大掺量RAP再生沥青混合料性能研究.pdf

d o i:1 0.3 9 6 3/j.i s s n.1 6 7 4-6 0 6 6.2 0 2 3.0 5.0 1 6大掺量R A P再生沥青混合料性能研究魏必成1,2(1.福建省高速技术咨询有限公司,福州3 5 0 0 1 8;2.福建省高速公路工程重点实验室,福州3 5 0 0 1 8)摘 要:采用标准化处理后的废旧沥青混合料(R A P)制备了R A P掺量分别为4 5%、5 0%和5 5%的大掺量R A P(R A P掺量大于3 0%)A C-2 0再生沥青混合料,并对所制备的再生沥青混合料进行了水稳定性和高温稳定性能研究。研究表明,标准化处理后的R A P级配变异性小,能够制备出性能符合 公路沥青路面施工技术规范(J T GF 4 02 0 0 4)的大掺量A C-2 0再生沥青混合料,5 0%R A P掺量的再生沥青混合料水稳定性最好,4 5%R A P掺量的高温抗车辙性能最好。综合考虑,可以将标准化处理后的R A P按需求制备大掺量再生沥青混合料并应用于实际工程中。关键词:R A P;大掺量;级配变异性;再生沥青混合料P e r f o r m a n c eR e s e a r c ho fR e c l a i m e dA s p h a l tM i x t u r ew i t hL a r g eD o s a g eo fR A PWE IB i-c h e n g1,2(1.F u j i a nP r o v i n c i a lE x p r e s s w a yT e c h n o l o g yC o n s u l t i n gC o,L t d,F u z h o u3 5 0 0 1 8,C h i n a;2.F u j i a nP r o v i n c i a lK e yL a b o r a t o r yo fE x p r e s s w a yE n g i n e e r i n g,F u z h o u3 5 0 0 1 8,C h i n a)A b s t r a c t:T h er e c l a i m e da s p h a l tm i x t u r e(R A P)a f t e r s t a n d a r d i z e dt r e a t m e n tw a su s e dt op r e p a r eA C-2 0r e g e n e r a-t e da s p h a l tm i x t u r ew i t hah i g hR A Pc o n t e n t(R A Pc o n t e n t i sg r e a t e r t h a n3 0%)o f 4 5%,5 0%a n d5 5%,r e s p e c t i v e l y.T h ew a t e r s t a b i l i t ya n dh i g ht e m p e r a t u r es t a b i l i t yo ft h ep r e p a r e dr e g e n e r a t e da s p h a l tm i x t u r ew e r es t u d i e d.T h er e-s e a r c hs h o w e d t h a t t h eg r a d a t i o no f s t a n d a r d i z e dR A Pd i s p l a y e d l i t t l e v a r i a b i l i t ya n dc o u l db eu s e d t op r e p a r eA C-2 0r e-c l a i m e da s p h a l tm i x t u r ew i t ha l a r g ed o s a g eo fR A P,a tt h es a m et i m e,t h ep e r f o r m a n c eo fr e c l a i m e da s p h a l tm i x t u r ew a s i nl i n ew i t ht h e t e c h n i c a l s p e c i f i c a t i o nf o rc o n s t r u c t i o no fh i g h w a ya s p h a l tp a v e m e n t s(J T GF 4 02 0 0 4).T h er e-c l a i m e da s p h a l tm i x t u r ew i t h5 0%R A Pc o n t e n th a st h eb e s tw a t e rs t a b i l i t y,a n dt h er e c l a i m e da s p h a l tm i x t u r ew i t h4 5%R A Pc o n t e n th a s t h eb e s th i g ht e m p e r a t u r er u t t i n gr e s i s t a n c ep e r f o r m a n c e.O v e r a l l,t h es t a n d a r d i z e dR A Pc a nb eu s e dt op r e p a r e r e c l a i m e da s p h a l tm i x t u r ew i t ha l a r g e a m o u n t o fR A Pa c c o r d i n g t o t h ed e m a n da n da p p l i e d i np r a c t i c a le n g i n e e r i n g.K e yw o r d s:R A P;l a r g ed o s a g e;g r a d a t i o nv a r i a b i l i t y;r e c y c l e da s p h a l tm i x t u r e收稿日期:2 0 2 3-0 4-0 6.作者简介:魏必成(1 9 7 0-),高级工程师.E-m a i l:3 9 3 6 5 7 4 7 7q q.c o m沥青混凝土路面具有行车舒适、低颠簸、低噪音、施工快、维修养护方便等优点,广泛应用于各级公路,是我国高等级路面的主要组成部分1,2。