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摘 要

為了多元化高效利用回收瀝青路面材(RAPM)，考慮冷補(bǔ)液中的稀釋劑有再生老化瀝青功能，將RAPM應(yīng)用于基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料中，基于室內(nèi)試驗(yàn)綜合研究了冷補(bǔ)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，分析了添再生料的冷補(bǔ)瀝青混合料力學(xué)性能、路用性能與疲勞特性，并驗(yàn)證添加再生料冷補(bǔ)瀝青混合料的技術(shù)可行性。結(jié)果表明，濕劈裂強(qiáng)度對冷補(bǔ)瀝青摻量較為敏感，采用“修正馬歇爾法”以濕劈裂強(qiáng)度峰值確定冷補(bǔ)瀝青混合料的最佳冷補(bǔ)瀝青用量是合適的；摻加適量RAPM后基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、貫入剪切強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度有顯著提高，RAPM摻量達(dá)到30%~40%時基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料的各項(xiàng)路用性能、抗松散性能和疲勞壽命達(dá)到峰值，但是摻加RAPM對SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能有劣化影響，在RAPM摻量小于40%時，添再生料的冷補(bǔ)瀝青混合料路用性能依然良好。稀釋劑對老化SBS改性瀝青有再生功能，將RAPM應(yīng)用于冷補(bǔ)瀝青混合料可有效提升廢舊瀝青路面材料的再生利用價值，保障冷補(bǔ)瀝青混合料的使用壽命瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。

關(guān)鍵詞 道路工程 | 冷補(bǔ)瀝青混合料 | 廢舊瀝青路面材料 | 配合比設(shè)計(jì) | 路用性能 | 性能評價

瀝青路面坑槽、松散、剝落病害是我國高溫多雨、濕熱地區(qū)高速公路和城市主干道路主要的病害形式之一，尤其是在雨季或冰雪凍融后，若未及時修補(bǔ)，在車輛沖擊荷載產(chǎn)生的動水壓力下會加劇路面損害，嚴(yán)重危及行車安全、劣化路面服役壽命[1，2]。傳統(tǒng)的坑槽修補(bǔ)方式主要有冷補(bǔ)和熱補(bǔ)兩種方法，冷補(bǔ)瀝青混合料是一種全天候路面坑槽快速修補(bǔ)材料，具有可存儲性、施工簡單、開放交通快、節(jié)能環(huán)保等技術(shù)優(yōu)勢，國內(nèi)外對冷補(bǔ)瀝青混合料的研究與應(yīng)用也最多[3-5]。禤煒安[6]基于馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，對比了溶劑型、乳化型和反應(yīng)型3種冷補(bǔ)瀝青混合料的初始強(qiáng)度。譚憶秋[7]等研究了SBS改性瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料的冷補(bǔ)液組成配方，驗(yàn)證了冷補(bǔ)瀝青混合料的抗凍性能，結(jié)果表明SBS改性瀝青摻制的冷補(bǔ)瀝青混合料抗凍性能優(yōu)異，適用于對云貴川等潮濕地區(qū)。徐文、孟文專[8-9]研究了溶劑型冷補(bǔ)瀝青組成配方，分析了冷補(bǔ)瀝青混合料的施工和易性、初期和成型馬歇爾穩(wěn)定度。馬全紅[10]、王佳旭[11]等采用低溫和易性試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、浸水前后馬歇爾試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)研究了冷補(bǔ)瀝青混合料的初始強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性。劉曉文[12]、李峰[13]基于冷補(bǔ)瀝青混合料強(qiáng)度形成機(jī)理、施工性能和路用性能要求，提出冷補(bǔ)瀝青混合料的評價指標(biāo)及技術(shù)要求。張爭奇[14-16]等研究了采用正交試驗(yàn)確定了溶劑型冷補(bǔ)瀝青液、水性環(huán)氧樹脂冷補(bǔ)瀝青的組成比例，提出采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、黏附性試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)評價冷補(bǔ)瀝青混合料使用性能。孫朝杰[17]等研究了聚酯纖維摻量對冷補(bǔ)瀝青混合料水穩(wěn)定性和抗松散性能的影響?？偨Y(jié)已有研究成果可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外對冷補(bǔ)瀝青液組成配比、冷補(bǔ)瀝青混合料路用性能、施工性能評價指標(biāo)及技術(shù)要求有了系統(tǒng)研究，為冷補(bǔ)瀝青混合料推廣應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

