热久久99精品综合久久,亚洲欧美日本国产专区一区,亚洲另类国产欧美一区二区,日本a级久久久久久

摘 要：

為研究溫拌再生瀝青混合料二次老化性能，通過(guò)高溫車(chē)轍、低溫彎曲、浸水馬歇爾、凍融劈裂以及半圓彎曲疲勞等試驗(yàn)及對(duì)應(yīng)參數(shù)對(duì)混合料進(jìn)行路用性能評(píng)價(jià)。試驗(yàn)表明溫拌再生技術(shù)提高了瀝青混合料的高溫性能，但 RAP（Recycle Asphalt Pavement）的存在降低了溫拌再生瀝青混合料的低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能，可以通過(guò)添加SBR（Styrene-butadiene Rubber）改性劑彌補(bǔ)相應(yīng)性能的損失。隨著 RAP 摻量的增加，二次老化后的溫拌再生瀝青混合料性能衰減幅度遠(yuǎn)高于新瀝青混合料瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。因此，不僅要關(guān)注溫拌再生瀝青混合料剛制備好時(shí)的性能，還要注意其二次老化后的性能，即使使用了外摻劑，還是要謹(jǐn)慎選擇 RAP 的摻量。

關(guān)鍵詞: 溫拌再生；二次老化；RAP；SBR；性能

隨著我國(guó)交通事業(yè)的不斷發(fā)展，瀝青路面因施工便利、路用性能優(yōu)良以及行車(chē)舒適等優(yōu)點(diǎn)被廣泛鋪筑于我國(guó)各級(jí)公路 [1]。截至目前，早期攤鋪的瀝青道路許多已經(jīng)進(jìn)入大修或改擴(kuò)建階段，由此產(chǎn)生的大量瀝青路面銑刨料無(wú)處處理、堆積占地，并且對(duì)環(huán)境也會(huì)造成一定的污染 [2]。因此，我國(guó)對(duì)于廢舊瀝青路面的再生利用越來(lái)越重視，但傳統(tǒng)熱再生技術(shù)加熱溫度過(guò)高，導(dǎo)致產(chǎn)生有毒氣體的產(chǎn)生，不利于保護(hù)環(huán)境 [3]。廠(chǎng)拌熱再生對(duì)于RAP 舊料的利用率較低，而就地?zé)嵩偕鷷?huì)因?yàn)榫植繙囟冗^(guò)高造成部分混合料老化，裂化路面的性能 [4]。綜合考量，溫拌再生技術(shù)的研究就顯得尤為重要，溫拌劑的添加可以降低再生瀝青混合料的拌和溫度，減少有毒有害氣體的排放，既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境 [5]。溫拌再生技術(shù)還提高了 RAP 的利用率，并減輕了短期老化，讓再生路面擁有良好的路用性能 [6]。

RAP 中的老化舊瀝青經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期老化失去了部分輕質(zhì)組分，并且瀝青變硬變脆，流變性能顯著減弱 [7]。溫拌再生技術(shù)雖然會(huì)加入一定量的再生劑、溫拌劑以及新瀝青，但對(duì)再生瀝青混合料的低溫、水穩(wěn)以及疲勞性能改善有限 [8]。溫拌再生瀝青混合料中的老化舊瀝青已經(jīng)歷過(guò)一次老化，在鋪筑使用過(guò)程中仍然會(huì)出現(xiàn)二次老化的情況 [9]。溫拌再生路面的二次老化對(duì)于其路用性能有何影響、與新路面的首次老化有何不同以及對(duì)比二者老化后路用性能的衰減情況目前尚不明確，因此有必要對(duì)溫拌再生瀝青混合料二次老化后的性能進(jìn)行研究。

為研究溫拌再生瀝青混合料二次老化路用性能，采用高溫車(chē)轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)以及半圓彎曲疲勞試驗(yàn)對(duì)未老化瀝青混合料和溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行性能試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)二次老化對(duì)溫拌再生瀝青混合料的影響。

1 原料及老化方法

1.1 原材料

研究選用 SBS（I-C）聚合物改性瀝青作為新瀝青，性能指標(biāo)見(jiàn)表 1。為將新舊瀝青各組分平衡，恢復(fù) RAP中舊瀝青性能指標(biāo)，對(duì)舊瀝青使用再生劑進(jìn)行再生處理，其摻量為 RAP 中老化舊瀝青質(zhì)量的 4%，再生劑性能指標(biāo)見(jiàn)表 2。

溫拌劑可以降低瀝青混合料的拌和和壓實(shí)溫度，大大減少能源的消耗，有利于保護(hù)環(huán)境。研究采用Evotherm 3G 溫拌劑，它是一種由降黏劑、抗剝落劑和乳化劑組合的化學(xué)添加劑，外觀(guān)呈現(xiàn)為暗褐色液體，摻量為瀝青用量的 4%。本研究經(jīng)過(guò)瀝青旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)可知，Evotherm 3G 溫拌劑將瀝青混合料拌和溫度從 170℃ 降為 137℃。

