王国方, 李 波,2, 肖 鹏,2*, 吴正光,2, 娄可可

(1. 扬州大学a. 建筑科学与工程学院; b. 城市规划与发展研究院, 江苏 扬州 225127;2. 江苏省玄武岩纤维复合建筑材料工程研究中心, 江苏 扬州 225127)

目前沥青路面主要的再生利用技术有厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生等．国内外最常用的是厂拌热再生技术, 但该技术生产的再生沥青混合料中RAP(reclaimed asphalt pavement)的掺量低(通常<25%), 且容易发生早期病害,尤其是开裂问题已经成为再生沥青路面的主要病害,如何提高RAP掺量并改善再生沥青混合料的性能已成为亟待解决的问题．大量研究表明, 将玄武岩纤维掺入到沥青混合料中可以提升其路用性能,尤其能够大幅提高沥青混合料的抗开裂性能．Zheng等[1]发现加入适量的玄武岩纤维可以大大提高复杂环境下沥青混合料的低温弯曲性能、疲劳性能; Lou等[2]研究发现掺入玄武岩纤维能大幅度提高混合料抗高温变性能力、低温抗裂性和疲劳性能; Guo等[3]研究表明玄武岩纤维虽然降低了20 ℃时的临界应力强度因子, 但很好地提高了沥青混合料的中低温临界断裂能; Shen等[4]认为玄武岩纤维可以提高沥青混合料的低温抗裂性和抗疲劳性能; Li等[5]通过将玄武岩纤维掺入到沥青混合料中, 发现玄武岩纤维有效改善了沥青混合料的低温性能, 玄武岩纤维形成的三维网络结构则延缓了混合料裂缝的扩展; Zhao等[6]发现与木质素纤维和聚酯纤维相比, 玄武岩纤维在改善沥青混合料低温性能方面具有一定优势; Huang等[7]认为玄武岩纤维对改善沥青玛蹄脂的永久变形、挠曲强度和应力敏感性具有更大的影响; Wang等[8]研究表明与木质素纤维相比, 玄武岩纤维能提高沥青混合料在冻融循环下的抗高温变形能力和低温抗裂能力．相应地, 将玄武岩纤维掺入再生沥青混合料中有望改善其路用性能尤其是抗开裂性能．张勤玲等[9]发现玄武岩纤维可明显改善再生沥青混合料的路用性能; 杨鹏[10]通过将玄武岩纤维掺入到温拌再生沥青混合料中,发现玄武岩纤维能够有效改善混合料低温性能及水稳定性能的不足．为深入了解高温下再生沥青混合料抗剪切变形性能,本文拟将玄武岩纤维用于厂拌热再生沥青混合料,通过单轴贯入试验、理想开裂试验、低温弯曲试验, 研究玄武岩纤维对再生沥青混合料高温抗剪性能和抗开裂性能的影响．

1 实验

1.1 原料

RAP来源于省道S356(沿江公路)邗江段实体工程, 该工程对旧路面进行分层破碎、铣刨,铣刨的表层厚度为5 cm．经试验表明, RAP料中老化沥青质量分数为4.28%, 集料筛分结果见表1．RAP中老化沥青针入度为382 mm, 软化点为57.4 ℃,135 ℃旋转黏度为1.76 Pa·s．根据文献[11],可知RAP中旧沥青的老化等级为Ⅱ级老化沥青．针对现如今江苏省大部分地区使用PG76-22SBS改性沥青以及70#道路石油沥青的现状, 结合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2017)中要求SBS改性沥青的黏度值不大于3 Pa·s(135 ℃), 确定再生SBS类沥青的目标针入度值宜为(70.0±0.1)mm, 黏度值为(1.7±0.1)Pa·s．选用江苏省江阴市宝利公司生产的PG76-22SBS改性沥青, 江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限公司生产的直径为16 μm、长度为6 mm的短切玄武岩纤维, 其性能指标见表2．

表2 玄武岩纤维物理指标

1.2 再生沥青混合料组成设计

以AC-13型级配为研究对象,根据新集料、矿粉和 RAP 中旧集料的筛分结果, 合成了w(RAP)分别为 0%,30%,40%,50%的4组级配, 使之均达到沥青混合料的级配设计要求．以w(RAP)=40%掺量为例, 其级配曲线如图1所示．各级配中玄武岩纤维的掺量均为再生沥青混合料质量的0.3%[12],根据RAP掺量分别为……