關(guān)鍵詞：溫拌再生 SBS 改性瀝青 瀝青路面回收料（RAP） 路用性能

近些年，隨著交通事業(yè)的大力發(fā)展，各等級(jí)公路里程的不斷增加，大部分早期修建的道路已進(jìn)入改擴(kuò)建或大中修時(shí)期，由此產(chǎn)生的舊路翻修或銑刨料大量堆積，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，每年因養(yǎng)護(hù)維修產(chǎn)生的瀝青路面廢棄料高達(dá)一億多噸，而廢舊混凝土則不低于 7000 萬噸，不但占用有限土地資源，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定污染 [1]。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)于礦料的大量開采，以及在環(huán)境保護(hù)力度上的加強(qiáng)，當(dāng)前礦料資源出現(xiàn)嚴(yán)重匱乏，且開采量有限，因此對(duì)于舊料的再生利用是很有必要的 [2]。目前對(duì)于路面銑刨料回收利用方式主要有兩種：采用冷再生技術(shù)，如將銑刨料經(jīng)過一定工藝措施處理后摻入 3%~6% 水泥材料以提高強(qiáng)度，作為新建道路的底基層或低等級(jí)道路的基層材料，這種方式能夠降低能源消耗，具有較好的環(huán)保效益，但一般強(qiáng)度較低，路用性能較差 [3]。利用熱再生技術(shù)，即在銑刨料中添加一部分新集料和新瀝青重新拌和，這種方式會(huì)使舊料中已老化的瀝青材料產(chǎn)生二次老化，危害環(huán)境 [4]。以上兩種技術(shù)方式都一定程度地限制了舊料的回收利用率。

溫拌技術(shù)是一種介于高溫與常溫拌和之間的新型拌和方式，在拌和與施工溫度上通常要比熱拌降低15~30 ℃，不僅減少能源消耗，而且有利于環(huán)境保護(hù)，同時(shí)在舊料再生利用方面減小了舊瀝青的二次老化概率 [5]。本文結(jié)合再生技術(shù)與溫拌技術(shù)，將溫拌技術(shù)利用于再生 SBS 改性瀝青混合料中，研究了溫拌劑對(duì)于再生瀝青性能的影響、溫拌降溫效果及溫拌再生瀝青混合料的路用性能。

原材料與配合比設(shè)計(jì)

原材料

采用某市區(qū)城市主干道瀝青路面上面層銑刨料，原路面已服役 7 年，其上面層采用的 SBS-I-D 改性瀝青混合料 AC-13。將銑刨料破碎后按粗細(xì)集料進(jìn)行篩分分 2檔，具體篩分結(jié)果見表 1，粗 RAP 和細(xì) RAP 中的瀝青含量分別是 5.12%、3.76%。針對(duì)抽提回收的老化瀝青進(jìn)行基本性能檢測(cè)，針入度（25℃）為 26.0（0.1mm），軟化點(diǎn)為75℃，15℃延度為15.6cm，135℃粘度為3.462Pa?s。新瀝青采用盤錦線型 SBS-I-D 改性瀝青，其技術(shù)性能見表 2。新集料采用石灰?guī)r，分為 0~3 mm、3~5 mm、5~10 mm、10~15 mm 共四擋，填料采用石灰?guī)r磨細(xì)的礦粉，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足要求。為平衡新舊瀝青各組分，恢復(fù)舊瀝青各項(xiàng)性能，采用再生劑對(duì)舊瀝青進(jìn)行再生處理 [6]，再生劑各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表 3，其推jian用量為瀝青用量的 15%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。為降低拌和及施工溫度，防止瀝青再次老化，采用 Evothem 型溫拌劑，其固含量為 71%，呈弱堿性，暗褐色液體，其推jian用量為瀝青用量的 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

配合比設(shè)計(jì)

在進(jìn)行瀝青混合料路用性能試驗(yàn)時(shí) RAP 舊料摻量按0%、10%、30% 和 50% 替代新集料，為減小礦料級(jí)配的差異影響，均采用 AC-13 型級(jí)配中值作為合成級(jí)配，不同 RAP 替代率下的新集料篩孔百分率見表 4。

為了確定不同 RAP 摻量的新瀝青用量，控制總瀝青用量分別為 3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%，并考慮RAP 中舊瀝青用量 4.2% 以及占舊瀝青用量 15% 的再生劑用量，將不同 RAP 摻量的再生瀝青混合料成型馬歇爾試件，并測(cè)試馬歇爾指標(biāo)參數(shù)，zui終確定出 0%、10%、30% 和 50% RAP 摻量對(duì)應(yīng)的新瀝青量分別為 4.8%、4.5%、3.9% 和 3.3%。