研究選用 SBR（丁苯橡膠）作為改性劑，其外觀(guān)呈白色顆粒粉末，細(xì)度為 30~40，伸長(zhǎng)率為 300%，抗拉強(qiáng)度為 28MPa，摻量為瀝青用量的 4%。

試驗(yàn)所用的 RAP 取自某市政道路改建工程，混合料類(lèi)型為 AC-16，銑刨破碎之后分為 5~10 mm 和 10~20 mm兩檔，詳細(xì)篩分結(jié)果見(jiàn)表 3。

RAP 摻量分別選用 0%、20%、30%、40% 和 50%，為減小因礦料級(jí)配造成的差異，瀝青混合料選擇連續(xù)型密集配 AC-16 的級(jí)配中值作為合成級(jí)配。混合料配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，最終瀝青混合料空隙率控制在 4%±0.5%，RAP 舊料摻量為 0%、20%、30%、40% 和 50% 時(shí)的最佳瀝青用量分別為 5.0%、4.8%、4.5%、4.3% 和 4.0%。

1.2 老化

以往研究中將瀝青混合料放入 135℃ 的通風(fēng)烘箱中恒溫 4h 模擬混合料短期老化，本研究采用溫拌方法，已經(jīng)大大降低了瀝青混合料的施工溫度，所以本次試驗(yàn)不考慮運(yùn)輸拌和途中的短期老化過(guò)程，僅考慮瀝青混合料作為路面的長(zhǎng)期老化過(guò)程。將成型的瀝青混合料試件立刻放入 85℃ 通風(fēng)烘箱中恒溫 120h，取出后靜置冷卻 12h完成長(zhǎng)期老化過(guò)程。

1.3 混合料分類(lèi)

本研究將瀝青混合料分為 4 大類(lèi)：（1）R0：無(wú) RAP瀝青混合料；（2）R1：RAP+ 再生劑；（3）R2：RAP+ 再生 劑 + Evotherm 3G；（4）R3：RAP+ 再生劑 + Evotherm 3G+SBR；

本研究模擬了 8 種瀝青混合料，其分類(lèi)指標(biāo)包括是否使用再生劑、溫拌劑、SBR 改性劑以及 RAP 摻量，具體分類(lèi)見(jiàn)表 4。

表 4 中，混合料類(lèi)型 0、1、2 和 3 代表混合料大類(lèi)，數(shù)字 20、30、40 及 50 代表 RAP 舊料摻量百分比。

2 路用性能研究

為研究溫拌再生瀝青混合料二次老化后的路用性能，對(duì) 8 種瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)定性以及疲勞性能進(jìn)行研究。

2.1 高溫性能

瀝 青 混 合 料 受 溫 拌 技 術(shù)、RAP 摻 量、 再 生 劑 用量和老化等影響 [10]。通過(guò)瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)，以車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度作為高溫性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)溫拌再生瀝青混合料高溫性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。試件為輪碾成型的300mm×300mm×50mm 車(chē)轍板，在車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)上以試驗(yàn)溫度 60℃、輪速 42 次 /min、輪壓 0.7MPa 進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)，以試驗(yàn)時(shí)間 45~60min 的車(chē)轍深度計(jì)算車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度。試驗(yàn)結(jié)果如圖 1 所示。

圖 1（a）列出了隨著再生劑、溫拌劑和 SBR 改性劑的摻加，瀝青混合料二次老化前后的車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果。其中，摻加 RAP 的瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度提高，摻加再生劑會(huì)使瀝青混合料的高溫性能降低。究其原因，再生劑的摻加使得原本的較硬的舊料老化瀝青軟化，使其黏性增加，從而降低了高溫性能；由于溫拌劑的摻加使得瀝青黏度下降，所以溫拌再生瀝青混合料高溫抗車(chē)轍變形能力上升；SBR 改性劑對(duì)于瀝青混合料的車(chē)轍性能并無(wú)明顯影響。二次老化后的再生瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度高于新瀝青混合料，說(shuō)明摻加了再生劑的再生瀝青混合料并不能完全將混合料性能還原為原本瀝青性能，僅能保證未二次老化時(shí)瀝青黏度接近，老化后黏度不能得到保證。

圖 1（b）為隨著 RAP 摻量的增加，溫拌再生瀝青混合料二次老化前后車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果。瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度隨 RAP 的增多而逐漸增大，二次老化后規(guī)律與老化之前一致，但老化后的車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度增長(zhǎng)幅度更大。圖 1顯示出二次老化后溫拌再生瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度明顯提高，這是由于混合料老化之后瀝青的硬度變高、流變性能變差，使得其老化后高溫抗車(chē)轍變形能力提高。

2.2 低溫性能

RAP 用量以及老化均會(huì)對(duì)瀝青混合料的低溫抗裂性能產(chǎn)生影響，為研究二者對(duì)溫拌再生瀝青混合料低溫性能的影響，采用低溫彎曲試驗(yàn)對(duì)溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，以最大彎曲應(yīng)變?yōu)闉r青混合料低溫性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)溫度為 -10℃，試件為車(chē)轍板切割而成的尺寸為 250mm×30mm×35mm 的小梁。試驗(yàn)結(jié)果如圖 2 所示。

