基于旧路改造厂拌热再生RAP的分散特性分析.pdf

101交通科技与管理工程技术0引言RAP 的加热、搅拌均匀性在厂拌热再生沥青混合料生产过程中，是影响混合材料质量的重要因素，分析不同加热和搅拌温度下 RAP 的“有效级配”，通过对 RAP分散的均匀性和在生产过程中 RAP 随温度变化分散规律的研究，可为再生混合材料的优化设计提供依据1。1RAP 分散特性在热再生混合料制备时，由于其表层沥青薄膜易因温度过高而发生软化，难以实现旧集料与旧沥青的有效分离，致使其路用特性与新拌沥青有较大差别。这就是RAP 技术的分散特性2。该项目以 RAP 为研究对象，采用特定的实验方法，测量在不同的加热、搅拌温度下，各档 RAP 胶团分散后的等效级配，并对其进行研究，进而获得在不同加热、搅拌条件下 RAP 颗粒的最优受热和搅拌温度。2试验方案在进行热再生时，要对新旧集料进行有效的分散性检测，就必须对新旧集料进行有效分离，而传统的实验方法很难完成。为此，利用工业盐类代替新集料，并用水洗法除去混合后的工业盐类，以达到新旧集料分离的目的。鉴于在特定的加热和搅拌温度下，不同尺寸 RAP表 11.182.36 mm RAP 级配分布序号级配类型1.182.36 mm RAP档集料在以下筛孔孔径（mm）的通过率/%2.361.180.600.300.150.07501有效级配 T105100.02.700.290.100.100.0002有效级配 T115100.03.200.380.200.100.0003有效级配 T125100.04.100.490.200.100.1004有效级配 T180100.03.200.380.100.100.0005有效级配 T190100.03.200.390.200.100.0006有效级配 T200100.03.100.290.100.100.0007标准级配 R1100.04.200.590.300.200.10收稿日期：2023-09-08作者简介：郭鹏（1986）,男,本科,工程师,从事公路工程质量检测工作。基于旧路改造厂拌热再生 RAP 的分散特性分析郭鹏（山西省公路局朔州分局质量检测中心,山西 朔州 036001）摘要为了研究在不同的加热、搅拌条件下旧沥青聚合物与旧集料的分离性，文章依据所测定的 RAP 在不同加热、拌和温度条件下分散试验的有效级配，并将其与标准级配进行比较，得到 RAP 分散度指征。试验数据分析结果表明：当加热温度为 125、搅拌温度为 190 时，RAP 的分散性达到了最大值，在该环境条件下制备的 AC-20C 热再生沥青路面混合料，路用性能优异。关键词公路工程项目；厂拌热再生；旧沥青混合料（RAP）；分散特性；路用性能 中图分类号U414文献标识码A文章编号2096-8949（2023）19-0101-03的分散度存在差异，为了更好地评估其在热再生时的分散性，需要采用分级法进行分散度测试3。2.1试验方法将某旧路改造工程中对旧路进行铣刨、破碎的上层 RAP 料作为原料，利用直接筛分试验对其级配进行测定，通过抽提法和抽提后筛分试验对沥青含量和集料级配进行测定。以直接筛分试验结果为依据，将 RAP 分成 13.226.5 mm、9.513.2 mm、4.759.5 mm、2.364.75 mm、1.182.36 mm、01.18 mm 6 档，对 1.18 mm RAP 的分散程度进行测量。2.2试验数据表示通过恒温 115，改变搅拌温度，恒温 190，变化加热温度的方法，来探究不同加热和搅拌温度对 RAP分散程度的影响。（1）在 105、115、125 加热温度与 190 搅拌温度下得到的 RAP 有效级配分别为 T105、T115、T125。（2）将在 115 加热温度与 180、190、200 搅拌温度下得到的 RAP 有效级配分别记为 T180、T190、T200。（3）颗粒尺寸 RAP 在 1.182.36 mm、2.364.75 mm、4.759.5 mm、9.513.2 mm、13.226.5 mm 5 档分别记为R1、R2、R3、R4、R5。3试验结果与分散特性分析3.1试验结果在不同的加热及搅拌温度下，每一等级的 RAP 的有效级配及标准级配如表 15 所示。