目前我國瀝青路面已經(jīng)進(jìn)入大規(guī)模養(yǎng)護(hù)維修期，全國每年產(chǎn)生的廢舊瀝青路面材料(Reclaimed Asphalt Pavement Material)高達(dá)數(shù)千萬噸，這個數(shù)字還在以每年約15%的速度增長，RAPM多元化高效利用可以發(fā)揮舊料價值，降低材料成本。RAPM再生利用主要包含集料再利用和老化瀝青性能再生，傳統(tǒng)冷再生技術(shù)將RAP充當(dāng)“黑色集料”使用，應(yīng)用層位較低，而熱再生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了老化瀝青部分性能恢復(fù)和廢舊集料再利用，但是熱再生對舊料利用程度低。冷補(bǔ)瀝青中煤油、柴油、汽油等稀釋劑比例高達(dá)20%~30%，根據(jù)老化瀝青再生“相容性理論”、“組分調(diào)節(jié)理論”，稀釋劑有稀釋、滲透功能，能夠提高老化瀝青中的芳香分含量、降低瀝青質(zhì)的相對含量，實(shí)現(xiàn)瀝青組分配比的協(xié)調(diào)，將RAPM應(yīng)用于冷補(bǔ)瀝青混合料既保證RAPM在冷補(bǔ)瀝青混合料中摻量，稀釋劑的再生瀝青作用又實(shí)現(xiàn)了老化瀝青性能恢復(fù)。但是已有研究成果多側(cè)重于冷補(bǔ)瀝青液組成配比和冷補(bǔ)瀝青混合料性能改善方面，尚未開展有關(guān)摻再生料冷補(bǔ)瀝青混合料強(qiáng)度特性、路用性能和疲勞性能等研究工作。為了探討添加再生料冷補(bǔ)瀝青混合料的技術(shù)可行性，本研究將RAPM應(yīng)用于冷補(bǔ)瀝青混合料當(dāng)中，基于室內(nèi)試驗(yàn)研究探討RAPM摻量對冷補(bǔ)瀝青混合料力學(xué)強(qiáng)度、路用性能、疲勞性能的影響，研究成果為高效多元化利用RAPM提供思路，也為摻再生料冷補(bǔ)瀝青混合料推廣應(yīng)用提供借鑒。

試驗(yàn)材料

冷補(bǔ)瀝青由瀝青膠結(jié)料、稀釋劑、添加劑等組分按照一定的比例均勻溶解配制而成，目前冷補(bǔ)瀝青主要有溶劑型、乳化型和反應(yīng)型3種，溶劑型冷補(bǔ)瀝青因成本低、施工和易性好等優(yōu)勢，國內(nèi)對溶劑型冷補(bǔ)瀝青的研究與應(yīng)用也最多。本文采用3種溶劑型冷補(bǔ)瀝青，基質(zhì)瀝青選用秦皇島70＃道路石油瀝青，改性瀝青選用4.5%SBS摻量的SBS改性瀝青(Ｉ-Ｄ)，瀝青各項(xiàng)技術(shù)性能滿足JTG F40-2004規(guī)范要求。稀釋劑為-10＃柴油，添加劑為陜西路邦LB-1型冷補(bǔ)瀝青添加劑?；|(zhì)瀝青冷補(bǔ)膠結(jié)料主要配方為：基質(zhì)瀝青75%、-10＃柴油稀釋劑23%、LB-1添加劑2%，制備溫度為110℃，剪切30min。

改性瀝青冷補(bǔ)膠結(jié)料主要配方為：SBS改性瀝青72%、-10＃柴油稀釋劑26%、LB-1添加劑2%(材料配比為質(zhì)量比，下同)。制備溫度為130℃，剪切45min。