根據(jù)圖 2（a）可得，與新瀝青混合料（R0-0）相比，摻加 RAP 的瀝青混合料（R0-30）低溫性能顯著降低，而摻加再生劑的混合料（R1-30）最大彎曲應(yīng)變得到提升；雖然 Evotherm 3G 溫拌劑的摻加使再生瀝青混合料的最大彎曲應(yīng)變有所下降，但還是高于冬寒區(qū)最大彎曲應(yīng)變2800με 的技術(shù)要求；SBR 改性劑的添加使溫拌再生瀝青混合料低溫性能得到較大提升。究其原因，RAP 中的老化舊瀝青缺少輕質(zhì)組分，硬度偏大而低溫延展性不足，而再生劑中輕質(zhì)成分和活化官能團(tuán)補(bǔ)充并活化了舊料瀝青，使混合料低溫性能得到提高；Evotherm 3G 溫拌劑降低瀝青黏度，降低了瀝青的低溫延展性，使得混合料低溫性能下降，SBR 與瀝青相容性較好，4% 摻量下的SBR 與瀝青呈互穿網(wǎng)絡(luò)狀分布，增強(qiáng)了瀝青的韌性，提升了瀝青混合料的低溫性能。觀(guān)察圖 2（b）可知，隨著溫拌再生瀝青混合料中 RAP 的增多，其低溫性能不斷下降。

二次老化后的瀝青混合料低溫性能明顯下降，長(zhǎng)期老化的新瀝青混合料最大彎曲應(yīng)變約下降 12.8%，而摻加 RAP 的瀝青混合料彎曲應(yīng)變降幅最大為 22.8%（R0-30），其次為 RAP 摻量為 50% 使用再生劑和溫拌劑的R2-50，降幅約為 21.2%，結(jié)合圖 2 可得，再生劑、溫拌劑和 SBR 改性劑的使用減緩了二次老化后混合料低溫性能的下降。

2.3 水穩(wěn)定性

為研究 RAP 摻量和老化對(duì)于溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響，采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)混合料進(jìn)行檢驗(yàn)。馬歇爾殘留穩(wěn)定度和劈裂抗拉強(qiáng)度比作為溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 5。

由表 5 可以看出，摻加 RAP 對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性有很大影響，R0-30 在二次老化前的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比均不滿(mǎn)足規(guī)范要求（85% 和 80%）；隨著 RAP 摻量的增加，溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性不斷減?。粨郊釉偕鷦┲蟮幕旌狭纤€(wěn)定性有了較大提升，再生劑軟化瀝青提高了舊料瀝青的粘附能力，使得再生瀝青混合料水穩(wěn)定性增強(qiáng)；摻加 Evotherm 3G 溫拌劑之后的瀝青混合料水穩(wěn)定性進(jìn)一步增強(qiáng)，這是因?yàn)镋votherm 3G 中含有的抗剝落劑成分阻礙了瀝青和集料在水作用下的剝落，提高了其水穩(wěn)定性；加入 SBR 后的溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性進(jìn)一步提升，其老化前后的殘留穩(wěn)定度 91.9% 和 89.2% 甚至高于新瀝青混合料的90.8% 和 87.3%，凍融劈裂強(qiáng)度比也與新瀝青混合料接近，其老化前后的下降幅度也低于新瀝青混合料，說(shuō)明SBR 對(duì)于溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性提升有著較大影響。

對(duì)比二次老化前后溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性數(shù)據(jù)可知，老化之后的水穩(wěn)定性有所降低。除 R3-30 之外的溫拌再生瀝青混合料二次老化前后的水穩(wěn)定性均低于新瀝青混合料，但由于再生劑和 Evotherm 3G 溫拌劑的作用，混合料二次老化前后水穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的降幅均低于新瀝青混合料，也就是說(shuō)再生劑和 Evotherm 3G 溫拌劑的添加提升了溫拌再生瀝青混合料抗水損害方面的耐久性。

2.4 疲勞壽命

為研究 RAP 摻量及二次老化對(duì)于溫拌再生瀝青混合料疲勞開(kāi)裂的影響，本文采用 IPC Global UTM-30 伺服試驗(yàn)儀對(duì)溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行半圓彎曲疲勞試驗(yàn)，采用應(yīng)力控制模式，使用尺寸為直徑 100mm、厚度50mm 的半圓試件，在應(yīng)力比為 0.2 和 0.3、頻率 10Hz、溫度 15℃ 的條件下進(jìn)行半正弦波加載，當(dāng)試件徹底斷裂時(shí)試驗(yàn)終止，記錄加載次數(shù)為混合料疲勞壽命。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 6。

表 6 使用老化保留率表征二次老化對(duì)混合料疲勞壽命的衰減削弱，老化保留率越小，疲勞壽命衰減越大。老化保留率為二次老化后的疲勞壽命與老化前的疲勞壽命之比。未經(jīng)二次老化的瀝青混合料疲勞加載次數(shù)為老化前疲勞壽命；二次老化后的瀝青混合料疲勞加載次數(shù)為二次老化后的疲勞壽命。