沥青路面养护过程中产生大量废旧沥青混合料(R A P),如果不充分循环利用,则易造成能源和资源的极大浪费,并且随意堆放R A P不仅侵占大量土地资源,还对生态环境、社会稳定造成一定的隐患3,4。据统计,截至2 0 2 1年底全国公路总里程达5 2 8万公里,养护总里程接近1 0 0%,养护过程中每年产生的废旧沥青混合料约80 0 0万吨5,6。为达到建设资源节约型、环境友好型社会的要求,将R A P合理地循环利用到工程中去,成为目前必须面对和解决的问题。欧美和日本等发达国家的R A P再生利用技术十分成熟,R A P利用率高达1 0 0%,而我国R A P再生利用率不足7 0%7-9。R A P材料中含有一定的老化沥青以及大量的粗、细集料,经过适宜的再生工艺处理后,能够满足道路工程使用要求。当前,低掺量再生沥青混合料在道路养护工程中已经得到广泛的应用,而大掺量再生沥青混合料(R A P掺量高于3 0%)在实际应用过程中还存在一定的瓶颈。因此,为了在道路工程中充分利用R A P材56建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第5期料,并减少旧料级配组成变异性、沥青再生融合效果对再生混合料路用性能的影响,该项目以旧料R A P标准化处理为切入点,开展大掺量、高质量、多元化、高价值循环再利用研究,符合“绿色建造”、“青山绿水”等国家政策要求,具有显著的社会和经济效益。1 原材料1.1 沥青胶结料试验所用沥青为厦门新立基股份有限公司生产的改性沥青,其物理性能见表1。表1 沥青性能检测结果检测内容检测结果技术要求试验方法针入度(2 5,1 0 0g,5s)/(0.1mm)5 54 06 0T0 6 0 4软化点/7 6.07 5T0 6 0 6延度(5,5c m/m i n)/c m2 92 0T0 6 0 5针入度指数0.20-密度(2 5)/(gc m-3)1.0 3 0实测记录T0 6 0 3运动黏度(1 3 5)/(P as)2.4 13T0 6 1 94 8h离析/0.72.5T0 6 6 1弹性恢复(2 5)/%9 27 5T0 6 6 2溶解度/%9 9.5 49 9T0 6 0 7闪点/3 1 32 3 0T0 6 1 1T F O T(薄膜烘箱老化)后残留物质量变化/%0.0 3 4绝对值不大于1T0 6 1 0针入度比(2 5)/%7 86 5T0 6 0 4延度(5,5c m/m i n)/c m1 91 5T0 6 0 51.2 集料试验所用集料为玄武岩集料,其物理性能见表2,筛分结果见表3。表2 集料物理性能检测结果检测内容检测结果技术要求结果判定表观相对密度9.51 9mm2.6 8 02.6 03.0 04.7 59.5mm2.6 7 02.6 03.0 02.3 64.7 5mm2.6 6 02.6 03.0 002.3 6mm2.6 2 72.6 03.0 0T0 3 0 4T0 3 2 8毛体积相对密度9.51 9mm2.6 3 9-4.7 59.5mm2.6 3 1-2.3 64.7 5mm2.6 2 6-02.3 6mm2.5 9 7-T0 3 0 4T0 3 3 0吸水率/%9.51 9mm0.5 82.04.7 59.5mm0.5 72.02.3 64.7 5mm0.4 92.002.3 6mm0.4 4-T0 3 0 4T0 3 3 0对沥青的粘附性/级44T0 6 6 3表3 集料筛分结果平均通过百分率/%材料规格/mm2 6.51 91 61 3.29.54.7 52.3 61.1 80.60.30.1 50.0 7 51 92 6.51 0 0.06 7.92 6.11 9.32.30.10.10.10.10.10.10.19.51 91 0 0.09 6.08 1.34 3.72.40.40.20.20.20.20.20.24.7 59.51 0 0.0 1 0 0.0 1 0 0.0 1 0 0.09 9.71 3.02.11.51.21.00.90.704.7 51 0 0.0 1 0 0.0 1 0 0.0 1 0 0.0 1 0 0.09 5.76 8.85 3.13 8.22 3.71 6.31 0.566建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第5期1.3 矿粉试验所用矿粉为石灰石矿粉,其各项指标见表4。表4 沥青面层用矿粉检测结果检测内容检测结果技术要求试验方法视密度/(tm-3)2.6 0 92.5 0T0 3 5 2粒度范围0.6mm1 0 0.01 0 00.1 5mm9 8.59 01 0 060 0 060 0 042 0 05 结 论a.采用标准化处理后的R A P级配变异性小,能够制备出级配稳定的大掺量A C-2 0再生沥青混合料。b.对不同R A P掺量再生沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比进行测试,结果表明5 0%R A P掺量沥青混合料的水稳定性最好。c.不同R A P掺量的再生沥青混合料均表现出较好的高温抗车辙性能,这主要是由于R A P中的沥青经过老化后变硬,抗车辙变形能力提高。参考文献1 徐家伟,叶 永,谢 旋.再生沥青混凝土黏弹特性实验研究J.三峡大学学报,2 0 2 2,4 4(2):3 8-4 2.2 闫纲龙.大掺量废旧沥青混合料室内再生试验研究D.张家口:河北建筑工程学院,2 0 2 0.3 索 智,陈 欢,张 奥.废植物油再生沥青紫外老化机理及路用性能J.材料导报,2 0 2 1,3 5(A 1):6 6 2-6 6 8.4 李 浩,熊 鑫,李 俊.不同R A P掺量S MA再生沥青混合料性能试验分析J.中外公路,2 0 2 2,4 2(2):2 4 2-2 4 6.5 郭 鹏.高旧料掺量高性能沥青路面再生利用关键技术研究D.南京:东南大学,2 0 1 7.6 田引安.热再生沥青混合料精细化设计与路用性能研究J.公路工程,2 0 2 2,4 7(1):1 4 2-1 4 8.7 李文博.厂拌热再生沥青混合料应用技术研究D.哈尔滨:东北林业大学,2 0 1 9.8 李 泉,韩庆奎,张继森,等.高废旧料掺量厂拌热再生技术性能研究J.中外公路,2 0 1 8,3 8(6):3 0 1-3 0 4.9 曹志国.温拌再生沥青混合料疲劳特性研究D.重庆:重庆交通大学,2 0 2 1.1 0张 超,贾晓娟,魏必成.沥青混合料回收料(R A P)分类标准化处理技术指标研究J.福建建设科技,2 0 2 3(2):8 0-8 4.96建材世界 2 0 2 3年 第4 4卷 第5期