溫拌劑降溫效果

采用 110、120、130、140、150、160 ℃ 等六種溫度分別作為摻 5% 溫拌劑 Evothem 的不同 RAP 摻量的再生 SBS 改性瀝青混合料的拌和溫度，并以 0%RAP 熱拌SBS 改性瀝青混合料作對(duì)照，在室內(nèi)成型馬歇爾試件，以空隙率作為控制參數(shù)來確定溫拌再生瀝青混合料的拌和溫度 [7]，試驗(yàn)結(jié)果如圖 1 所示。

從圖 1 可以看出，隨著拌和溫度的升高，各種瀝青混合料的空隙率逐漸減小，在同一空隙率下 0%RAP 熱拌瀝青混合料的拌和溫度zui高，0%RAP 溫拌瀝青混合料對(duì)應(yīng)的拌和溫度zui低，在控制空隙率為 4% 時(shí)，0%RAP溫拌相對(duì)于 0%RAP 熱拌瀝青混合料拌和溫度降低約20℃，且隨著 RAP 用量的增多，拌和溫度逐漸增高。同理，在同樣的拌和溫度下 0%RAP 熱拌瀝青混合料的空隙率zui大，而 0%RAP 溫拌瀝青混合料空隙率zui小，并且隨著 RAP 摻量增加，其溫拌瀝青混合料空隙率隨之增大。說明溫拌劑 Evothem 的加入降低了瀝青的粘度，增強(qiáng)了瀝青混合料的可壓實(shí)性，增大了密實(shí)度，從而減小了空隙率。此外隨著 RAP 摻量的增大，同時(shí)其中的舊瀝青用量也在增多，導(dǎo)致整個(gè)瀝青粘結(jié)料粘度增加，導(dǎo)致可壓實(shí)性降低，從而空隙率增大。

路用性能

為了驗(yàn)證 RAP 摻量和溫拌劑加入后對(duì)于溫拌再生瀝青混合料路用性能的影響，在室內(nèi)成型試件時(shí)，控制試件空隙率為 4%，熱拌 / 熱拌再生瀝青混合料的拌和溫度為 160℃，0%RAP、10%RAP、30%RAP、50%RAP 對(duì)應(yīng)的溫拌 / 溫拌再生瀝青混合料拌和溫度分別為 140、145、150、155 ℃。

高溫穩(wěn)定性

由于溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料受到自身溫拌和再生的雙重復(fù)雜特點(diǎn)，對(duì)于高溫穩(wěn)定性的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)是很有必要的。本文以熱拌瀝青混合料作為對(duì)比，對(duì)摻Evothem 溫拌劑和不同 RAP 摻量的再生 SBS 改性瀝青混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)，成型試件為邊長(zhǎng) 300mm、厚度50mm 的車轍板，采用普通車轍試驗(yàn)儀以 42 次 /min 的速率加載，并以 45~60 min 內(nèi)的動(dòng)穩(wěn)定度進(jìn)行評(píng)價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 2 所示。

從圖 2 試驗(yàn)結(jié)果可看出，在溫拌和熱拌兩種方式下，再生 SBS 改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度都隨著 RAP 摻量的增加而不斷增大，且各組動(dòng)穩(wěn)定度值都滿足 JTG F40-2004 規(guī)范中關(guān)于動(dòng)穩(wěn)定度不小于 2800 次 /mm 的要求。在 RAP 摻量分別為 10%、30% 和 50% 時(shí)熱拌再生 SBS改性瀝青混合料相對(duì)于天然集料對(duì)應(yīng)的 SBS 改性瀝青混合料在動(dòng)穩(wěn)定度數(shù)值上分別提高了 10%、33% 和 73%，而溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料相對(duì)應(yīng)地提高了 11%、29% 和 49%。此外，在同一種 RAP 摻量時(shí)溫拌再生SBS 改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度要低于熱拌，RAP 摻量為 0%、10%、30% 和 50% 時(shí)熱拌再生 SBS 改性瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度相對(duì)于溫拌分別高出了 10%、9%、14% 和27%。說明在熱拌條件下和 RAP 高摻配比例時(shí)再生 SBS改性瀝青混合料的高溫抗車轍能力更強(qiáng)。這是由于 RAP摻配比例高時(shí)對(duì)應(yīng)的老化瀝青量也增多，老化瀝青的粘度相對(duì)較大，從而增大了混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，另外熱拌條件下 RAP 中的舊瀝青經(jīng)過二次老化以及新瀝青的短期輕度老化都會(huì)增加瀝青的粘度，提高了混合料對(duì)于車輪荷載的抵抗能力，從而提高了動(dòng)穩(wěn)定度 [8]。