表 6 列出了通過(guò)半圓彎曲疲勞試驗(yàn)測(cè)得的不同瀝青混合料的疲勞壽命。在 0.2 和 0.3 應(yīng)力比下，含有 30% RAP 舊料且無(wú)外摻劑的 R0-30 的疲勞壽命明顯小于新混合料 R0-0，且 R0-30 的疲勞衰減最大；由于再生劑的軟化，含有再生劑的 R1-30 疲勞壽命得到顯著改善，但其老化后的疲勞壽命保留率表現(xiàn)不如新瀝青混合料，說(shuō)明再生劑也不能很好地將舊料瀝青性能恢復(fù)。

摻加了 Evotherm 3G 溫拌劑的溫拌再生瀝青混合料相比于不摻溫拌劑的混合料，疲勞壽命有所下降，但疲勞壽命的衰減得到改善，說(shuō)明 Evotherm 3G 溫拌劑的摻加降低了混合料的疲勞壽命但增強(qiáng)了抗老化能力；SBR在瀝青中形成的致密絲狀結(jié)構(gòu)可以修復(fù)瀝青性能并抑制其開(kāi)裂，因此添加了 SBR 改性劑的 R3-30 疲勞壽命得到提高，彌補(bǔ)了溫拌劑造成的疲勞性能損失，并且改善了二次老化后疲勞壽命的衰減；隨著 RAP 舊料摻量的增加，其疲勞壽命降低且疲勞衰減的表現(xiàn)也變差，這表明即使使用了改性劑，對(duì)于 RAP 的摻量也要謹(jǐn)慎選擇。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于溫拌再生瀝青混合料高溫抗車(chē)轍能力，僅有再生劑的摻加會(huì)降低其車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度，其余如 RAP、溫拌劑和二次老化都會(huì)提高混合料抗車(chē)轍能力。

（2）RAP 摻量對(duì)溫拌再生瀝青混合料的性能有著很大影響，RAP 摻量越大混合料的低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能下降越大，且二次老化后的性能衰減越大，所以即使采用溫拌再生技術(shù)，也要謹(jǐn)慎選擇 RAP 摻量。

（3）SBR 改性劑對(duì)于溫拌再生瀝青混合料低溫抗裂、水穩(wěn)定性和疲勞開(kāi)裂均有提升作用，且 SBR 對(duì)與抗老化性能的提高也有所貢獻(xiàn)。對(duì)于溫拌再生瀝青混合料的使用，建議摻加 SBR 來(lái)提高其路用性能。

（4）二次老化過(guò)后的溫拌再生瀝青混合料低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能均有所損失，且損失幅度高于新瀝青混合料。對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，不僅要關(guān)注其剛制備完成時(shí)的性能，還要注意老化后的性能衰減。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張金喜 , 蘇詞 , 王超 , 等 . 道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的節(jié)能減排問(wèn)題及技術(shù)綜述 [J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ,2022, 48(03):243-260.

[2] 童海濤 , 郭知濤 , 秦凱強(qiáng) . 高速公路改擴(kuò)建銑刨料再生利用技術(shù)案例分析 [J]. 公路 ,2020,65(03):243-247.

[3] 孫連水 , 尹利洋 , 尹茂群 , 等 . 再生類(lèi)瀝青混合料路用性能研究對(duì)比 [J]. 中國(guó)水運(yùn) ( 下半月 ),2023,23(01): 123-125.

[4] 李艷麗 . 溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料路用性能研究[J]. 合成材料老化與應(yīng)用 ,2023,52(02):68-71.

[5] 梁波 , 張海濤 , 梁緣 , 等 . 溫拌瀝青技術(shù)研究綜述 [J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào) ,2023,23(02):24-46.

[6] 張爭(zhēng)奇 , 張?zhí)焯?, 王相友 , 等 . 不同類(lèi)型溫拌劑對(duì)瀝青混合料路用性能影響及其效能評(píng)價(jià) [J]. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版 ),2022,43(06):711-718.

[7] 彭閔敏 , 姜傳勇 , 郭旭東 . 大摻量 RAP 溫拌瀝青混合料研究及應(yīng)用 [J]. 山西建筑 ,2022,48(10):97-100.

[8] 王火明 , 姚森 , 張躍 , 等 . 熱拌及溫拌再生瀝青混合料疲勞特性研究 [J]. 公路交通技術(shù) ,2023,39(02):39-44.

[9] 陳鐵軍 . 熱再生瀝青混合料 RAP 分散情況的多尺度分析 [J]. 公路交通科技 ,2022,39(12):17-26.

[10] 王鑫洋 , 蘇紀(jì)壯 , 高國(guó)華 , 等 . 高摻量 RAP 溫拌再生瀝青混合料動(dòng)態(tài)黏彈特性研究 [J/OL]. 中國(guó)測(cè)試 ,2023:1-10[2023-06-07]. https://kns-cnki-net.webvpn.nefu.edu.cn/kcms/detail/51.1714.TB.20230529.0930.006.html.

