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与 汽运
151
不同RAP掺配比例厂拌热再生沥青
混合料路用性能研究
袁耀波
(佛山市交通运输工程质量监督站，广东佛山 528200)
摘要：为研究不同废旧沥青路面材料（RAP)掺配比例对厂拌热再生沥青混合料路用性能的影
响，对比分析了 0、20%、30%、40%、50%等5种不同RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料的高温
稳定性、低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳耐久性，发现其高温稳定性随着RAP掺配比例的增加而 提高，低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳耐久性均随着RAP掺配比例的增加而降低，当RAP掺配比 例达到50%时，热再生沥青混合料已不能满足路用性能要求；通过热再生沥青混合料经济效益分 关键词：公路；厂拌热再生沥青混合料；废旧沥青路面材料（RAP)；參配比例；路用性能 中图分类号：U416.26 文献标志码：A 文章编号：1671 — 2668(2016)06 — 0151 — 03沥青路面的使用寿命一般为15年左右，每年因 对沥青路面的修补等而产生大量废旧沥青路面材料
术指标，结果见表1。同时对经过抽提的RAP矿料 进行筛分，获取其矿料级配组成(见表2)。
表1回收沥青的主要技术指标
试验项目
针人度（25’C ,100g,5s)/(0.1mm)
延度（15 C，5cm/min)/cm软化点（环与球法）/C粘度（60C)/(Pa • S)
表2
检测结果
2815.261583
析，选取了厂拌热再生沥青混合料合适的RAP掺配比例。
(RAP)，若不能得到有效处理，既会对环境造成严
重污染，也是对资源的极大浪费。厂拌热再生沥青 混合料因部分使用RAP，可减少对新沥青及新矿料 的使用，在一定程度上可降低工程造价，并避免
RAP对环境的污染。多个国家主要利用厂拌热再
生技术对RAP进行回收利用，美国针对再生沥青 混合料设计于2001年提出了 NCHRP9 — 12项目
报告，目前中国厂拌热再生沥青混合料技术也参照 该报告。
考虑到目前厂拌热再生沥青混合料中RAP使 用比例占25%以下已是较成熟的技术，根据国内外 经验，厂拌热再生沥青混合料的RAP掺配比例不 宜大于50%，该文分别选取0、20%、30%、40%、
RAP的矿料级配范围
筛孔尺寸/mm通过率/%筛孔尺寸/mm
16.0013.209.504.752.361.2新沥青
96.094.187.069.443.5
1.1800.6000.3000.1500.075
通过率/%35.224.917.813.810.7
RAP掺配比例，研究不同掺配比例下热
再生沥青混合料的路用性能，并选取适合的RAP
50%等5种掺配比例。11.1
原材料
选用壳牌70#基质沥青作为厂拌热再生沥青混 合料的新沥青，其性能检测结果见表3。1.3厂拌热再生沥青混合料级配组成
选用与RAP矿料相同的花岗岩，其质量检测 结果符合TTGF40 — 2004《公路沥青路面施工技术 规范》要求。考虑原路面的结构组成、所处地理环境 及交通荷载的影响，选用AC—16型厂拌热再生沥 青混合料，对不同RAP掺配比例的热再生沥青混 合料通过调整新料中各档料使其级配满足要求。各 掺配比例再生沥青混合料的级配组成见表4。
RAP的基本性质
采用某高速公路铣刨得到的RAP。受环境与
车辆荷载的长期影响，RAP的沥青性质与沥青含量 发生了巨大变化，为此，采用抽提法，利用三氯乙烯 溶解测定RAP的沥青含量，得到RAP的油石比为 3.4%。采用阿布森法回收沥青，并测定旧沥青的技
152
公
路与 表3壳牌70*基质沥青的检测结果试验项目标准值检测结果
针人度（25C，100g， 5 s)/(0.1 mm)
60 〜8072延度（15 C ,5 cm/min)/cm>100
>100
软化点（环与球法）/C>4651.3密度（25C)/(g • /Ccm-3)
