王立志

（太原理工大学 建筑与土木工程学院，山西 太原 030024）

0 引言

我国高速公路已逐步进入养护维修阶段，这期间会产生大量的废旧沥青混合料，对旧沥青混合料进行再生利用，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会、环境效益[1]。随着近年来人们对环保、社会效益的关注，沥青路面再生利用技术必将在未来得到更广泛应用[2]。

项目依托工程是南方某高速公路就地热再生项目，由于工程所处地段全年高温持续时间长，降雨多，空气湿度大，温度稳定性和水稳定性的优劣显得更加重要，故本文主要研究在旧沥青混合料中掺入不同类型再生剂和不同比例新料后再生料水温性能的变化情况。

1 试验设计

1.1 原材料性能

试验中的旧料采用从南方某高速公路铣刨回的旧沥青混合料（简称RAP），对旧料进行抽提回收试验，得到旧料的级配和沥青含量如表1。

表1 旧沥青混合料的级配及沥青含量

采用的再生剂有成品再生剂A和自制再生剂B，其基本性能如表2。

表2 两种再生剂的技术性能指标

新料级配为AC-13，采用70号普通沥青，矿料为普通石灰岩，各项技术指标符合规范要求[3]。新旧沥青的三大指标如表3。

1.2 再生剂掺量确定

在抽提回收的旧沥青中加入不同比例的再生剂，进行沥青三大指标试验，结果如表4，当再生剂掺量达到旧沥青用量的20%，即占旧沥青混合料的1%时，其三大指标中针入度和软化点已经满足目标沥青AH-50号的要求。

表4 再生沥青三大指标

1.3 试验方案

就地热再生沥青混合料由于旧料使用比例大，其路用性能很大一部分取决于旧料自身的性质。本试验方案首先对从工地铣刨的旧沥青混合料进行温度稳定性和水稳定性试验，针对旧混合料的实际特性，拟研究5%、15%、25%这3种新料掺配率较低情况下，分别掺入A再生剂（占旧沥青混合料质量1%）和B再生剂（占旧沥青混合料质量1%），进行再生混合料的高温稳定性试验、低温抗裂性试验及水稳定性试验，分析再生混合料的性能变化情况，比较在不同再生剂和新料掺量下再生效果的优劣。

2 试验结果与讨论

2.1 再生沥青混合料的高温稳定性

车辙问题是沥青路面高温稳定性良好与否的集中体现，鉴于此，采用目前广泛应用并纳入现行试验规范的车辙试验方法。试件用轮碾法成型300 mm×300 mm×50 mm车辙板，试验温度60℃，试验轮与试件接触压强为0.7 MPa±0.05 MPa，采用自动车辙仪测试[4]，试验结果如表5。

表5 车辙试验结果（60℃）

图1 再生料动稳定度与新料掺配比例关系

由表5和图1可知，旧料的动稳定度远高于规范要求，车辙深度却比较小。随着新料掺量的增加再生料的动稳定度值呈现下降趋势，并且掺入B再生剂后动稳定度下降幅度明显大于掺入A再生剂的。

综合上述试验数据与所示规律，对于再生沥青混合料来讲，其动稳定度均远远超出规范要求，对此可不做要求或者重新划定界限；但是应对其动稳定度上限做出要求，因为动稳定度不能过高，除非其他方面性能（低温稳定性、水稳定性等）满足要求。

2.2 再生沥青混合料的低温抗裂性

混合料的低温抗裂性有许多评价方法，本文采用已纳入现行规范的沥青混合料弯曲试验分析再生混合料低温性能，通过轮碾法切割成型试件，按照现行规范各项规定执行，试件尺寸为30 mm（宽）×35 mm（高）×250 mm（长），跨径为 200 mm；试验温度-10℃，保温大于3 h，加载速率50 mm/min，采用LWWL低温弯拉试验仪进行，结果如表6。

表6 低温小梁弯曲试验

图2 再生料弯拉破坏应变与新料掺配比例关系

一般认为弯拉应变反映沥青混合料的变形能力，是评价其低温性能的主要指标，弯拉应变越大，则混合料低温抗裂性能就越好。试验结果表明，旧料的弯拉破坏应变已不满足规范的要求，其低温抗裂性差，然而再生料的抗弯拉强度和弯拉破坏应变都远远超出规范要求，弯曲劲度模量则低于旧料，说明其低温抗裂性能得到很好改善。随着新料掺量增加，其弯拉破坏应变在增大，再生料的低温性能就越好。从图2中可知，当新料掺量相同时，掺B再生剂的混合料的破坏应变大于掺A再生剂的，即掺B再生剂后对混合料低温性能的改善较掺A再生剂明显。

2.3 再生沥青混合料的水稳定性

本文采用规范中推荐的浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验来评价再生沥青混合料的水稳定性，成型63.5 mm±1.3 mm的标准马歇尔试件，严格按照试验规程的操作方法测试，试验结果如表7。

表7 水稳定性试验结果

图3 再生料残留动稳定度与新料掺配比例关系

图4 再生料冻融劈裂比与新料掺配比例关系

由试验结果可知，原旧料的水稳定性比较差，无论残留稳定度还是冻融劈裂比均不符合规范要求。随着新料掺量的增加，再生混合料的残留稳定度和冻融劈裂比都得到提升。3种新料掺量的再生混合料浸水马歇尔试验的残留稳定度值都满足规范的要求。由于冻融劈裂试验的条件苛刻，掺入A再生剂的混合料在新料掺量为25%时冻融劈裂比才符合规范要求，掺入B再生剂的混合料在新料掺量为15%时冻融劈裂比就符合规范要求，并且在新料掺量相同的情况下，掺入B再生剂的再生混合料的残留稳定度和冻融劈裂比均大于掺入A再生剂的，由此可知B再生剂对沥青混合料水稳定的改善效果比A再生剂好。

3 结论

通过对不同再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的性能分析，可以得知：

a）旧料的高温稳定性比较好，低温抗裂性和水稳定性差，当掺入不同再生剂和一定比例新料后其低温抗裂性和水稳定性得到明显提升，再生后的改善效果明显。

b）在评价旧料的高温稳定性时发现旧料的动稳定度远远高于规范要求，再生后动稳定度仍旧较高，建议应该进一步研究提出再生混合料动稳定度的上限值。

c）B再生剂对旧料低温抗裂性和水稳定性的改善效果优于A再生剂，当选用B再生剂时，新料掺量达到15%即可满足基本性能的要求，当选用A再生剂时，新料掺量达到25%也可满足基本性能要求。