摘 要：

為研究溫拌再生瀝青混合料二次老化性能，通過(guò)高溫車(chē)轍、低溫彎曲、浸水馬歇爾、凍融劈裂以及半圓彎曲疲勞等試驗(yàn)及對(duì)應(yīng)參數(shù)對(duì)混合料進(jìn)行路用性能評(píng)價(jià)。試驗(yàn)表明溫拌再生技術(shù)提高了瀝青混合料的高溫性能，但 RAP（Recycle Asphalt Pavement）的存在降低了溫拌再生瀝青混合料的低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能，可以通過(guò)添加SBR（Styrene-butadiene Rubber）改性劑彌補(bǔ)相應(yīng)性能的損失。隨著 RAP 摻量的增加，二次老化后的溫拌再生瀝青混合料性能衰減幅度遠(yuǎn)高于新瀝青混合料瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。因此，不僅要關(guān)注溫拌再生瀝青混合料剛制備好時(shí)的性能，還要注意其二次老化后的性能，即使使用了外摻劑，還是要謹(jǐn)慎選擇 RAP 的摻量。

關(guān)鍵詞: 溫拌再生；二次老化；RAP；SBR；性能

隨著我國(guó)交通事業(yè)的不斷發(fā)展，瀝青路面因施工便利、路用性能優(yōu)良以及行車(chē)舒適等優(yōu)點(diǎn)被廣泛鋪筑于我國(guó)各級(jí)公路 [1]。截至目前，早期攤鋪的瀝青道路許多已經(jīng)進(jìn)入大修或改擴(kuò)建階段，由此產(chǎn)生的大量瀝青路面銑刨料無(wú)處處理、堆積占地，并且對(duì)環(huán)境也會(huì)造成一定的污染 [2]。因此，我國(guó)對(duì)于廢舊瀝青路面的再生利用越來(lái)越重視，但傳統(tǒng)熱再生技術(shù)加熱溫度過(guò)高，導(dǎo)致產(chǎn)生有毒氣體的產(chǎn)生，不利于保護(hù)環(huán)境 [3]。廠(chǎng)拌熱再生對(duì)于RAP 舊料的利用率較低，而就地?zé)嵩偕鷷?huì)因?yàn)榫植繙囟冗^(guò)高造成部分混合料老化，裂化路面的性能 [4]。綜合考量，溫拌再生技術(shù)的研究就顯得尤為重要，溫拌劑的添加可以降低再生瀝青混合料的拌和溫度，減少有毒有害氣體的排放，既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境 [5]。溫拌再生技術(shù)還提高了 RAP 的利用率，并減輕了短期老化，讓再生路面擁有良好的路用性能 [6]。

RAP 中的老化舊瀝青經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期老化失去了部分輕質(zhì)組分，并且瀝青變硬變脆，流變性能顯著減弱 [7]。溫拌再生技術(shù)雖然會(huì)加入一定量的再生劑、溫拌劑以及新瀝青，但對(duì)再生瀝青混合料的低溫、水穩(wěn)以及疲勞性能改善有限 [8]。溫拌再生瀝青混合料中的老化舊瀝青已經(jīng)歷過(guò)一次老化，在鋪筑使用過(guò)程中仍然會(huì)出現(xiàn)二次老化的情況 [9]。溫拌再生路面的二次老化對(duì)于其路用性能有何影響、與新路面的首次老化有何不同以及對(duì)比二者老化后路用性能的衰減情況目前尚不明確，因此有必要對(duì)溫拌再生瀝青混合料二次老化后的性能進(jìn)行研究。

為研究溫拌再生瀝青混合料二次老化路用性能，采用高溫車(chē)轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)以及半圓彎曲疲勞試驗(yàn)對(duì)未老化瀝青混合料和溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行性能試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)二次老化對(duì)溫拌再生瀝青混合料的影響。

1 原料及老化方法

1.1 原材料

研究選用 SBS（I-C）聚合物改性瀝青作為新瀝青，性能指標(biāo)見(jiàn)表 1。為將新舊瀝青各組分平衡，恢復(fù) RAP中舊瀝青性能指標(biāo)，對(duì)舊瀝青使用再生劑進(jìn)行再生處理，其摻量為 RAP 中老化舊瀝青質(zhì)量的 4%，再生劑性能指標(biāo)見(jiàn)表 2。

溫拌劑可以降低瀝青混合料的拌和和壓實(shí)溫度，大大減少能源的消耗，有利于保護(hù)環(huán)境。研究采用Evotherm 3G 溫拌劑，它是一種由降黏劑、抗剝落劑和乳化劑組合的化學(xué)添加劑，外觀(guān)呈現(xiàn)為暗褐色液體，摻量為瀝青用量的 4%。本研究經(jīng)過(guò)瀝青旋轉(zhuǎn)黏度試驗(yàn)可知，Evotherm 3G 溫拌劑將瀝青混合料拌和溫度從 170℃ 降為 137℃。

研究選用 SBR（丁苯橡膠）作為改性劑，其外觀(guān)呈白色顆粒粉末，細(xì)度為 30~40，伸長(zhǎng)率為 300%，抗拉強(qiáng)度為 28MPa，摻量為瀝青用量的 4%。

