广东长大道路养护有限公司
摘要：本文依托G78汕昆高速汕揭段（汕头-揭阳）沥青路面车辙病害处治工程，进行厂拌热再生技术沥青罩面工程的应用研究。经试验段性能检测发现，即使采用针入度较低、老化程度较高的旧料RAP，只要在保证其集料密度不产生异变的前提下，经过配合比设计仍然可以满足高速公路的路用性能要求。本文主要对沥青路面厂拌热再生技术应用过程的混合料配合比设计要点以及相关需要注意的问题进行介绍。
关键词：旧沥青混合料(RAP)；厂拌热再生；再生沥青混合料配合比设计；沥青路面
1 前言
统计至2016年底，广东全省高速公路通车里程已达7673公里，其中沥青路面占7000公里以上。预计在未来几年内，全省每年产生的旧沥青混合料（RAP）将超过200万吨。为了能够妥善处理沥青路面维修过程中产生的废料，并实现广东省交通集团倡导的环保绿色工程理念。因此本项目在借鉴国内其他厂拌热再生项目经验的前提下[1-3]，依托汕揭高速公路沥青路面车辙病害处治工程，来进行厂拌热再生技术的应用推广研究。
2 RAP旧料的基本性能
2.1 RAP中的旧沥青性能测定
为了便于后期的厂拌热再生沥青混合料配合比设计及生产过程中的配合比调整，降低生产过程中减小RAP旧矿料级配的变异性影响，进一步提高旧料RAP的掺量[4]。本项目将路面铣刨回收的RAP 旧料，经破碎筛分后分为 9.5~19mm与0~9.5mm两档级配来进行再生混合料配合比设计。在本项目中，当RAP掺量为20%、30%时，只使用9.5~19mmRAP，当RAP掺量为40%时，则同时使用9.5~19mmRAP和0~9.5mmRAP。
在厂拌热再生沥青混合料配合比设计之前，首先需要对两档RAP料的旧沥青含量及老化程度进行评估。本项目按照（JTG E20-2011）《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》对RAP旧料进行沥青抽提试验回收旧沥青。并将抽提的旧沥青按照JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》检测沥青旧料性能。检测结果如表2.1所示：
表2.1 RAP中回收旧沥青指标检测结果
考虑到旧料中的沥青针入度低于针入度≥20（0.1mm）的要求，因此在本项目中突破以往采用基质沥青的工程经验，首次采用SBS（I-D）改性沥青作为新沥青来进行配合比设计。
2.2 RAP中的矿料级配参数测定
为了避免在燃烧法试验过程中，集料的烧蚀分解造成集料测定密度值降低、吸水率增加的偏差。因此在本项目中，RAP集料密度与吸水率的测定采用RAP料抽提后分离的旧料进行[5]。将从RAP料中分离出的矿料在采用网篮法或容量瓶法测密度进行性能检测前，应注意要将抽提得到的旧集料用洗涤剂反复淘洗浸泡，以消除抽提试验过程中三氯乙烯在旧集料表面的不亲水薄膜[6]造成的集料测定密度偏低的影响。试验结果如表2.2所示：
表2.2 RAP料沥青含量及矿料密度检测结果
图3.1 RAP旧料筛分对比图
考虑到原高速路段一期与二期的路面结构与原施工技术指标存在的差异，且由于RAP料在铣刨、破碎筛分、储存、使用等过程中的操作差异，即使是同一路段的铣刨RAP料的旧集料级配同样也存在较大的波动性。因此区别于以往进行配合比设计时通过多次取样筛分后取均值来确定就矿料级配对旧料变异性的控制作用较小。
因此在本项目中，为了减小RAP中集料变异性带来的影响，选取9个连续铣刨破碎生产节点过程中的RAP旧料进行取样抽提筛分。计算各筛孔通过率的变异系数，均值及标准差，如图3.1所示：
综合该 RAP旧料筛分对比图及筛分通过率的变异系数可以发现以RAP旧料中存在较大变异性的9.5mm及0~3mm筛孔作为关键粒径，通过计算通过率变异系数来控制关键粒径的通过率取值后进行配合比设计，可以最大程度的减小厂拌热再生沥青混合料的波动性。
因此在配合比设计与生产配合比调整的过程中，对于一般粒径通过率取平均值，仅需定期抽样监控检测其是否超过变异波动范围。针对关键粒径则需要根据其标准差和变异系数值，剔除存在特殊偏差的值（以均值±标准差为界），再对通过率取均值进行配合比设计。经上述步骤处理后的RAP旧料的矿料筛分通过率如表2.3所示：
3再生沥青混合料配合比设计
表2.3 RAP沥青含量及集料筛分级配
