摘 要
舊瀝青路面再生利用的技術要求和條件受到原有瀝青路面情況、新建或維修路面設計要求以及交通荷載、氣候條件等因素的綜合影響,因此瀝青路面再生技術需要因地制宜。本文結合某工程,開展了RAP摻量對瀝青混合料性能影響研究。通過分析不同RAP摻量再生瀝青混合料的體積指標、水敏感性及抗車轍性能,發現RAP摻量對上述性能具有顯著影響瀝青網sinoasphalt.com。進一步分析所制備的瀝青混合料性能認為,本工程所回收的瀝青混合料可用于再生瀝青混合料。
關鍵詞 瀝青混合料 | RAP | 水敏感性 | 抗車轍性能
目前,采用再生技術及相關設備,回收并利用舊瀝青及相關材料對公路進行重新攤鋪和罩面,已成為道路管理部門的首選方案,其原因如下:
(1)減少對環境的影響,由于破碎石料的遺棄與瀝青的蒸餾提煉產生的能源消耗及污染會大量降低;
(2)開采石礦的成本越來越高,且石礦資源正在減少;
(3)瀝青、骨料等相關的舊瀝青路面攤鋪材料都可以再生瀝青,降低大量成本;
(4)如果采用再生設備與技術,就可在維護瀝青路面的同時進行再生翻新與通車,可有效減少交通堵塞等情況;
(5)隨著科學技術手段的發展,采用回收后的舊瀝青攤鋪材料可制備出性能更加優越的再生瀝青混合料;
(6)國家對瀝青再生利用越發重視,在瀝青再生這一方面提出了一定的優惠政策。
與舊瀝青路面再生及利用相關的技術要求和條件會受到舊有瀝青路面狀況、維修或新建路面設計要求、交通荷載以及氣候條件等綜合因素的影響,所以瀝青路面再生技術需結合當地時間情況,因地制宜,探究瀝青路面再生的最優選方案和最佳效果。本文結合某工程,研究RAP摻量對廠拌熱再生瀝青混合料性能影響,以期進一步提高項目施工質量、保障路面服務水平。
實驗材料
瀝青性能
瀝青的性能指標是根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTGE20-2011)》進行測試的。具體測試結果如表1、表2所示。
集料性能
集料的性能指標是根據《公路工程集料試驗規程(JTGE42-2005)》進行測試的。具體測試結果如表3~表5所示。
根據現場石料的級配特征及RAP料的篩分結果,本次再生瀝青混合料集料級配如圖1所示。
試驗結果及分析
RAP摻量對體積指標影響規律
本部分將采用馬歇爾試驗研究RAP摻量對瀝青混合料體積指標的影響規律,測試結果如下所示。
分析上述結果可以發現,RAP摻量對瀝青混合料的體積指標有顯著的影響。整體來說,在新瀝青用量相同時,隨著RAP摻量的增加,瀝青飽和度、毛體積密度均隨之增大,穩定度及空隙率隨之減小。進一步分析上述結果可以發現,幾乎所有工況下的再生瀝青混合料的體積指標要求,均可以達到規范的要求值。
為了更好的分析各摻量條件下再生瀝青混合料的性能,依據上述體積指標變化規律,并結果以往附近區域的生產經驗,確定各瀝青混合料的最佳瀝青用量(油石比)如表6所示。
后續研究中,將以最佳瀝青用量成型瀝青混合料,進而分析其各項路用性能。
RAP摻量對瀝青混合料水穩定性的影響規律
本部分采用間接拉伸試驗研究再生瀝青混合料的水穩定性。分析下圖可以發現,隨著RAP摻量的增加,瀝青混合料的間接拉伸強度逐漸下降,整體來說,其下降幅度在10%左右。
各瀝青混合料的劈裂強度比試驗結果如下圖所示,所有瀝青混合料的殘留劈裂強度比均大于80%。同間接拉伸試驗結果類似,各瀝青混合料的殘留劈裂強度比隨著RAP摻量的增加而減少。這說明,RAP摻量過高時,可能會引起路面發生早起水損害。
RAP摻量對瀝青混合料抗車轍性能影響規律
為了分析不同RAP摻量對瀝青混合料抗車轍性能的影響規律,本部分采用漢堡車轍試驗分析各瀝青混合料在重復荷載作用下的變形規律。結果如下圖所示。
分析上述結果發現,各瀝青混合料在加載初期,其深度都在快速增加,這是由于瀝青混合料的二次壓密導致的。進一步分析可以發現,隨著RAP摻量的增加,其初期的壓密程度逐漸減少。當荷載作用次數進一步增加時,各瀝青混合料的車轍深度也逐漸增大,但整體來說,RAP摻量越高,其車轍深度增加越少。當荷載作用至8000次時,分析上圖可以發現,RAP摻量為35%的車轍深度最小、其次分別為RAP摻量為25%和RAP摻量為15%的瀝青混合料。車轍深度最大的為RAP摻量為0%的瀝青混合料。
結論
(1)通過對實體工程的再生材料性能測試發現,RAP摻量對瀝青混合料的體積指標有顯著的影響。
(2)隨著RAP摻量的增加,瀝青混合料的水穩定性越差,這意味著在多雨或潮濕路段使用再生瀝青混合料時,應控制RAP摻量的上限,從而使再生瀝青路面具有較為良好的抗水損害性能。
(3)增加RAP摻量,瀝青混合料即會具有越好的抗車轍性能。針對此特性,可以考慮在重載、長縱坡或其它易出現車轍的路段使用更高摻量的RAP材料。但同時應考慮再生瀝青混合料的抗水損害及抗疲勞等性能。