回收瀝青路面材料(Reclaimed Asphalt Pavement Material，RAPM)來源于山西某高速公路上中面層SBS改性瀝青混合料，篩除大于20mm粒徑顆粒后將RAM篩分后分為0~3、3~10、10~15、15~20mm共4檔，RAP主要性能指標(biāo)滿足JTG F41-2008規(guī)范要求。新集料采用石灰?guī)r碎石JTG F41-2008規(guī)范要求。新集料采用石灰?guī)r碎石指標(biāo)滿足JTG F40-2004規(guī)范要求。根據(jù)原材料篩分試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)體工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選用JTG F40-2004推薦的LB-13細(xì)粒式冷補(bǔ)瀝青混合料礦料級配，RAP摻量分別為0、20%、40%、50%、60%，合成級配見表1。

摻再生料的冷補(bǔ)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

目前國內(nèi)外主要采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)和紙跡試驗(yàn)綜合確定冷補(bǔ)瀝青混合料的最佳冷補(bǔ)瀝青用量。室內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，馬歇爾穩(wěn)定度隨冷補(bǔ)瀝青用量增大的變化規(guī)律不明顯，滿足設(shè)計(jì)初始和成型馬歇爾穩(wěn)定度要求的冷補(bǔ)瀝青用量未必是最佳值，通過觀察試紙上墨跡(油斑)數(shù)量和分布情況判斷冷補(bǔ)瀝青用量是否合適，無定量評價指標(biāo)和評判標(biāo)準(zhǔn)，冷補(bǔ)瀝青用量的檢驗(yàn)主要取決于工程經(jīng)驗(yàn)。借鑒JTG F41-2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》廠拌乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)方法，采用“修正馬歇爾法”確定冷補(bǔ)瀝青混合料最佳冷補(bǔ)瀝青用量，并輔以紙跡試驗(yàn)驗(yàn)證。參考文獻(xiàn)[4-7]預(yù)估冷補(bǔ)瀝青混合料的最佳冷補(bǔ)瀝青含量為4.8%，考慮到RAPM表面有瀝青膜裹附，受柴油稀釋劑浸泡后老化瀝青可能會被還原，恢復(fù)部分黏結(jié)作用，因此適當(dāng)降低了冷補(bǔ)瀝青用量。試驗(yàn)時以4.4%為中值間隔0.4%變化5組瀝青用量，正反各擊實(shí)50次成型馬歇爾試件，不脫模在110℃烘箱中養(yǎng)生24h，取出后冷卻至60℃后趁熱再雙面各擊實(shí)25次，完成標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件制備。將馬歇爾試件在25℃水浴中保溫24h，進(jìn)行劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)加載速率50mm/min，試驗(yàn)結(jié)果見圖1。

由圖1試驗(yàn)結(jié)果可知，隨著冷補(bǔ)瀝青用量增大，冷補(bǔ)瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度出現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，在3.6%~5.2%冷補(bǔ)瀝青用量范圍內(nèi)，12組冷補(bǔ)瀝青混合料劈裂強(qiáng)度均出現(xiàn)了峰值，劈裂強(qiáng)度隨冷補(bǔ)瀝青用量增大有明顯的規(guī)律性，對于基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料，在RAP摻量下的0、20%、30%、40%、50%、70%，冷補(bǔ)瀝青混合料峰值劈裂強(qiáng)度對應(yīng)的冷補(bǔ)瀝青用量分別為4.8%、4.5%、4.3%、4.0%、3.9%、3.8%；SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料，在0、20%、30%、40%、50%、70%RAP摻量下，冷補(bǔ)瀝青混合料峰值劈裂強(qiáng)度對應(yīng)的冷補(bǔ)瀝青用量分別為4.9%、4.7%、4.4%、4.1%、3.9%、3.8%，可以發(fā)現(xiàn)，隨著RAP摻量增大，冷補(bǔ)瀝青混合料的峰值劈裂強(qiáng)度對應(yīng)的最佳冷補(bǔ)瀝青用量減小，分析以為，RAPM表面被老化瀝青砂漿包裹，冷補(bǔ)瀝青混合料在拌和合、養(yǎng)生階段，老化瀝青被柴油等溶劑浸泡后析出、融化，老化瀝青可能被還原，起到了新瀝青的黏結(jié)作用。隨著RAP摻量增大，峰值劈裂強(qiáng)度先顯著增大后緩慢降低，2種冷補(bǔ)瀝青混合料均在RAP摻量為30%時劈裂強(qiáng)度達(dá)到最大，相同試驗(yàn)條件，SBS改性瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料的劈裂強(qiáng)度比基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料增大了40%~60%。進(jìn)一步采用紙跡試驗(yàn)驗(yàn)證峰值強(qiáng)度確定最佳冷補(bǔ)瀝青含量的合理性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，油斑墨點(diǎn)接近于冷補(bǔ)瀝青混合料顆粒與白紙接觸面積，冷補(bǔ)瀝青混合料光澤明亮、無流淌、離析，墨跡無連結(jié)成塊和分散現(xiàn)象，說明瀝青用量合適。綜上，以峰值劈裂強(qiáng)度確定的最佳冷補(bǔ)瀝青含量可較好區(qū)分不同改性瀝青種類、劈裂強(qiáng)度對冷補(bǔ)瀝青含量較為敏感，試驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)律明確，試驗(yàn)方法受力明確，采用“修正馬歇爾法”以濕劈裂強(qiáng)度峰值確定冷補(bǔ)瀝青混合料的最佳冷補(bǔ)瀝青用量是合適的。