試驗(yàn)所用的 RAP 取自某市政道路改建工程，混合料類(lèi)型為 AC-16，銑刨破碎之后分為 5~10 mm 和 10~20 mm兩檔，詳細(xì)篩分結(jié)果見(jiàn)表 3。

RAP 摻量分別選用 0%、20%、30%、40% 和 50%，為減小因礦料級(jí)配造成的差異，瀝青混合料選擇連續(xù)型密集配 AC-16 的級(jí)配中值作為合成級(jí)配。混合料配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，最終瀝青混合料空隙率控制在 4%±0.5%，RAP 舊料摻量為 0%、20%、30%、40% 和 50% 時(shí)的最佳瀝青用量分別為 5.0%、4.8%、4.5%、4.3% 和 4.0%。

1.2 老化

以往研究中將瀝青混合料放入 135℃ 的通風(fēng)烘箱中恒溫 4h 模擬混合料短期老化，本研究采用溫拌方法，已經(jīng)大大降低了瀝青混合料的施工溫度，所以本次試驗(yàn)不考慮運(yùn)輸拌和途中的短期老化過(guò)程，僅考慮瀝青混合料作為路面的長(zhǎng)期老化過(guò)程。將成型的瀝青混合料試件立刻放入 85℃ 通風(fēng)烘箱中恒溫 120h，取出后靜置冷卻 12h完成長(zhǎng)期老化過(guò)程。

1.3 混合料分類(lèi)

本研究將瀝青混合料分為 4 大類(lèi)：（1）R0：無(wú) RAP瀝青混合料；（2）R1：RAP+ 再生劑；（3）R2：RAP+ 再生 劑 + Evotherm 3G；（4）R3：RAP+ 再生劑 + Evotherm 3G+SBR；

本研究模擬了 8 種瀝青混合料，其分類(lèi)指標(biāo)包括是否使用再生劑、溫拌劑、SBR 改性劑以及 RAP 摻量，具體分類(lèi)見(jiàn)表 4。

表 4 中，混合料類(lèi)型 0、1、2 和 3 代表混合料大類(lèi)，數(shù)字 20、30、40 及 50 代表 RAP 舊料摻量百分比。

2 路用性能研究

為研究溫拌再生瀝青混合料二次老化后的路用性能，對(duì) 8 種瀝青混合料的高溫、低溫、水穩(wěn)定性以及疲勞性能進(jìn)行研究。

2.1 高溫性能

瀝 青 混 合 料 受 溫 拌 技 術(shù)、RAP 摻 量、 再 生 劑 用量和老化等影響 [10]。通過(guò)瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)，以車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度作為高溫性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)溫拌再生瀝青混合料高溫性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。試件為輪碾成型的300mm×300mm×50mm 車(chē)轍板，在車(chē)轍試驗(yàn)機(jī)上以試驗(yàn)溫度 60℃、輪速 42 次 /min、輪壓 0.7MPa 進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)，以試驗(yàn)時(shí)間 45~60min 的車(chē)轍深度計(jì)算車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度。試驗(yàn)結(jié)果如圖 1 所示。

圖 1（a）列出了隨著再生劑、溫拌劑和 SBR 改性劑的摻加，瀝青混合料二次老化前后的車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果。其中，摻加 RAP 的瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度提高，摻加再生劑會(huì)使瀝青混合料的高溫性能降低。究其原因，再生劑的摻加使得原本的較硬的舊料老化瀝青軟化，使其黏性增加，從而降低了高溫性能；由于溫拌劑的摻加使得瀝青黏度下降，所以溫拌再生瀝青混合料高溫抗車(chē)轍變形能力上升；SBR 改性劑對(duì)于瀝青混合料的車(chē)轍性能并無(wú)明顯影響。二次老化后的再生瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度高于新瀝青混合料，說(shuō)明摻加了再生劑的再生瀝青混合料并不能完全將混合料性能還原為原本瀝青性能，僅能保證未二次老化時(shí)瀝青黏度接近，老化后黏度不能得到保證。

圖 1（b）為隨著 RAP 摻量的增加，溫拌再生瀝青混合料二次老化前后車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果。瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度隨 RAP 的增多而逐漸增大，二次老化后規(guī)律與老化之前一致，但老化后的車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度增長(zhǎng)幅度更大。圖 1顯示出二次老化后溫拌再生瀝青混合料車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度明顯提高，這是由于混合料老化之后瀝青的硬度變高、流變性能變差，使得其老化后高溫抗車(chē)轍變形能力提高。

2.2 低溫性能

RAP 用量以及老化均會(huì)對(duì)瀝青混合料的低溫抗裂性能產(chǎn)生影響，為研究二者對(duì)溫拌再生瀝青混合料低溫性能的影響，采用低溫彎曲試驗(yàn)對(duì)溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)，以最大彎曲應(yīng)變?yōu)闉r青混合料低溫性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)溫度為 -10℃，試件為車(chē)轍板切割而成的尺寸為 250mm×30mm×35mm 的小梁。試驗(yàn)結(jié)果如圖 2 所示。