本项目生产过程中使用的碎石及沥青基本性能试验均按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)与《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）的操作规程进行。其性能均满足满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求。
本项目中厂拌热再生沥青混合料参照JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》中的要求，结合广东地区亚热带季风气候特性，重点考虑提高沥青混合料的抗高温性能及抗水损害能力[7]。本项目采用的混合料配合比设计采用马歇尔试验法，其中确定沥青混合料的矿料级配和最佳沥青用量的整体思路与普通沥青混合料的设计思路相同。
3.1 目标配合比设计阶段
以进行GAC-16的级配设计为例，将机制砂除尘率设计为50%，GAC-16 型混合料目标配合比矿料比例见表3.1，级配设计结果见表3.2，级配曲线见图3.1。
表3.1 GAC-16 型沥青混合料目标配合比矿料比例
3.2 生产配合比设计阶段
配合比设计过程中，控制沥青加热温度控制为160～165℃，矿料加热温度为 190～200℃，RAP 加热温度为 130～140℃；混合料拌和温度为165~170℃；击实温度为160～165℃；混合料废弃温度195℃。先将RAP 料与集料干拌90s后加入沥青湿拌 90s，最后加入矿粉和水泥搅拌90s，取样进行马歇尔试验。区别于普通沥青混合料设计过程的是，在确定最佳油石比过程中，仍需要监控旧料的沥青含量波动值[8]。GAC-16 型混合料生产配合比矿料比例见表3.3、级配曲线见图3.2：
图 3.1 GAC-16 型沥青混合料级配曲线
表 2.4-2 GAC-16 型沥青混合料生产配合比合成矿料级配
图 2.4-1 GAC-16 型沥青混合料级配曲线
3.3 混合料路用性能检测
混合料性能按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)进行。经检测，混合料各项性能指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求，检测结果见表3.5：
表 3.5 GAC-16型沥青混合料性能试验结果
4 结语
在本次汕揭高速公路车辙处治工程的实践中，主要有以下几点创新突破：（1）本项目使用改性沥青SBS（I-D）做新沥青生产厂拌热再生混合料，大幅度提高热再生混合料抗车辙性能、抗水损性能和疲劳性能。（2）本项目首次将RAP掺量为30%的高掺量厂拌热再生混合料用于高速公路沥青路面上面层，颠覆了目前热再生混合料只能用于中下面层的传统认知。
从本项目路面处治工程中的厂拌热再生技术应用可以发现，高掺量的RAP厂拌热再生沥青混合料能够具有被用作高等级路面的上面层的可能。实现这一目标的关键在于采取合理的再生工艺及严谨混合料配合比设计, 并严格控制摊铺过程中的施工质量, 如此再生沥青混合料的路用性能完全能够满足高等级路面的要求。
参考文献：
[1]刘先淼,朱战良,王欣,何文锋.厂拌热再生沥青技术在广佛高速公路路面大修工程的应用研究[J].公路,2004(11):131-136.
[2]熊出华,凌天清,张永兴,吴志辉.厂拌热再生技术在成渝高速公路维修工程中的应用[J].中外公路,2008(02):193-197.
[3]李东升. 高比例RAP厂拌热再生沥青混合料应用技术研究[D].华南理工大学,2012
[4]郭思标，咸红伟，葛折圣．粗集料密度变异对沥青混合料性能的影响研究[J].市政技术，2010.28(1):155-156,166
[5]JTG E20-2001 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S] JTG E20-2001
[6]方杨,张国民,王水声.基于厂拌热再生技术的集料密度影响规律[J].建筑材料学报,2014,17(03):548-552.
[7]王欣,刘先淼. 厂拌热再生沥青混合料配合比设计[J]. 中外公路,2003(05):97-99.
[8]周志刚,孙宁,杨文灿,王彦霖. 厂拌热再生SBS改性沥青优化设计方法研究[J]. 公路交通科技,2017,34(11):15-22.
论文作者:蔡浪平
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
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