实测值1.032闪点（开口法)>260341RTFOT溶解度/%
>99.599.87C残留物质量损失/%±0.80.2(163，85min)针人度比/%
>61
69
表4不同RAP掺配比例再生沥青混合料的级配组成筛孔尺 不同RAP掺配比例（％)下的通过率/%寸/mm020304050
16.00097.393.895.794.795.313.20082.4
84.587.286.186.19.50067.167.765.169.471.84.75042.545.944.951.952.92.36032.433.433.733.836.71.18024.725.925.224.128.30.60017.918.617.818.719.70.30013.511.715.915.115.90.1509.49.110.38.28.60.0757.3
6.3
7.1
6.7
6.2
2
试验方案
2.1最佳油石比的确定
根据JTGF40 — 2004《公路沥青路面施工技术 规范》，按照RA P不同掺配比例热再生沥青混合料 的级配，在不同油石比下分别设计制作马歇尔试件 进行试验，测定不同油石比下试件密度、空隙率、矿 料间隙率、沥青饱和度、稳定度及流值等，以确定不 同RAP掺量下再生沥青混合料的最佳油石比。通 过试验，确定RAP掺配比例为0、20%、30%、40%、 50%的厂拌热再生沥青混合料的最佳油石比分别为 4_5%、4_2%、4_2%、4_1%、4_1%。2.2试验方法
在60C环境温度下对热再生沥青混合料进行 车辙试验，研究不同RAP掺配比例再生沥青混合 料的高温性能；在一 10 'C、加载速率为50 mm/min 的条件下进行低温弯曲试验，研究不同RAP掺配 比例热再生沥青混合料的低温抗裂性能；通过浸水 马歇尔试验与冻融劈裂试验研究不同RAP掺配比
汽运
2016年11月
例再生沥青混合料的水稳定性；采用15C下应力控 制的间接拉伸疲劳试验研究不同RAP掺配比例厂 拌热再生沥青混合料的疲劳性能。3
试验结果与分析
3.1厂拌热再生沥青混合料的高温稳定性
分别对0、20%、30%、40%、50%等5种不同
RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料采用各自最
佳油石比成型车辙试件进行车辙试验，以动稳定度 作为高温抗车辙性能评价指标，试验结果见表5。
表5各RAP掺配比例下车辙试验结果掺配 动稳定度/ 掺配 动稳定度/ 比例/%
(次• mm-1)
比例/%(次• mm-1)
01 892
403 671
202 24750
4 816
30
2 859
根据表5,不同RAP掺配比例厂拌热再生沥青 混合料的车辙动稳定度均满足规范要求（> 1000 次/mm)，且随着RAP掺配比例的增加，动稳定度 不断增加，不同
RAP掺配比例热再生沥青混合料 的动稳定度均大于基质沥青混合料。表明RAP的
添RAP加可提高沥青混合料的高温抗车辙性能，且随着
掺配比例的增加，热再生沥青混合料的高温抗 车辙性能不断提高。这是由于RAP所含沥青受到
严重老化的影响，其轻组分减少，在氧化作用下向胶 质与沥青质转化，高温粘度与劲度大幅提高，高温抗 变形能力增强。
3.2厂拌热再生沥青混合料的低温抗裂性能
在一 10 'C、加载速率为50 mm/min的条件下 进行弯曲试验，测定不同RAP掺配比例厂拌热再 生沥青混合料试件的破坏强度与破坏应变，评价不 同RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料的低温抗 裂性能，试验结果见表6。
表6各RAP掺配比例下低温弯曲试验结果掺配比例/ %
弯曲应变/押弯拉强度/MPa
0
3 0297.1
202 8437.8302 5178.4402 1849.250
1 862
10.7
根据表6,随着RAP掺配比例的增加，厂拌热 再生沥青混合料的弯拉强度不断增加，弯曲应变不
2016年第6期袁耀波：不同
RAP掺配比例厂拌热再生沥青混合料路用性能研究
表8各RAP掺配比例下间接拉伸疲劳寿命掺配比例/ %
应力
比0.30.40.50.60.7疲劳寿 命/次49 52732 19610 8744 8372 791掺配比例/%
