建项目，起点与终点桩号K139+700～K160+400，总里程20.7 km。试验段路面材料为ATB-25乳化沥青再生料，RAP掺加量依次为75%、90%、100%，摊铺完成后，分三阶段进行压实作业。初压时，选用双钢轮压路机先静压1遍，再振压1～2遍。复压时，选用单钢轮压路机振压4～6遍[9]。终压时，利用轮胎式压路机压实2～3遍。压实效果检测结果如表5所示。由表5可以看出三种再生沥青混合料试件的密实度测试结果，都符合设计要求。

图2 3种RAP掺量下混合料性能试验 下载原图

表5 试验段压实度检测结果 下载原图

4 结论

综上所述，该文通过对击实75次和150次条件下沥青混合料各项性能指标的综合对比，得出了冷再生料施工工艺及评价指标。并分别对75%、90%、100%RAP掺量的冷再生料相关性能进行检测，并对其路用性能实施评价，具体结论如下：

(1）随着击实次数的增加，75%、90%、100%RAP掺量的冷再生料劈裂强度、干湿劈裂强度比会增加，因此不能用来判定最优沥青掺量，需引入无侧限抗压强度指标，从而得到最佳沥青掺量。

(2）与冷再生混合料75%RAP掺量相比，90%、100%RAP掺量的再生料劈裂强度分别降低10.89%、23.48%，干湿劈裂强度比下降0.74%、3.80%，冻融劈裂强度降低1.15%、0.51%。3种RAP掺量的再生料试件，随着在水中浸泡的时间增加，其抗水损伤能力都相对稳定。

(3）掺配量90%、100%RAP沥青混合料试件，其动稳定性和抗压强度都比掺量75%RAP再生料低。且三种不同的RAP掺量的沥青再生料于试验路段试铺，完工后检测压实度，压实度指标均符合设计要求。

参考文献

[1] 盘宇飞,侯剑楠.大掺量RAP热再生沥青混合料路用性能研究[J].西部交通科技,2022(9):26-28+114.

[2] 孙晓峰,李磊,张宝弟,等.微波诱导高RAP掺量再生沥青混合料路用性能[J].中国公路,2022(21):100-101.

[3] 盘宇飞,侯剑楠.大掺量RAP热再生沥青混合料路用性能研究[J].西部交通科技,2022(9):26-28+114.

[4] 杨耀辉,汲平,李立平,等.大掺量RAP温再生沥青混合料设计及路用性能研究[J].石油沥青,2022(3):24-29.

[5] 钟瑜.旧料高掺量厂拌热再生沥青混合料AC16应用探索[C]//.中国公路学会养护与管理分会,中交公路规划设计院有限公司,中交第三公路工程局有限公司.中国公路学会养护与管理分会第十届学术年会论文集,2020:178-184.

[6] 左锋,叶奋,宋卿卿.RAP掺量对再生沥青混合料路用性能影响[J].吉林大学学报(工学版),2020(4):1403-1410.

[7] 史大运.高RAP掺量的再生沥青混合料路用性能研究[J].交通世界,2022(14):15-17+30.

[8] 唐智伦.高RAP掺量玄武岩纤维再生沥青混合料配合比设计[C]//.2019年4月建筑科技与管理学术交流会论文集,2019:76-79.

[9] 罗群星,潘惠雄,王文峰,等.RAP掺量对厂拌热再生沥青混合料模量影响研究[J].工程技术研究,2021(4):30-31+121.

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