3.2分散特性分析通过对各档 RAP 在不同温度下所形成的集料比表面2023 年第 4 卷第 19 期102交通科技与管理工程技术表 22.364.75 mm RAP 级配分布序号级配类型2.364.75 mm RAP 档集料在以下筛孔孔径（mm）的通过率/%4.752.361.180.600.300.150.07501有效级配 T105100.02.600.390.200.100.100.1002有效级配 T115100.03.300.290.200.100.100.1003有效级配 T125100.04.200.390.200.100.100.1004有效级配 T180100.02.700.180.200.100.100.1005有效级配 T190100.03.300.280.200.100.100.1006有效级配 T200100.03.100.180.200.100.100.1007标准级配 R2100.04.200.580.200.100.100.10表 34.759.5 mm RAP 级配分布序号级配类型4.759.5 mm RAP 档集料在以下筛孔孔径（mm）的通过率/%9.54.752.361.180.60.30.150.07501有效级配 T105100.06.601.090.500.200.100.100.1002有效级配 T115100.09.202.490.900.400.100.100.1003有效级配 T125100.012.206.393.100.800.200.100.1004有效级配 T180100.08.302.280.600.200.100.100.1005有效级配 T190100.09.202.480.900.400.100.100.1006有效级配 T200100.05.101.780.400.200.100.000.0007标准级配 R3100.015.207.693.101.100.200.100.10表 49.513.2 mm RAP 级配分布序号级配类型9.513.2 mm RAP 档集料在以下筛孔孔径（mm）的通过率/%13.29.54.752.361.180.60.30.150.07501有效级配 T105100.010.500.600.400.200.1000002有效级配 T115100.011.902.501.200.600.200.10003有效级配 T125100.016.006.203.701.900.600.20.100.1004有效级配 T180100.010.501.801.100.500.100.10005有效级配 T190100.011.902.401.200.600.200.10006有效级配 T200100.09.701.200.800.300.1000007标准级配 R4100.026.409.005.902.900.7 00.10.100.10表 513.226.5 mm RAP 级配分布序号级配类型13.226.5 mm RAP 档集料在以下筛孔孔径（mm）的通过率/%26.519.013.209.54.752.361.180.60.30.150.07501有效级配 T105100.099.766.3013.205.703.301.801.100.600.200.1002有效级配 T115100.010069.1018.406.804.102.101.200.500.200.1003有效级配 T125100.010074.2023.107.204.703.201.800.600.100.1004有效级配 T180100.099.7067.8016.605.603.101.100.400.200.10005有效级配 T190100.010069.1018.406.804.102.101.200.500.200.1006有效级配 T200100.099.8065.3015.204.201.700.400.200.100.10007标准级配 R5100.010083.3040.3015.1010.507.705.101.700.200.10积进行计算，其结果如图 1 所示。由图 1 可知：1）当搅拌温度不变时，不同粒径 RAP集料的比表面积增大，是因为加热温度提高所形成的4；2）当加热温度不变时，不同粒径 RAP 集料的比表面积先增大后减小，是因为搅拌温度的提高所形成的，特别是 4.759.5 mm 粒径的 RAP 最为明显。由此可知，过高的搅拌温度并不利于 RAP 集料的分散5，因为在高温下，RAP 中的沥青将产生二次老化，使其重新结团。当搅拌温度为 190 时，RAP 集料的分散性会更好。各档 RAP 在不同温度下的分散度，通过计算得出的结果如表 6 所示。从表 6 中可知：RAP 分散度和其表面积变化有相似的规律。在同一温度下，不同粒径 RAP 的分散度也是有差异的，各档 RAP 分散度在不同加热、搅拌温度下变化规律相同，在 125 加热温度和 190 搅拌温度下，RAP 的分散度最大6。