冷補(bǔ)瀝青混合料強(qiáng)度特性

馬歇爾穩(wěn)定度

在上述最佳瀝青用量條件下正反各擊實(shí)75次成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，不脫模在30℃恒溫水浴中養(yǎng)生3h，接著脫模，測試?yán)溲a(bǔ)瀝青混合料的初始馬歇爾穩(wěn)定度。測試初始強(qiáng)度試為了保證冷補(bǔ)瀝青混合料修補(bǔ)坑槽時，初期開放交通不致產(chǎn)生輪跡或者嚴(yán)重車轍病害。正反各擊實(shí)50次成型馬歇爾試件，不脫模在110℃烘箱中養(yǎng)生24h，取出后冷卻至室溫后再雙面各擊實(shí)25次，脫模后在30℃恒溫水浴中養(yǎng)生3h后測試成型馬歇爾穩(wěn)定度，測試成型強(qiáng)度是為了保證冷補(bǔ)瀝青混合料能有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

由圖2可以發(fā)現(xiàn)，在最佳冷補(bǔ)瀝青用量下，12組冷補(bǔ)瀝青混合料的初始、成型馬歇爾穩(wěn)定度均大于規(guī)范要求的3.5、5kＮ。相同RAPM摻量，使用SBS改性冷補(bǔ)膠結(jié)料的冷補(bǔ)瀝青混合料比基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)膠結(jié)料有更高的初始和成型馬歇爾穩(wěn)定度。對于基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料，RAPM摻量為20%、30%、40%、50%、70%時，初始馬歇爾穩(wěn)定度比為未摻RAPM的冷補(bǔ)瀝青混合料的1.27、1.5、1.16、1.05、0.96倍，成型馬歇爾穩(wěn)定度為未摻RAPM的冷補(bǔ)瀝青混合料的1.23、1.34、1.25、1.04、0.95倍。對于SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料，RAPM摻量為20%、30%、40%、50%、70%時，初始馬歇爾穩(wěn)定度比為未摻RAPM的冷補(bǔ)瀝青混合料的1.19、1.47、1.26、1.14、0.98倍，成型馬歇爾穩(wěn)定度為未摻RAPM的冷補(bǔ)瀝青混合料的1.33、1.44、1.21、1.9、0.96倍，表明隨著RAPM摻量增大，2種冷補(bǔ)瀝青混合料的初始、成型馬歇爾穩(wěn)定度先增大后減小，在RAP摻量為30%時馬歇爾穩(wěn)定度達(dá)到最大，RAPM摻量在70%時，再生料冷補(bǔ)瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度小于未摻再生料冷補(bǔ)瀝青混合料。分析以為，RAPM表面有老化瀝青砂漿裹附，在柴油稀釋劑浸泡后老化瀝青可能會被還原，起到了新瀝青的作用，RAPM與老化瀝青砂漿作用時間長，二者的界面黏附強(qiáng)度大于冷接觸條件下的瀝青與新集料界面作用，稀釋劑有再生老化瀝青功能，使得冷補(bǔ)瀝青混合料內(nèi)部的界面黏附強(qiáng)度和瀝青膠漿之間的黏結(jié)強(qiáng)度有所提高，再者，受行車荷載作用和銑刨、破碎的二次加工的破壞作用，RAPM力學(xué)強(qiáng)度降低、級配變形性大，這些都對馬歇爾穩(wěn)定度有不利影響。此外，隨著RAPM摻量增大，而稀釋劑的再生老化瀝青能力有限，表面老化瀝青未被還原的RAPM僅作為黑色集料，綜合反映在馬歇爾穩(wěn)定度先增大后減小。

