林榮團(tuán) 鄧國(guó)忠

摘要：為研究RAP摻量對(duì)Sasobit溫拌再生瀝青混合料路用性能的影響，文章在Sasobit摻量為3%，RAP摻量分別為20%、30%、40%的條件下成型瀝青混合料試件，測(cè)定了各項(xiàng)路用性能參數(shù)，對(duì)溫拌再生瀝青混合料的路用性能進(jìn)行研究，并將不同的RAP摻量視為不同維度，采用各路用性能指標(biāo)與RAP摻量為0時(shí)的歐幾里得距離評(píng)價(jià)了Sasobit溫拌再生瀝青混合料性能對(duì)RAP摻量敏感性，提出了基于歐幾里得距離的Sasobit溫拌再生瀝青混合料極限RAP摻量確定方法。結(jié)果表明：RAP的摻入增強(qiáng)了混合料的高溫性能，降低了混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性能，且當(dāng)RAP摻量>20%時(shí)，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)顯著增大;當(dāng)RAP摻量>30%時(shí)，浸水殘留穩(wěn)定度比衰減較大。由此，提出了采用歐幾里得距離確定極限RAP摻量的方法，且當(dāng)Sasobit用量為3%時(shí)，RAP的最大摻量宜≤24%。

關(guān)鍵詞：溫拌;再生瀝青;路用性能;RAP摻量

0 引言

瀝青路面再生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄瀝青路面材料（RAP）的重復(fù)利用，減少了新道路建筑材料的使用量，減少了因石料開采對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)也節(jié)約了道路建設(shè)成本[1-2]。對(duì)于瀝青路面的再生方式，可根據(jù)拌和溫度分為熱再生和冷再生，而用作瀝青面層，尤其是上面層材料多采用熱再生技術(shù)[3-4]。然而，在熱再生過程中，往往要求混合料具有更高的拌和溫度，以保證新舊瀝青材料的充分混合，而更高的拌和溫度一方面易造成瀝青在拌和過程中的過度老化，同時(shí)從安全和環(huán)保的角度也是不利的[5]。Sasobit溫拌劑是一種瀝青降粘劑，可以通過降低瀝青的高溫黏度的方法降低混合料的拌和溫度，從而解決熱再生技術(shù)拌和溫度較高的問題[6]。

本文通過在Sasobit摻量為3%，RAP摻量為20%、30%、40%的條件下成型瀝青混合料馬歇爾試件、小梁試件和車轍試件，測(cè)定混合料試件的動(dòng)穩(wěn)定度、低溫破壞應(yīng)變、浸水殘留穩(wěn)定度比和凍融劈裂強(qiáng)度比，對(duì)溫拌再生瀝青混合料的性能進(jìn)行研究，并提出采用歐幾里得距離確定RAP摻量的方法對(duì)Sasobit溫拌再生瀝青混合料性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，也基于此提出了Sasobit溫拌再生瀝青混合料的極限RAP摻量確定方法。

1 原材料和混合料設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)所用瀝青路面回收材料（RAP）由某高速公路瀝青路面銑刨得到，通過燃燒法測(cè)得RAP中的油石比為4.1%，RAP中的集料顆粒組成如表1所示。試驗(yàn)用新瀝青為KLMY90#瀝青，技術(shù)指標(biāo)如表2所示。粗集料為玄武巖，技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

2 RAP摻量對(duì)混合料性能的影響

在Sasobit摻量為3%，RAP摻配率分別為20%、30%和40%的條件下成型瀝青混合料車轍試件、馬歇爾試件和小梁試件，對(duì)不同RAP摻配率下溫拌再生瀝青混合料的路用性能進(jìn)行了測(cè)定。

采用瀝青混合料車轍試驗(yàn)儀對(duì)不同RAP摻配率下的溫拌再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度進(jìn)行了測(cè)定，并以此對(duì)其高溫性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5和圖1所示。

從表5和圖1可以看出，當(dāng)不摻RAP時(shí)，溫拌瀝青混合料的各項(xiàng)性能均能滿足技術(shù)規(guī)范要求，而隨著RAP摻量的增加，溫拌再生瀝青混合料出現(xiàn)動(dòng)穩(wěn)定度增大，浸水殘留穩(wěn)定度比、凍融劈裂強(qiáng)度比和低溫破壞應(yīng)變均出現(xiàn)下降，即RAP的摻入增強(qiáng)了混合料的高溫性能，降低了混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性能，且當(dāng)RAP摻量超過20%時(shí)，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)顯著增大;當(dāng)RAP摻量超過30%時(shí)，浸水殘留穩(wěn)定度比衰減較大。同時(shí)可以看出，溫拌再生瀝青混合料的高溫性能和水穩(wěn)定性能仍能滿足規(guī)范要求，而低溫性能則難以滿足規(guī)范要求。