4热再生混合料配制与路用性能AC-20C 热再生沥青混合料的主要原料有：以 SBS103交通科技与管理工程技术表 6相同温度下各档 RAP 的分散度级配类型下列筛孔（mm）的通过率/%13.2026.50 9.5013.20 4.759.50 2.364.75 1.182.36有效级配T10559.874.482.898.488.7T11562.478.586.698.989.3T12567.090.196.699.699.1T18036.947.984.898.389.0T19042.349.586.698.989.3T20032.846.260.598.688.8表 7 AC-20C 热再生沥青混合料矿料合成级配序号级配类型以下筛孔孔径（mm）的通过率/%26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.07501合成级配100.098.282.865.251.031.023.618.613.39.06.44.702级配上限100.010086.174.158.139.229.122.116.212.29.26.103级配下限100.090.174.162.146.229.219.113.29.26.24.13.204级配中值100.095.180.168.152.234.124.118.213.29.27.25.1图 1RAP 矿料比表面积随温度的变化料)=5 5 7 8 46 12 17 的混合料的掺配比例。依据该项目旧路铣刨、破碎的上面层 RAP 原料分散程度的影响7，从而确定在热再生时加热温度是 125，新料的搅拌温度则为190。矿料合成级配如表7所示8。依据合成级配拌和、成型热再生混合料试件，进行了马歇尔试验，通过试验综合分析，得出了 4.3%的沥青为热再生沥青混合料的最优掺量，对此配合比进行了设计检验，配合比设计检验结果如表 8 所示。表 8配合比设计检验结果序号项目试验结论技术标准01稳定度/（次 mm1）8 000.0 5 000.002冻融劈裂试验：残留强度比/%90.8080.0由表 8 可知，通过对 AC-20C 热再生改性沥青混合料的指标配合比进行了各种验证，其结果都达到了现行技术规范要求，也达到了该项目的技术标准，且路用性能良好。5结论综上所述，该文提出了计算各档 RAP 分散度的实验方法，此实验方法是通过 RAP 与同配比新拌沥青混合料在不同热再生温度下形成的级配对比而得出的，结论如下：（1）当加热温度为 125，搅拌温度为 190 时，RAP 的分散性最好。（2）提高加热温度对 RAP 的分散是有利的，但过高的加热温度会使 RAP 中的沥青发生老化而产生二次结团。研究表明，在最优的加热及搅拌温度下，热再生沥青混合料表现出良好的路用性能。参考文献1 胡维焕,胡朋.厂拌热再生沥青混合料技术在公路工程的应用 J.运输经理世界,2023(2):31-33.2 简强.厂拌热再生沥青混合料在云勇公路中的应用 J.山东交通科技,2022(4):28-31.3 付理想.高掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能应用研究 J.智能城市,2021(1):29-30.4 张恒.平衡设计法在厂拌热再生沥青混合料中的应用技术研究 D.天津：河北工业大学,2021.5 李艳霞.基于不同温拌机理的沥青混合料性能研究 J.山东交通科技,2020(3):31-33.6 李志凯.高速公路旧沥青混合料热再生与养护施工技术 J.中华建设,2022(7):147-148.7 陈光宁.高速公路旧沥青混合料热再生与养护技术研究 J.运输经理世界,2020(11):84-86.8 高子渝,张翼飞,付贝贝,等.含水率对微波加热旧沥青混合料的影响 J.筑路机械与施工机械化,2020(5):78-80+84.改性沥青为主；新集料被划分为 1020 mm（记为 1#新料）、510 mm（记为 2#新料）、03 mm（记为 3#新料）三个等级。RAP 来自该旧路改造工程旧路铣刨、破碎的上面层，RAP 被 分 为 4 档，它 们 分 别 是 2026.5 mm（记为 l#RAP）、9.520 mm（记为 2#RAP）、4.759.5 mm（记为 3#RAP）、04.75 mm（记为 4#RAP）。参照公路沥青路面再生技术规范（JTG/T55212019）和该项目对级配范围的要求，并结合粗型 RAP 分散度较低的试验结果，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