貫入剪切強(qiáng)度

采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型直徑100mm、高100mm圓柱體試件，加載速率1mm/min，試驗(yàn)溫度為60℃，貫入剪切強(qiáng)度試驗(yàn)方法及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理嚴(yán)格參照J(rèn)TG D50-2017附錄F進(jìn)行，貫入應(yīng)力系數(shù)取0.34，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3貫入剪切試驗(yàn)結(jié)果可知，SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料的貫入剪切強(qiáng)度比基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料增大了18%~38%，隨著RAPM摻量增大，冷補(bǔ)瀝青混合料的貫入剪切強(qiáng)度先增大后減小，基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料在RAPM摻量為20%、30%、40%、50%、70%時，貫入剪切強(qiáng)度分別為0.42、0.49、0.44、0.4、0.32MPa，未摻RAPM的冷補(bǔ)瀝青混合料貫入剪切強(qiáng)度僅為0.34MPa，RAPM摻量為30%時貫入剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值，摻加20%、30%、40%、50%RAPM的冷補(bǔ)混合料比未摻再生料的冷補(bǔ)瀝青混合料貫入剪切強(qiáng)度提高了23.5%、44.1%、29.4%、17.6%。SBS改性瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料在RAPM摻量為20%、30%、40%、50%、70%時，貫入剪切強(qiáng)度分別為0.51、0.58、0.54、0.48、0.41ＭＰａ，摻加20%、30%、40%、50%RAPM摻量的冷補(bǔ)混合料比未摻再生料的冷補(bǔ)瀝青混合料貫入剪切強(qiáng)度提高了8.5%、23.4%、14.8%、2.1%?？偨Y(jié)主要由2個方面引起，RAP表面老化瀝青稠度大，且為SBS改性瀝青，老化瀝青與新瀝青、稀釋劑交融后相比未摻RAPM冷補(bǔ)液有更大的黏度，從而抗變形能力提高。再者，RAPM力學(xué)強(qiáng)度低、棱角性差且級配變異性大，隨著RAPM摻量增大，RAPM粗集料之間的骨架嵌擠作用受RAPM的劣化作用影響越明顯，綜合反映在抗剪切強(qiáng)度先增大后減小的變化趨勢。

冷補(bǔ)瀝青混合料路用性能

低溫性能

采用預(yù)切口半圓彎拉試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)綜合評價冷補(bǔ)瀝青混合的低溫抗裂性能，試驗(yàn)溫度采用-10℃。半圓彎拉試驗(yàn)采用直徑150mm，厚度30mm半圓試件，預(yù)切口深度10mm，試驗(yàn)加載速率2.54mm/min，用于模擬冷補(bǔ)瀝青路面開裂后，冷補(bǔ)瀝青混合料抵抗裂縫發(fā)展的能力，試驗(yàn)評價指標(biāo)為開裂應(yīng)變能。低溫小梁彎曲試驗(yàn)試件尺寸250mm×35mm×35mm，試件有效跨徑200mm，試驗(yàn)加載速率50mm/min，試驗(yàn)評價指標(biāo)為彎拉強(qiáng)度和彎曲破壞應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)果見表2。