3 RAP適宜摻量的確定

在任意RAP摻量下，溫拌再生瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能可視為不同維度，即此時(shí)混合料的性能是由多個(gè)維度共同決定的，任意維度都只能反映混合料性能的一個(gè)方面，所有維度的指標(biāo)共同反映了混合料在該摻量下的路用性能。因此，為綜合評(píng)價(jià)RAP摻量對(duì)各項(xiàng)性能的影響程度，本文采用了歐幾里得距離對(duì)其RAP摻量對(duì)溫拌再生瀝青混合料路用性能的影響進(jìn)行評(píng)定。

在數(shù)學(xué)中，歐幾里得距離是一個(gè)通常采用的距離定義，它是在m維空間中兩個(gè)點(diǎn)之間的真實(shí)距離，可用式（1）進(jìn)行計(jì)算：

采用式（1）對(duì)不同RAP摻量下混合料性能與不摻RAP時(shí)混合料性能的歐幾里得距離進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表6和圖2所示。

從表6和圖2可以看出，隨著RAP摻量P的增加，混合料路用性能距離初始狀態(tài)（P=0）的歐幾里得距離D逐漸增大，即混合料的綜合路用性能發(fā)生連續(xù)衰減，這與上節(jié)的結(jié)論一致。同時(shí)，歐幾里得距離D與RAP的摻量P近似滿足二次函數(shù)，如式（2）所示。

若將滿足施工規(guī)范要求的路用性能臨界值作為一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)，則動(dòng)穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度比、凍融劈裂強(qiáng)度比和低溫破壞應(yīng)變共同組成該點(diǎn)的四個(gè)維度。本文以夏炎熱、冬冷、潮濕區(qū)為例，取氣候分區(qū)為夏熱，該點(diǎn)的四個(gè)維度分別為：動(dòng)穩(wěn)定度為800次/mm，浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度比為80%，凍融劈裂強(qiáng)度比為75%，低溫破壞應(yīng)變?yōu)?000με，則該點(diǎn)到RAP摻量為0點(diǎn)的歐幾里得距離D0通過計(jì)算為633，則將D0=633代入式（2）可得RAP的臨界摻量為P0=24%。因此可以認(rèn)為，從綜合路用性能上講，Sasobit溫拌再生瀝青混合料的RAP摻量應(yīng)≤24%。

綜上所述，本文給出了基于綜合路用性能的再生瀝青混合料RAP摻量控制方法，其步驟如下：

步驟1：通過室內(nèi)試驗(yàn)得出不同RAP摻量下的混合料路用性能指標(biāo)值，試驗(yàn)中RAP摻量應(yīng)覆蓋可能使用摻量的最高值;

步驟2：計(jì)算各RAP摻量時(shí)混合料路用性能與不摻加RAP時(shí)路用性能的歐幾里得距離D;

步驟3：通過數(shù)據(jù)擬合得出歐幾里得距離D與RAP摻量P的關(guān)系模型;

步驟4：計(jì)算道路所在地所對(duì)應(yīng)瀝青路面分區(qū)所要求的路用性能極限值與RAP摻量為0時(shí)混合料性能間的歐幾里得距離D0;

步驟5：將D0代入步驟3所建立的關(guān)系模型中，求解所處臨界的RAP摻量P0。

該方法綜合表述了瀝青混合料的各項(xiàng)性能，為RAP的最大摻量確定提供了新的依據(jù)。

此外，對(duì)該二次函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)，可獲得歐幾里得距離D隨RAP摻量P的衰減速度，如式（3）。

可以看出，歐幾里得距離的衰減速度dD/dP與RAP摻量近似呈線性相關(guān)關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，RAP摻量越大，混合料性能降低越快。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）RAP的摻入增強(qiáng)了混合料的高溫性能，降低了混合料的低溫性能和水穩(wěn)定性能，且當(dāng)RAP摻量>20%時(shí)，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度指標(biāo)顯著增大;當(dāng)RAP摻量>30%時(shí)，浸水殘留穩(wěn)定度比衰減較大。

（2）本文提出了采用歐幾里得距離確定極限RAP摻量的方法。

（3）當(dāng)Sasobit用量為3%時(shí)，RAP的最大摻量宜≤24%。

參考文獻(xiàn)：

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