低溫抗裂性

溫拌劑和 RAP 用量都會(huì)對(duì)瀝青混合料的低溫抗裂性造成不同程度的影響，為了研究溫拌劑和 RAP 對(duì)于混合料低溫性能的影響，本文采用低溫小梁彎曲試驗(yàn)對(duì)熱拌 / 溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度選擇 -10℃，以彎拉應(yīng)變和勁度模量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果如圖 3 所示。

從圖 3 可發(fā)現(xiàn)，在熱拌與溫拌條件下再生 SBS 改性瀝青混合料的彎拉應(yīng)變隨 RAP 用量增加而減小，勁度模量隨之增大，在 RAP 用量 50% 時(shí)熱拌和溫拌條件下相對(duì)于天然集料的混合料彎拉應(yīng)變分別降低了 39%、37%，且在 RAP 摻量為 50% 時(shí)彎拉應(yīng)變已不滿足 JTG F40-2004 規(guī)范的彎拉應(yīng)變不低于 2500με 要求，而勁度模量相對(duì)應(yīng)的增大了 149%、152%，同時(shí)在同一種 RAP用量時(shí)溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料的彎拉應(yīng)變相對(duì)于熱拌高，而勁度模量則相應(yīng)的較低。說明 RAP 的摻入會(huì)降低瀝青混合料的低溫抗裂性，但溫拌劑會(huì)有利于混合料低溫性能的顯著提升。這是由于 RAP 摻量的增加引起舊瀝青用量隨之增多，舊瀝青的存在會(huì)導(dǎo)致粘性成分增多，在低溫時(shí)更容易發(fā)生脆裂破壞，此外在熱拌條件下加重了舊瀝青的二次老化和新瀝青的短期老化，使得瀝青在低溫時(shí)的脆硬性增加，而溫拌劑的加入會(huì)使舊瀝青的彈性成分增多 [9]，加之溫拌條件下拌和和壓實(shí)溫度相對(duì)較低，從而更有利于低溫性能。

水穩(wěn)定性

為了評(píng)價(jià)加入 RAP 和溫拌劑后對(duì)溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料抗水損害性能產(chǎn)生的影響，采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)進(jìn)行研究，以計(jì)算得到殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比為評(píng)價(jià)依據(jù)，其結(jié)果如圖 4 所示。

從圖 4 結(jié)果看出，隨著 RAP 摻量的增多，熱拌與溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比均逐漸降低，且在 RAP 摻量為 50% 時(shí)熱拌與溫拌兩種拌和條件下殘留穩(wěn)定度不滿足 JTG F40-2004 規(guī)范中關(guān)于潮濕區(qū)及濕潤(rùn)區(qū)其不低于 85% 的要求，且凍融劈裂強(qiáng)度比也不滿足規(guī)范關(guān)于潮濕區(qū)及濕潤(rùn)區(qū)其不低于 85%的要求，但都可滿足半干區(qū)或干旱區(qū)的材料要求 [10]。與熱拌條件相比較，溫拌條件下的再生 SBS 改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比都較高。以上說明摻加 RAP 會(huì)降低混合料的水穩(wěn)定性，但溫拌劑會(huì)有效改善混合料的抗水損害性能。這是由于 RAP 中老化瀝青不利于瀝青與集料的粘附性，在浸水或凍融循環(huán)條件下瀝青與集料界面更容易受到破壞，而溫拌條件時(shí)由于拌和與擊實(shí)溫度較低，削弱了短期老化對(duì)于瀝青的影響，因此溫拌更有利于水穩(wěn)定性。

結(jié)論

（1）加入 Evothem 溫拌劑可以有效降低瀝青混合料的拌和溫度約 20℃，摻入 RAP 再生料會(huì)導(dǎo)致混合料的空隙率增大，拌和溫度也會(huì)有相應(yīng)提高。

（2）單純從高溫穩(wěn)定性方面看，摻入 RAP 會(huì)提高再生 SBS 改性瀝青混合料的高溫抗車轍能力，且相對(duì)于溫拌，熱拌條件下更有利于混合料的高溫穩(wěn)定性。

（3）從低溫抗裂性和水穩(wěn)定性方面看，摻入 RAP會(huì)嚴(yán)重降低瀝青混合料的低溫抗裂性和抗水損害性能，且 RAP 摻量為 50% 時(shí)已不滿足規(guī)范要求，溫拌條件及溫拌劑的加入更有利于混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性。

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