由表2可見，對于基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料，隨著RAPM摻量增大，開裂應(yīng)變能、彎拉強(qiáng)度、彎曲破壞應(yīng)變均呈先增大后減小的變化趨勢，在RAPM摻量為30%時低溫抗裂性能最優(yōu)，在RAPM摻量20%~40%范圍內(nèi)，再生料冷補(bǔ)瀝青混合料的開裂應(yīng)變增大了36.1%~60.2%、彎拉強(qiáng)度增大了4.2%~12.5%、彎曲破壞應(yīng)變增大了11.9%~33.5%。而對于SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料，相比未參加RAPM的冷補(bǔ)瀝青混合料，在RAPM摻量20%、30%、40%、50%、70%條件下，開裂應(yīng)變能降低了10.8%、16.2%、19.8%、24.7%、32.4%，彎拉強(qiáng)度降低了4.9%、7.3%、10.4%、14.8%、18.8%，彎曲破壞應(yīng)變降低了8.8%、13.7%、18.9%、22.2%、28.9%?；|(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料低溫性能隨RAPM摻量增加的變化趨勢與改性瀝青冷補(bǔ)混合料不同，總結(jié)主要有3個方面原因，瀝青老化后變硬、變脆，低溫延展性和釋放荷載能力降低，RAPM摻量越大，老化瀝青數(shù)量越多，RAPM削弱冷補(bǔ)瀝青混合料低溫性能越明顯。隨著RAPM摻量增大，最佳冷補(bǔ)瀝青含量降低，冷補(bǔ)瀝青混合料柔性降低、低溫變形能力衰退。摻加稀釋劑對老化瀝青性能有一定恢復(fù)功能，老化SBS改性瀝青的性能得到再生，再生后的SBS改性瀝青低溫性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青，但仍不如老化前的SBS改性瀝青。綜合反映在冷補(bǔ)瀝青混合料低溫性能的提高和衰減。

水穩(wěn)定性

采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)評價冷補(bǔ)瀝青混合料的水穩(wěn)定性，試驗(yàn)方法參照J(rèn)TG E20-2011進(jìn)行，結(jié)果見表3。

由表3可知，使用SBS改性瀝青冷補(bǔ)液，冷補(bǔ)瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比和馬歇爾殘留穩(wěn)定度均隨RAPM摻量增大而降低，基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料隨RAPM摻量增大總體呈下降趨勢，在RAPM摻量為20%~40%時馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比略有提高。不同RAPM摻量的冷補(bǔ)瀝青混合料，凍融劈裂強(qiáng)度比大于85%、馬歇爾殘留物穩(wěn)定度大于90%，說明冷補(bǔ)瀝青混合料有良好的水穩(wěn)定性，RAPM摻量對冷補(bǔ)瀝青混合料水穩(wěn)定性的負(fù)面影響不大。

高溫穩(wěn)定性

冷補(bǔ)瀝青混合料修補(bǔ)坑槽，在服役期間行車荷載的壓密作用后形成低洼結(jié)構(gòu)面，修補(bǔ)處易受車輛的沖擊荷載作用，這對冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫變形能力提出了更高要求。采用車轍試驗(yàn)評價冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，試驗(yàn)溫度60℃，車轍試件厚5cm，試驗(yàn)加載速率42次/min，以車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度、加載60min車轍變形量為評價指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

由表4可知，2種冷補(bǔ)瀝青混合料的車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度隨著RAPM摻量增大而增大，車轍變形量隨RAPM摻量增大而減小，在20%、30%、40%、50%、70%RAPM摻量下，基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料的動穩(wěn)定度增大了8.9%、30%、36.8%、46%、59.3%，60min車轍變形量減小了7.4%、12.6%、18%、23.4%、27%，SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料的動穩(wěn)定度增大了7.9%、19.1%、32.7%、36.2%、42.2%，60min車轍變形量減小了9.9%、16.7%、24.5%、25.5%、27.9%，由此可見，摻加RAPM有利于提高冷補(bǔ)瀝青混合料的抗變形能力，RAPM摻量越大，冷補(bǔ)瀝青混合料的高溫性能越好。

