RAP掺量对SBS改性沥青热再生混合料性能影响分析

邹晓勇

（金华市公路管理局，浙江金华 321013）

0 前言

SBS改性沥青已经广泛应用于我国高速公路的建设。SBS改性沥青路面在运营过程中，在行车荷载和自然因素的反复作用下，SBS改性沥青将逐渐老化并产生渗水、松散、坑洞等病害。沥青混合料热再生是一种实现废旧沥青材料资源化重复利用技术，普通沥青混合料的热再生已经开展大量研究[1～5]，其工艺日趋成熟[6]，但关于SBS改性沥青混合料的热再生研究较少。废旧沥青混合料（RAP）掺量是影响再生沥青混合料性能的关键因素[7～8]，本文面向我国大量SBS改性沥青混合料热再生的技术需要，围绕废旧沥青混合料料（RAP）掺量对热再生沥青混合料技术性能的影响开展研究，以期提出适宜的RAP掺量，完善SBS改性沥青混合料再生利用技术。

1 热再生沥青混合料组成设计

1.1 混合料组成设计

该项研究以浙江省某高等级公路SBS改性沥青路面为研究对象。为分析RAP掺量对再生沥青混合料性能的影响，设计了4种沥青混合料：第一种为100%RAP掺量再生沥青混合料；第二种70%RAP掺量再生沥青混合料；第三种为30%RAP掺量再生沥青混合料；第四种为全新集料的沥青混合料。

试验选定再生剂类型为RASD-1，通过试验确定再生剂用量占老化沥青的6%。

1.2 新沥青用量

4种沥青混合料新沥青采用SBS改性沥青。再生混合料最佳油石比通过马歇尔试验法综合确定。4种混合料的最佳沥青用量确定如表1所列。

表1 混合料设计参数表

2 再生沥青混合料性能评价

2.1 高温稳定性

再生沥青混合料的高温稳定性采用马歇尔稳定度试验和动稳定度试验评价。

2.1.1 马歇尔稳定度试验

马歇尔稳定度试验具体试验结果见表2所列，将试验结果绘于图1。

表2 空隙率、马歇尔稳定度试验结果一览表

图1 不同RAP掺量沥青混合料空隙率、马歇尔稳定度曲线图

通过试验结果可以得出，100%RAP掺量的沥青混合料空隙率、马歇尔稳定度均最大，其余再生沥青混合料随RAP掺量的减小，空隙率、稳定度都有所降低，全新的沥青混合料空隙率、马歇尔稳定度基本最小。分析原因主要是回收沥青混合料由于沥青老化[9]，比较硬，难以压实，所以空隙率比较大，超过8%，而且沥青老化导致混合料强度比较高。

2.1.2 车辙试验

车辙试验结果见表3所列，将试验结果绘于图2。通过试验结果可以看出回收沥青混合料由于沥青老化的原因，沥青混合料硬，动稳定度最高，全新沥青混合料稳定度最低，但是4种沥青混合料动稳定度都满足规范要求。

表3 车辙试验结果一览表

图2 不同RAP掺量沥青混合料动稳定度曲线图

2.2 水稳定性

再生沥青混合料的水稳定性采用冻融劈裂试验进行评价。冻融劈裂试验结果见表4所列，将试验结果分别绘于图3和图4。通过试验可以得到，回收沥青混合料的冻融劈裂强度大大降低，冻融劈裂强度比为44.6%，随RAP掺量减小，再生沥青混合料的冻融劈裂强度比得到提高。当RAP掺量为30%时，冻融劈裂强度比为82.1%，比全新沥青混合料冻融劈裂强度比略低，但是满足规范要求。

表4 冻融劈裂试验结果一览表

图3 不同类型沥青混合料劈裂强度对比柱状图

图4 不同RAP掺量沥青混合料TSR比曲线图

添加RAP料的再生沥青混合料水稳定性相对较差，其原因主要是回收沥青混合料难以压实空隙率大，而且沥青老化导致沥青与集料的粘附性降低，从而使回收沥青混合料水稳定性差。但30%RAP掺量的再生沥青混合料与全新沥青混合料的水稳定性相差不大，并满足规范要求。

2.3 低温抗裂性

再生沥青混合料的低温抗裂性采用小梁弯曲试验进行评价。小梁弯曲试件尺寸为250 mm×30 mm×35 mm，跨径为200 mm，在MTS810试验机上进行弯曲试验来评价沥青混合料低温抗裂性能，加载方式采用应变控制，试验温度分别为-10℃，加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验。

低温弯拉试验结果见表5所列，将试验结果绘于图5。通过试验可以看出添加RAP料的沥青混合料的低温抗裂性能均较全新沥青混合料差。100%RAP料的沥青混合料低温弯拉应变最低，低温抗裂性能最差。其原因主要是老化沥青黏流性降低，脆弹性增强，混合料的抗变形能力降低。

表5 低温弯拉试验结果一览表

图5 不同类型沥青混合料低温抗裂性能对比曲线图

2.4 静态模量

在结构设计和计算中需要知道道路材料的弹性模量。为此对于4种沥青混合料的静态模量进行测试，具体操作详见《公路沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)相应标准，测试为20℃温度下的静态模量。具体试验结果如表6所列，将试验结果绘于图6。

表6 静态模量试验结果一览表

图6 不同RAP掺量沥青混合料静态模量曲线图

通过试验结果可以看出，100%RAP混合料的静态模量最大，随RAP掺量减小，静态模量呈降低趋势，30%RAP掺量的再生沥青混合料与全新沥青混合料的静态模量相差不大。

3 结语

通过分析RAP掺量对再生沥青混合料的技术性能的影响，RAP料的添加量对再生沥青混合料的高温性能呈正向影响，RAP料掺量宜取高值；对于再生沥青混合料的水稳性、低温性能呈负向影响，RAP料掺量宜取低值。因此，再生沥青混合料中RAP的掺量应综合确定。根据本文研究，推荐热再生沥青混合料RAP掺配比例为30%，这样使得沥青混合料的各项指标均能够满足规范要求，并且所获得的沥青混合料的静态模量相对较高。

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