应力比0.30.40.50.60.7153
断减小，说明RAP的添加会导致沥青混合料的低 温抗裂性能降低，且掺配比例越大，降低程度越大。 当RAP掺配比例达到50%时，再生沥青混合料的 弯曲应变为1 862 ^
，低于规范要求，说明其低温抗
疲劳寿 命/ 次
25 91314 9316 0173 2141 257裂性能已不能满足路用性能要求，热再生沥青混合 料的RAP掺配比例不应大于50%。RAP在环境 与荷载的长时间作用下，其沥青变硬变脆，塑性降 低，导致再生沥青混合料在低温状态下受到荷载时 040
产生的应变减小，较易发生低温开裂。3.3厂拌热再生沥青混合料的抗水损性能
采用浸水马歇尔试验测得不同RAP掺配比例 厂拌热再生沥青混合料试件的残留稳定度，通过冻 融劈裂试验检测其冻融劈裂残留强度比，分析评价 厂拌热再生沥青混合料的抗水损坏性能，试验结果 见表7。
表7各RAP掺配比例下浸水马歇尔与冻融劈裂试验结果掺配比例/ %
残留稳定度/%
冻融劈裂残留强度比/%
095.7
87.32093.283.43090.481.54085.278.250
78.1
73.4
根据表7,随着RAP掺配比例的增加，厂拌热 再生沥青混合料试件的残留稳定度及冻融劈裂残留 强RAP度比均逐渐减小，且均小于基质沥青混合料，说明
的掺加会导致沥青混合料的抗水损能力下降。
当RAP掺配比例达到50%时，其残留稳定度小于
80%，冻融劈裂残留强度比小于75%，不符合规范 要求，表明其抗水损能力不能满足路用性能要求。 这主要是由于RAP中的沥青已经老化，其粘附性 能大幅降低，导致其抗水损能力下降。目前主要采 用添加水泥等抗剥落剂的方法保证其抗水损能力。 3.4厂拌热再生沥青混合料的疲劳性能
在15C、加载频率为10 Hz的条件下对不同
RA P掺配比例厂拌热再生沥青混合料进行间接拉
伸疲劳试验，测定其疲劳寿命。试验采用应力控制 模式，试验应力比为03〜0.7。试验结果表8。
根据表8,在同一 RAP掺配比例下，再生沥青 混合料的疲劳寿命随着应力比的增大而不断减小； 在RAP相同应力比下，再生沥青混合料的疲劳寿命随着 掺配比例的增加而不断减小。表明RAP的添
加会降低沥青混合料的疲劳寿命。
0.338 5120.317 3290.424 1930.47 619200.58 32650
0.54 2670.64 0920.62 5910.71 8460.7
739
0.332 5940.420 05930
0.57 5290.63 7290.7
1 624
4厂拌热再生沥青混合料的经济效益分析根据美国联邦
lines For State andLocalGovernment》对厂拌热再生
沥青混合料的经济效益分析（见表9)，厂拌热再生 沥青混合料的工程造价随着RAP掺配比例的增加 而逐渐降低，掺配比例为40%时成本降低28%，掺 配比例为50%时成本降低34%。但根据上述试验 结论，掺配比例为50%的厂拌热再生沥青混合料的 低温抗裂性与抗水损性能均不满足路用性能要求，且疲劳寿命较短，故推荐采用40%作为厂拌热再生 沥青混合料的最佳RAP掺配比例。
表9厂拌热再生沥青混合料的经济效益
RAP掺
价格/节省资金/
节省比量/%
(美元• t-1)(美元• t-1)
例/ %011.90--2010.261.6414309.442.4621408.623.2828507.80
4.10
34
5
结论
(1)厂拌热再生沥青混合料的高温稳定性随着
(下转第169页）
2016年第6期赵磊，等：波形钢腹板梁桥腹板抗剪强度特性分析169
(2)
对于52 m波形钢腹板简支梁桥，采用单板受 到的竖向剪应力比弯折段、直线段等长波形钢腹
板更大，较易屈曲，受力情况差。设计中建议不选用 弯折段、直线段长度不等的波形钢腹板截面形式。
(6)弯折段、直线段长度均为215 mm的波形 钢腹板所受剪应力最小，弯折段、直线段长度均为 430 mm的波形钢腹板所受剪应力次之。设计时建 议优先选用弯折段、直线段等长的结构形式，并根据 工程特点重点计算和选用波形钢腹板单周期长度。参考文献：
[]陈宝春，黄卿维.波形钢腹板PC箱梁桥应用综述[J].