抗松散性能

采用肯塔堡分散試驗(yàn)評價冷補(bǔ)瀝青混合料黏結(jié)性和模擬車輛荷載作用下集料脫落而散失的程度，試驗(yàn)方法、步驟參照J(rèn)TG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(T0733-2011)進(jìn)行，以冷補(bǔ)瀝青混合料馬歇爾試件在洛杉磯試驗(yàn)儀中撞擊100、300次，冷補(bǔ)瀝青混合料試件散落材料的質(zhì)量的百分比表示。試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，分散撞擊100次的冷補(bǔ)瀝青混合料分散質(zhì)量損失率小于10%，相同撞擊次數(shù)，改性瀝青冷補(bǔ)混合料的質(zhì)量損失遠(yuǎn)小于基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料，隨著RAPM摻量增大，基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料抗松散性能先是略有提升后緩慢降低，SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料松散質(zhì)量損失隨RAPM摻量增大呈線性關(guān)系增大，松散質(zhì)量損失越小，冷補(bǔ)瀝青混合料的黏結(jié)力越高、抗松散性能越好，由此可見SBS改性瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料的抗松散性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料，摻加20%~40%RAPM有利于提高基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料的抗松散性能，但RAPM對改性瀝青冷補(bǔ)混合料抗松散性能有劣化影響。分析其原因，老化SBS改性瀝青受稀釋劑還原作用后黏結(jié)力優(yōu)于基質(zhì)瀝青，但瀝青老化與再生是不可逆過程，老化瀝青性能不可能完全被恢復(fù)，再生后的瀝青性能不如SBS原樣瀝青。

冷補(bǔ)瀝青混合料疲勞特性

按照J(rèn)TG E20-2011進(jìn)行四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)試驗(yàn)方法T0739-2011)，試驗(yàn)選擇300με、400με、600με、1000με的4個應(yīng)變水平，試驗(yàn)溫度為20℃，結(jié)果見表6。

由表6可知，隨著應(yīng)變水平增大，冷補(bǔ)瀝青混合料疲勞壽命呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系減小，在應(yīng)變水平與疲勞壽命的雙對數(shù)坐標(biāo)內(nèi)二者呈良好的負(fù)線性相關(guān)性，擬合優(yōu)化度R^2大于0.95。對于基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料，隨著RAPM摻量增大，相同應(yīng)變水平下的疲勞壽命呈先增大后減小的變化趨勢，在RAPM摻量在30%時疲勞壽命出現(xiàn)峰值，RAPM摻量達(dá)到70%時疲勞壽命將小于普通冷補(bǔ)瀝青混合料，因此當(dāng)使用基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)液時，應(yīng)控制RAPM摻量在30%~40%為宜。與基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)混合料不同，隨著RAPM摻量增大，SBS改性瀝青冷補(bǔ)混合料相同應(yīng)變水平下的疲勞壽命呈遞減趨勢衰減，RAPM摻量20%~70%范圍內(nèi)，300、400、600、1000με水平下的疲勞壽命分別降低3.9%~51.7%、18.5%~93.6%、15.3%~203.1%、16.1%~340.6%，應(yīng)變水平越高，增大RAPM摻量對改性瀝青冷補(bǔ)混合料疲勞壽命的劣化影響越嚴(yán)重。

結(jié)論

a.隨著冷補(bǔ)液用量增大，冷補(bǔ)瀝青混合料的濕劈裂強(qiáng)度先增大后減小，濕劈裂強(qiáng)度對冷補(bǔ)瀝青摻量較為敏感，采用“修正馬歇爾法”以濕劈裂強(qiáng)度峰值確定冷補(bǔ)瀝青混合料的最佳冷補(bǔ)瀝青用量是合適的。隨著RAPM摻量增大，冷補(bǔ)瀝青混合料的峰值劈裂強(qiáng)度對應(yīng)的最佳冷補(bǔ)瀝青用量減小，貫入剪切強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度、馬歇爾穩(wěn)定度隨RAPM摻量增大而降低。

b.表面層和中面層銑刨的RAPM中含有大量老化SBS改性瀝青，冷補(bǔ)液中稀釋劑對老化瀝青有再生功能，老化瀝青與冷補(bǔ)液混融后基質(zhì)瀝青冷補(bǔ)瀝青混合料的高低溫性能、水穩(wěn)定性和抗疲勞性能有顯著改善。將RAPM應(yīng)用于冷補(bǔ)瀝青混合料可有效提升廢舊瀝青路面材料的再生利用價值，具有推廣應(yīng)用價值。

c.RAPM摻量對冷補(bǔ)瀝青混合料抗松散性能、路用性能和疲勞性能的影響較為敏感，綜合考慮，建議用于冷補(bǔ)瀝青混合料的適宜RAPM摻量為30%～40%。