根據(jù)圖 2（a）可得，與新瀝青混合料（R0-0）相比，摻加 RAP 的瀝青混合料（R0-30）低溫性能顯著降低，而摻加再生劑的混合料（R1-30）最大彎曲應(yīng)變得到提升；雖然 Evotherm 3G 溫拌劑的摻加使再生瀝青混合料的最大彎曲應(yīng)變有所下降，但還是高于冬寒區(qū)最大彎曲應(yīng)變2800με 的技術(shù)要求；SBR 改性劑的添加使溫拌再生瀝青混合料低溫性能得到較大提升。究其原因，RAP 中的老化舊瀝青缺少輕質(zhì)組分，硬度偏大而低溫延展性不足，而再生劑中輕質(zhì)成分和活化官能團(tuán)補(bǔ)充并活化了舊料瀝青，使混合料低溫性能得到提高；Evotherm 3G 溫拌劑降低瀝青黏度，降低了瀝青的低溫延展性，使得混合料低溫性能下降，SBR 與瀝青相容性較好，4% 摻量下的SBR 與瀝青呈互穿網(wǎng)絡(luò)狀分布，增強(qiáng)了瀝青的韌性，提升了瀝青混合料的低溫性能。觀(guān)察圖 2（b）可知，隨著溫拌再生瀝青混合料中 RAP 的增多，其低溫性能不斷下降。

二次老化后的瀝青混合料低溫性能明顯下降，長(zhǎng)期老化的新瀝青混合料最大彎曲應(yīng)變約下降 12.8%，而摻加 RAP 的瀝青混合料彎曲應(yīng)變降幅最大為 22.8%（R0-30），其次為 RAP 摻量為 50% 使用再生劑和溫拌劑的R2-50，降幅約為 21.2%，結(jié)合圖 2 可得，再生劑、溫拌劑和 SBR 改性劑的使用減緩了二次老化后混合料低溫性能的下降。

2.3 水穩(wěn)定性

為研究 RAP 摻量和老化對(duì)于溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響，采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)混合料進(jìn)行檢驗(yàn)。馬歇爾殘留穩(wěn)定度和劈裂抗拉強(qiáng)度比作為溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 5。

由表 5 可以看出，摻加 RAP 對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性有很大影響，R0-30 在二次老化前的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比均不滿(mǎn)足規(guī)范要求（85% 和 80%）；隨著 RAP 摻量的增加，溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性不斷減小；摻加再生劑之后的混合料水穩(wěn)定性有了較大提升，再生劑軟化瀝青提高了舊料瀝青的粘附能力，使得再生瀝青混合料水穩(wěn)定性增強(qiáng)；摻加 Evotherm 3G 溫拌劑之后的瀝青混合料水穩(wěn)定性進(jìn)一步增強(qiáng)，這是因?yàn)镋votherm 3G 中含有的抗剝落劑成分阻礙了瀝青和集料在水作用下的剝落，提高了其水穩(wěn)定性；加入 SBR 后的溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性進(jìn)一步提升，其老化前后的殘留穩(wěn)定度 91.9% 和 89.2% 甚至高于新瀝青混合料的90.8% 和 87.3%，凍融劈裂強(qiáng)度比也與新瀝青混合料接近，其老化前后的下降幅度也低于新瀝青混合料，說(shuō)明SBR 對(duì)于溫拌再生瀝青混合料水穩(wěn)定性提升有著較大影響。

對(duì)比二次老化前后溫拌再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性數(shù)據(jù)可知，老化之后的水穩(wěn)定性有所降低。除 R3-30 之外的溫拌再生瀝青混合料二次老化前后的水穩(wěn)定性均低于新瀝青混合料，但由于再生劑和 Evotherm 3G 溫拌劑的作用，混合料二次老化前后水穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的降幅均低于新瀝青混合料，也就是說(shuō)再生劑和 Evotherm 3G 溫拌劑的添加提升了溫拌再生瀝青混合料抗水損害方面的耐久性。

2.4 疲勞壽命

為研究 RAP 摻量及二次老化對(duì)于溫拌再生瀝青混合料疲勞開(kāi)裂的影響，本文采用 IPC Global UTM-30 伺服試驗(yàn)儀對(duì)溫拌再生瀝青混合料進(jìn)行半圓彎曲疲勞試驗(yàn)，采用應(yīng)力控制模式，使用尺寸為直徑 100mm、厚度50mm 的半圓試件，在應(yīng)力比為 0.2 和 0.3、頻率 10Hz、溫度 15℃ 的條件下進(jìn)行半正弦波加載，當(dāng)試件徹底斷裂時(shí)試驗(yàn)終止，記錄加載次數(shù)為混合料疲勞壽命。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 6。

表 6 使用老化保留率表征二次老化對(duì)混合料疲勞壽命的衰減削弱，老化保留率越小，疲勞壽命衰減越大。老化保留率為二次老化后的疲勞壽命與老化前的疲勞壽命之比。未經(jīng)二次老化的瀝青混合料疲勞加載次數(shù)為老化前疲勞壽命；二次老化后的瀝青混合料疲勞加載次數(shù)為二次老化后的疲勞壽命。

