再生沥青路面路用性能研究

再生沥青路面路用性能研究

邓杰

重庆交通大学 重庆市 400000

摘要：回收沥青路面材料（reclaimed asphalt pavement，RAP）已广泛应用于生产热拌再生沥青混合料和温拌再生沥青混合料，对于热拌、温拌或冷拌再生沥青混合料的路用性能已有较多学者进行了研究，但其研究仍缺乏系统性、权威性、量化性。尤其对于不同RAP掺量的再生沥青混合料的路用性能还未得出系统性结论。本文总结了多位学者针对温拌与热拌再生沥青混合料路用性能的研究情况，包括高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性、抗疲劳性能等；讨论了温拌与热伴再生沥青路面现阶段研究的不足；总结了不同掺量RAP的性能变化情况；展望了再生沥青路面的发展趋势。

关键词：道路工程；再生沥青路面；RAP掺量；路用性能

引言

随着国家与社会各界加强对绿色意识的引导，各行业逐渐认识到绿色生产、循环利用、变废为宝等环保与效益结合的生产思路，逐渐朝资源节约型、环境友好型的方向发展。自90年代起，我国高速公路的建设步伐显著加快，随之而来的就是沥青混合料使用量逐年增加，经过30年的发展与累积，现阶段全国各地均存在大量废旧沥青路面，或即将达到使用年限的沥青道路，这部分废旧的沥青胶结料与集料经过多年研究与论证，完全可以二次再生作为新建道路的面层使用。

1旧料掺配比例的影响

不同的旧料掺配比例对道路路用性影响依然是未来研究重点，如何在满足路用条件的前提下，尽可能多的增大旧料掺配比例。陈龙等人研究发现，随着RAP掺配比例的增加，弯拉强度和劲度模量均逐渐增大，且增加速率先快后慢，而弯拉应变逐渐减小。分析其原因是随着废旧沥青混合料用量的增加，导致再生沥青混合料变硬变脆，最终导致高温性能增加，而低温性能、耐久性变差。

此外，陈龙等人还研究了不同掺量的沥青旧料对再生沥青混合料水稳定性的影响，分别测试未冻融、单次冻和多次融循环试验，结果表明，随着旧料掺量的增加未冻融和单次冻融循环试件的劈裂抗拉强度增加较快，而经多次冻冻融循环试件的劈裂抗拉强度增长幅度有所减小。由此可知，再生沥青混合料随着旧料掺量的增加，其短期水损坏能力有所增强，而长期水稳定性能力却大幅降低。

2再生沥青路面路用性能

关于再生沥青路面的研究主要集中在确定最佳旧料掺配比例、提高旧料掺配比例、路用性能的影响因素、不同温拌剂的产出效率等方面。其中由于温拌沥青或温拌再生沥青路面在多个方面具有优势，例如：节能减排、减少有害气体排放、避免沥青提前老化等，这就使得温拌再生技术近些年发展势头迅猛，而温拌与温拌剂密不可分。温拌剂是温拌再生技术得以实现的关键外加剂，在混凝土中掺入温拌剂相比常规沥青混凝土，其拌合、摊铺、压实温度可降低30℃~60℃，使温拌再生技术得以实现。

由郭乃胜等人关于再生剂对温拌再生沥青混凝土的路用性能测试结果发现，与未添加温拌剂的沥青混凝土相比，添加再生剂的温拌再生混凝土高温强度降低约30%。这是由于温拌剂促进了新、旧沥青的融合，同时也导致再生沥青的粘度降低，最终导致其抗车辙性能降低。

路面开裂将导致路面承载力降低，从而产生唧泥、龟裂，最终降低路面使用寿命。何兆益等人调查发现，当再生沥青混凝料掺量为10%~50%时，其弯拉破坏应变基本满足沥青路面对低温抗裂性的要求。另外，随着旧料掺量的增加，再生沥青混合料的弯曲应变破坏逐渐较小，即低温抗裂性与旧料掺量呈负相关。分析其原因是旧料掺量增多，杂质增多，且旧料除了使用期间的老化外，还经历高温拌合后的二次老化的影响，故最终导致低温抗裂能力降低。

沥青路面长期遭受风吹雨淋的磨损，长期以往会发生沥青与集料的剥落，出现松散、表面坑槽等损坏现象，严重影响路面使用性能与使用寿命。当表面积水流入与外界连通的单向闭口孔隙以后，受到负载轮胎的碾压，这些水在孔隙内部形成有压水，以脉冲的方式在沥青混合料孔隙中流动，而动水压力照成的路面损伤将远大于静水压力。而在以往的水稳定性测试中，却很少提及动水压力对路面结构的影响，笔者认为，当车辆荷载行驶在积水路面时，路面开口孔隙内部受到地表水压缩与释放的循环过程，该挤压与释放过程加速沥青与集料间的剥落，尤其再生沥青路面。故考虑外界联通孔隙内部动水压力是评价路面结构水损坏的重要条件，对准确评价沥青路面水稳定性有重要意义。

根据李达关于的水损坏敏感试验，该学者对水损坏机理做了对比试验，即对沥青混合料试件采取两种处理方式：1次冻融循环与1000次动水冲刷循环。试验结果显示，这两种处理方式对沥青混合料性能衰减的形式在一定条件下可以相互转换，但1次冻融循环对混合料照成的影响损坏略高于1000次动水冲刷对混合料抗变形能力下降的影响。

由于再生沥青路面中已含有部分老化沥青与集料，当再生沥青路面再次运用到路面结构时，若采用热伴再生技术，不仅要遭受拌合时高温加热的二次老化，还要承受长期交通荷载、降水、气温等复杂环境的影响，故笔者认为，研究再生沥青路面的耐疲劳性能及变化规律很有必要。

董玲云等人对再生沥青混合料做了深入研究，该学者将混合料放入烘箱，模拟短期及长期老化条件，运用劈裂强度试验测试沥青混合料强度值，并参照欧洲标准进行间接拉伸试验测试混合料疲劳特性。该学者发现，就耐疲劳性而言，随着RAP掺量的提高，再生沥青混合料的耐疲劳性能将变差。为了量化再生沥青混合料疲劳寿命变化规律，提出疲劳寿命比N_f(k/n)和疲劳寿命损失率F(k)的概念，该概念可对再生沥青混合料疲劳寿命变化进行系统化描述。

结语

本文总结并分析再生沥青路面使用温拌或热伴技术下的路用性能，研究表明，再生沥青路面在一定条件下能够满足重交通荷载的路用性能，由于再生沥青混凝土含有一定量的回收沥青，这些回收沥青已老化而变硬变脆，故再生沥青路面抗变形能力有所改善，而高温、低温、抗水损坏、耐疲劳性能均有一定程度的降低，相比新沥青混凝土，不同路用性能降低的原因各不相同，如：高温性能降低是由于回收沥青粘附性降低所致，低温性能、抗水损坏降低是由于回收沥青经二次老化和铣刨不净所致，且评价水稳定性需考虑动水压力的影响，最后分析了再生沥青混凝土耐疲劳性能的量化指标，该指标一定程度上可量化再生沥青混凝土的耐疲劳性能。

二 参考文献

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[2] 陈龙, 朱建勇, 何兆益, et al. 厂拌热再生沥青混合料低温抗裂与水稳定性研究 [J]. 重庆交通大学学报(自然科学版), 2017, 36(04): 39-45+76.

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[4] 李达. 旧料掺量对温拌再生沥青混合料耐久性的影响分析 [J]. 长安大学学报(自然科学版), 2018, 38(05): 25-31+48.