郭 鵬

（山西省公路局朔州分局質量檢測中心,山西 朔州 036001）

0 引言

RAP 的加熱、攪拌均勻性在廠拌熱再生瀝青混合料生產過程中，是影響混合材料質量的重要因素，分析不同加熱和攪拌溫度下RAP 的“有效級配”，通過對RAP分散的均勻性和在生產過程中RAP 隨溫度變化分散規(guī)律的研究，可為再生混合材料的優(yōu)化設計提供依據(jù)[1]。

1 RAP 分散特性

在熱再生混合料制備時，由于其表層瀝青薄膜易因溫度過高而發(fā)生軟化，難以實現(xiàn)舊集料與舊瀝青的有效分離，致使其路用特性與新拌瀝青有較大差別。這就是RAP 技術的分散特性[2]。

該項目以RAP 為研究對象，采用特定的實驗方法，測量在不同的加熱、攪拌溫度下，各檔RAP 膠團分散后的等效級配，并對其進行研究，進而獲得在不同加熱、攪拌條件下RAP 顆粒的最優(yōu)受熱和攪拌溫度。

2 試驗方案

在進行熱再生時，要對新舊集料進行有效的分散性檢測，就必須對新舊集料進行有效分離，而傳統(tǒng)的實驗方法很難完成。為此，利用工業(yè)鹽類代替新集料，并用水洗法除去混合后的工業(yè)鹽類，以達到新舊集料分離的目的。鑒于在特定的加熱和攪拌溫度下，不同尺寸RAP的分散度存在差異，為了更好地評估其在熱再生時的分散性，需要采用分級法進行分散度測試[3]。

2.1 試驗方法

將某舊路改造工程中對舊路進行銑刨、破碎的上層RAP 料作為原料，利用直接篩分試驗對其級配進行測定，通過抽提法和抽提后篩分試驗對瀝青含量和集料級配進行測定。以直接篩分試驗結果為依據(jù)，將RAP 分成13.2~26.5 mm、9.5~13.2 mm、4.75~9.5 mm、2.36~4.75 mm、1.18~2.36 mm、0~1.18 mm 6 檔，對1.18 mm RAP 的分散程度進行測量。

2.2 試驗數(shù)據(jù)表示

通過恒溫115 ℃，改變攪拌溫度，恒溫190 ℃，變化加熱溫度的方法，來探究不同加熱和攪拌溫度對RAP分散程度的影響。

（1）在105 ℃、115 ℃、125 ℃加熱溫度與190 ℃攪拌溫度下得到的RAP 有效級配分別為T105、T115、T125。

（2）將在115 ℃加熱溫度與180 ℃、190 ℃、200 ℃攪拌溫度下得到的RAP 有效級配分別記為T180、T190、T200。

（3）顆粒尺寸RAP 在1.18~2.36 mm、2.36~4.75 mm、4.75~9.5 mm、9.5~13.2 mm、13.2~26.5 mm 5 檔分別記為R1、R2、R3、R4、R5。

3 試驗結果與分散特性分析

3.1 試驗結果

在不同的加熱及攪拌溫度下，每一等級的RAP 的有效級配及標準級配如表1~5 所示。

表1 1.18~2.36 mm RAP 級配分布

表2 2.36~4.75 mm RAP 級配分布

表3 4.75~9.5 mm RAP 級配分布

表4 9.5~13.2 mm RAP 級配分布

表5 13.2~26.5 mm RAP 級配分布

3.2 分散特性分析

通過對各檔RAP 在不同溫度下所形成的集料比表面積進行計算，其結果如圖1 所示。

圖1 RAP 礦料比表面積隨溫度的變化

由圖1 可知：1）當攪拌溫度不變時，不同粒徑RAP集料的比表面積增大，是因為加熱溫度提高所形成的[4]；2）當加熱溫度不變時，不同粒徑RAP 集料的比表面積先增大后減小，是因為攪拌溫度的提高所形成的，特別是4.75~9.5 mm 粒徑的RAP 最為明顯。由此可知，過高的攪拌溫度并不利于RAP 集料的分散[5]，因為在高溫下，RAP 中的瀝青將產生二次老化，使其重新結團。當攪拌溫度為190 ℃時，RAP 集料的分散性會更好。

各檔RAP 在不同溫度下的分散度，通過計算得出的結果如表6 所示。從表6 中可知：RAP 分散度和其表面積變化有相似的規(guī)律。在同一溫度下，不同粒徑RAP 的分散度也是有差異的，各檔RAP 分散度在不同加熱、攪拌溫度下變化規(guī)律相同，在125 ℃加熱溫度和190 ℃攪拌溫度下，RAP 的分散度最大[6]。

表6 相同溫度下各檔RAP 的分散度

4 熱再生混合料配制與路用性能

AC-20C 熱再生瀝青混合料的主要原料有：以SBS改性瀝青為主；新集料被劃分為10~20 mm（記為1#新料）、5~10 mm（記為2#新料）、0~3 mm（記為3#新料）三個等級。RAP 來自該舊路改造工程舊路銑刨、破碎的上面層，RAP 被分為4 檔，它們分別是20~26.5 mm（記為l#RAP）、9.5~20 mm（記為2#RAP）、4.75~9.5 mm（記為3#RAP）、0~4.75 mm（記為4#RAP）。

參照《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》（JTG/T5521—2019）和該項目對級配范圍的要求，并結合粗型RAP 分散度較低的試驗結果，提出了m(1#RAP)∶m(2#RAP)∶m(3#RAP)∶m(4#RAP)∶m(1#新料)∶m(2#新料)∶m(3#新料)=5 ∶5 ∶7 ∶8 ∶46 ∶12 ∶17 的混合料的摻配比例。依據(jù)該項目舊路銑刨、破碎的上面層RAP 原料分散程度的影響[7]，從而確定在熱再生時加熱溫度是125 ℃，新料的攪拌溫度則為190 ℃。礦料合成級配如表7 所示[8]。

表7 AC-20C 熱再生瀝青混合料礦料合成級配

依據(jù)合成級配拌和、成型熱再生混合料試件，進行了馬歇爾試驗，通過試驗綜合分析，得出了4.3%的瀝青為熱再生瀝青混合料的最優(yōu)摻量，對此配合比進行了設計檢驗，配合比設計檢驗結果如表8 所示。

表8 配合比設計檢驗結果

由表8 可知，通過對AC-20C 熱再生改性瀝青混合料的指標配合比進行了各種驗證，其結果都達到了現(xiàn)行技術規(guī)范要求，也達到了該項目的技術標準，且路用性能良好。

5 結論

綜上所述，該文提出了計算各檔RAP 分散度的實驗方法，此實驗方法是通過RAP 與同配比新拌瀝青混合料在不同熱再生溫度下形成的級配對比而得出的，結論如下：

（1）當加熱溫度為125 ℃，攪拌溫度為190 ℃時，RAP 的分散性最好。

（2）提高加熱溫度對RAP 的分散是有利的，但過高的加熱溫度會使RAP 中的瀝青發(fā)生老化而產生二次結團。研究表明，在最優(yōu)的加熱及攪拌溫度下，熱再生瀝青混合料表現(xiàn)出良好的路用性能。