表 6 列出了通過(guò)半圓彎曲疲勞試驗(yàn)測(cè)得的不同瀝青混合料的疲勞壽命。在 0.2 和 0.3 應(yīng)力比下，含有 30% RAP 舊料且無(wú)外摻劑的 R0-30 的疲勞壽命明顯小于新混合料 R0-0，且 R0-30 的疲勞衰減最大；由于再生劑的軟化，含有再生劑的 R1-30 疲勞壽命得到顯著改善，但其老化后的疲勞壽命保留率表現(xiàn)不如新瀝青混合料，說(shuō)明再生劑也不能很好地將舊料瀝青性能恢復(fù)。

摻加了 Evotherm 3G 溫拌劑的溫拌再生瀝青混合料相比于不摻溫拌劑的混合料，疲勞壽命有所下降，但疲勞壽命的衰減得到改善，說(shuō)明 Evotherm 3G 溫拌劑的摻加降低了混合料的疲勞壽命但增強(qiáng)了抗老化能力；SBR在瀝青中形成的致密絲狀結(jié)構(gòu)可以修復(fù)瀝青性能并抑制其開(kāi)裂，因此添加了 SBR 改性劑的 R3-30 疲勞壽命得到提高，彌補(bǔ)了溫拌劑造成的疲勞性能損失，并且改善了二次老化后疲勞壽命的衰減；隨著 RAP 舊料摻量的增加，其疲勞壽命降低且疲勞衰減的表現(xiàn)也變差，這表明即使使用了改性劑，對(duì)于 RAP 的摻量也要謹(jǐn)慎選擇。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于溫拌再生瀝青混合料高溫抗車(chē)轍能力，僅有再生劑的摻加會(huì)降低其車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度，其余如 RAP、溫拌劑和二次老化都會(huì)提高混合料抗車(chē)轍能力。

（2）RAP 摻量對(duì)溫拌再生瀝青混合料的性能有著很大影響，RAP 摻量越大混合料的低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能下降越大，且二次老化后的性能衰減越大，所以即使采用溫拌再生技術(shù)，也要謹(jǐn)慎選擇 RAP 摻量。

（3）SBR 改性劑對(duì)于溫拌再生瀝青混合料低溫抗裂、水穩(wěn)定性和疲勞開(kāi)裂均有提升作用，且 SBR 對(duì)與抗老化性能的提高也有所貢獻(xiàn)。對(duì)于溫拌再生瀝青混合料的使用，建議摻加 SBR 來(lái)提高其路用性能。

（4）二次老化過(guò)后的溫拌再生瀝青混合料低溫性能、水穩(wěn)定性和疲勞性能均有所損失，且損失幅度高于新瀝青混合料。對(duì)于溫拌再生瀝青混合料，不僅要關(guān)注其剛制備完成時(shí)的性能，還要注意老化后的性能衰減。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張金喜 , 蘇詞 , 王超 , 等 . 道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的節(jié)能減排問(wèn)題及技術(shù)綜述 [J]. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) ,2022, 48(03):243-260.

[2] 童海濤 , 郭知濤 , 秦凱強(qiáng) . 高速公路改擴(kuò)建銑刨料再生利用技術(shù)案例分析 [J]. 公路 ,2020,65(03):243-247.

[3] 孫連水 , 尹利洋 , 尹茂群 , 等 . 再生類(lèi)瀝青混合料路用性能研究對(duì)比 [J]. 中國(guó)水運(yùn) ( 下半月 ),2023,23(01): 123-125.

[4] 李艷麗 . 溫拌再生 SBS 改性瀝青混合料路用性能研究[J]. 合成材料老化與應(yīng)用 ,2023,52(02):68-71.

[5] 梁波 , 張海濤 , 梁緣 , 等 . 溫拌瀝青技術(shù)研究綜述 [J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào) ,2023,23(02):24-46.

[6] 張爭(zhēng)奇 , 張?zhí)焯?, 王相友 , 等 . 不同類(lèi)型溫拌劑對(duì)瀝青混合料路用性能影響及其效能評(píng)價(jià) [J]. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版 ),2022,43(06):711-718.

[7] 彭閔敏 , 姜傳勇 , 郭旭東 . 大摻量 RAP 溫拌瀝青混合料研究及應(yīng)用 [J]. 山西建筑 ,2022,48(10):97-100.

[8] 王火明 , 姚森 , 張躍 , 等 . 熱拌及溫拌再生瀝青混合料疲勞特性研究 [J]. 公路交通技術(shù) ,2023,39(02):39-44.

[9] 陳鐵軍 . 熱再生瀝青混合料 RAP 分散情況的多尺度分析 [J]. 公路交通科技 ,2022,39(12):17-26.

[10] 王鑫洋 , 蘇紀(jì)壯 , 高國(guó)華 , 等 . 高摻量 RAP 溫拌再生瀝青混合料動(dòng)態(tài)黏彈特性研究 [J/OL]. 中國(guó)測(cè)試 ,2023:1-10[2023-06-07]. https://kns-cnki-net.webvpn.nefu.edu.cn/kcms/detail/51.1714.TB.20230529.0930.006.html.