公路，2005(7).[]朱越峰，吴朴，谢旭，等.部分波形钢腹板箱梁受力特性 分析[J].浙江大学学报：工学版，2008,42(1).[3] GB 50017—2003,钢结构设计规范[S].
[]JTG D60—2015 ,公路桥涵通用设计规范[S].[]
周期1 600 mm，弯折角度30.7°，弯折段、直线段长 度均为430 mm的波形钢腹板其受力较接近理论计算结果。
(3) 60°弯折腹板承担的竖向剪力相对较大，砼 顶、底板承担的剪力相对减小，证明大角度腹板能提 高波形钢腹板承担竖向剪力的比例，使砼梁板受到 的剪力减小。
()直腹板梁桥在型钢材料远未达到设计抗剪 强度时即发生屈曲破坏，与波形钢腹板相比，直腹板 梁桥受力较差，建议不采用0°直腹板形式。为了使 波形钢腹板在屈曲之前更能发挥抗剪强度，可考虑 设计适中的腹板弯折角度。
(5)在腹板弯折角为30.7°的情况下，当腹板弯 折段、直线段长度采用不等长的截面模型时，腹板所 受剪应力显著增大，且腹板斜边段相对较大的腹板 截面形式受力较大，腹板直线段相对较短的腹板截 面形式虽然受力较小但更容易发生屈曲。说明直线 段与弯折段长度不等的波形钢腹板在外荷载作用下
JTGD62—2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥
涵设计规范[S].
收稿日期：2016 — 06 —10
(上接第153页）
[]秦卓文.厂拌热再生沥青混合料设计及性能试验研究
[D].广州：华南理工大学，2010.青混合料。
[]王峻.厂拌热再生沥青混合料在面层应用的研究[D].
(2) 厂拌热再生沥青混合料的低温抗裂性能随
大连：大连理工大学，2013.
着RAP掺配比例的增加而降低，RAP掺配比例达
[]李东升.高比例RAP厂拌热再生沥青混合料应用技术
到50%时，其弯曲应变不能达到规范要求，表明其
研究[D].广州：华南理工大学，2012.
不能满足低温抗裂性能要求。[]董玲云.厂拌热再生沥青混合料疲劳性能研究[D].重
(3) 厂拌热再生沥青混合料的抗水损能力随着 庆：重庆交通大学，2013.RAP掺配比例的增加而不断降低，当RAP掺配比 []邹桂莲，徐剑.再生沥青混合料路用性能试验研究[J]. 例达到50%时，其残留稳定度及冻融劈裂残留强度 比均不能满足规范要求，表明其不能满足水稳定性 要求。
()厂拌热再生沥青混合料的疲劳寿命随着所 施加应力比的增大而不断降低，在同一应力比下其 疲劳寿命随着RAP掺配比例的增加而不断降低。
(5)厂拌热再生沥青混合料的最佳RAP掺配 比例为40%。参考文献：
[1]薛彦卿，黄晓明.厂拌热再生沥青混合料力学性能试验
研究[J].建筑材料学报，2011,14(4).
[]李胜强.厂拌热再生沥青混合料路用性能研究[D].重
庆：重庆交通大学，2009.
公路与汽运，2011(2).
[]宋小峰.厂拌热再生沥青混合料疲劳性能研究[D].南
京：南京林业大学，2015.
[]邱健.再生沥青混合料组成设计与应用研究[D].武汉：
武汉理工大学，2007.[0] 陈静云，王峻，刘佳音.高比例RAP热再生沥青混合 料低温抗裂性能[J].沈阳建筑大学学报，2013,29(5).[1] 朱成.高比例RAP厂拌热再生沥青混合料性能试验
研究[D].广州：华南理工大学，2012.[2] 刘乐.广西地方公路沥青路面厂拌热再生方法研究
[D].重庆：重庆交通大学，2013.
[3] 范勇军.沥青混合料厂拌热再生技术研究[D].长沙：
长沙理工大学，2007.收稿日期：2016 — 06 — 30
RAP掺配比例的增加而不断提高，且均高于基质沥
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