RAP料的老化性能与再生技术

DOI:10.16799/j.cnki.csdqyfh.2019.05.072

城市道桥与防洪

2019年5月第5期

RAP料的老化性能与再生技术

闵天翊

有限公司，上海市200433）（上海公路桥梁（集团）

摘

紫外线光老化和温度热老化，在《公路工程沥青及沥要：考虑到路面沥青在自然条件下同时承受着荷载压力老化、

提出了沥青综合模拟老化试验。室内综合模拟老化后的沥青混合料试验规程》中沥青的单因素老化试验方法的基础上，介绍了RAP料的回收方法、最后研究了四种不同的青针入度、延度降低，软化点增加。其次，级配设计和再生剂功能，RAP料再生技术的差异。

制备工艺关键词：RAP；老化性能；再生技术；中图分类号：U414

文献标志码：A

文章编号：1009-7716（2019）05-02-03

0引言

氧气氧化以及车辆沥青路面在自然光、温度、

出现坑荷载的作用下，会逐渐出现表面干涩变脆，

槽、脱落、裂缝、车辙等一系列的病害。当路面性能

为了能够下降到一定程度，不再适合继续使用后，

恢复路面的行驶功能，一般沥青路面需进行铣刨后重新铺筑。

沥青混合料再生利用技术是将需要翻修或者废弃的RAP料（ReclaimedAsphaltPavement），经过

再和新集料、新沥青材料翻挖、回收、破碎、筛分，

适当配合，重新拌和，形成具有一定路用性能的再

铺筑路面面层生沥青混合料，用于路面坑槽修补、

或基层的整套工艺技术。

表1沥青各组分对沥青性质的影响

组分饱和分芳香分胶质沥青质

感温性好好差好

延度差—好稍差

对沥青质分散度

差好好—

高温粘度差好差好

1综合模拟老化试验

芳香分、胶质一般认为，沥青可分为饱和分、

其组分大致比和沥青质四组分。质量优良的沥青，

例是：饱和分13%～20%，芳香分32%～50%，胶质19%～39%，沥青质6%～15%，含蜡量小于

其增塑性比芳香3%。四组分中，饱和分是软化剂，

沥青质分强，胶质对改善沥青的延度有显著效果，

是液态组分的增稠剂[1]，各组分对沥青性质的具体影响见表1。

路表面沥青在自然条件下承受着紫外线光老

收稿日期：2019-01-29作者简介：闵天翊（1975－），男，学士，工程师，从事道路施工项目工程管理工作。

化，车辆荷载压力老化，热老化。考虑到三种老化

室内模拟实验需同时进方式间的耦合与交互作用，

行三种老化实验。实验装置在沥青车辙试验仪的基

以模拟车础上进行改进：将钢轮更换为橡胶轮胎，

以辆荷载的压力老化过程；配备了紫外光源系统，

沥青车辙试验仪配备有温度模拟自然光老化过程；

控制装置，以模拟热老化过程。

上海地区的沥青路面表面温度[2]为22℃~56℃，

考虑与沥青及混合料试沥青长期承受中温热老化，

因此取60℃作为热老化温度。高验温度的一致性，

速公路一般能适应按各种汽车折合成小客车的设计年限年平均昼夜交通量大约为10000辆，二个月累计标准轴载次数为90万次；以上海为例，全年紫外辐射总量是149.6MJ/m2[3]，每日8h计量的年平均紫外辐射强度是14.23w/m2，因此标定车辙板上的光照强度为15w/m2。老化完成后对车辙板上层2cm的混合料进行抽提。其中，车辙板成型试验方法为T0719—2017；抽提试验方法为T0726—2017；车辙板配合比为AC-13，采用SBS掺量为4.5%的SBS改性沥青，基质沥青为70#壳牌基质沥青。

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科技研究265外观上，综合模拟老化后的沥青表现为脆硬、失去光泽。由表2可知，沥青综合老化后针入度降低了0.83mm、软化点提高了8.8℃，延度降低了7.2mm。沥青材料综合模拟老化后，从四组分的角度上看，沥青的组分发生了变化，芳香分和饱和分减少、沥青质和胶质增多。

表2沥青综合模拟老化前后性能对比

材料

试验名称单位实验值试验方法针入度

0.1mm58T0604—2017原样沥青

软化点℃71.5T0606—2017延度mm31.2T0605—2017针入度

0.1mm49.7T0604—2017老化沥青

软化点℃80.3T0606—2017延度

mm

24

T0605—2017

2RAP料的再生方法

2.1回收RAP料

回收RAP料的常用方法有两种：一种是采用翻松机械对旧路面进行大块冲击式翻松；另一种是采用铣刨机进行小块冷铣刨破碎。

我国的沥青路面面层一般为两层或三层，

旧路翻松破碎方法会将三层混合料混在一起回收，很难分层处理。铣刨机法回收RAP料的主要优点是铣刨后的沥青混合料一般情况下不需要二次破碎，其缺点主要是铣刨过程中会增加细集料的含量。综合比较，使用铣刨机进行分层铣刨的方法最好。

2.2级配设计

铣刨料与原沥青混凝土相比，在车辆循环荷

载及铣刨过程中会产生大量的细集料及矿粉，

因此铣刨料中细集料含量多、

粗集料含量小，在使用前需进行筛分，分成不同档位的集料。铣刨料一般需要添加新集料才能使级配合理，所以不宜采用AC-10型级配。同时建议再生混合料应采用连续

密级配类型。对于AC-25型、AC-20型级配工厂冷

再生混合料极易发生严重的离析问题，

因此，连续密级配应以细粒式AC-13型，中粒式AC-16型为主[4]。RAP料的掺配比一般为15%～30%。2.3再生剂

如果使老化沥青的性能发生逆转，恢复到初

始状态，或某一适当的状态，

沥青就得到了再生，则能够重新加以利用。旧沥青再生的过程，

在某种意义上来说，是沥青老化的逆过程[5]。沥青的常规

路用指标针入度、软化点及延度与沥青的流变性

能有密切关系，因此国内外都应用流变参数来分析沥青的再生机理，利用粘度指标来控制再生沥青的性能。

我国现行的交通部行业规范《公路沥青路面

再生技术规范》

（JTGF41—2008）中对再生剂的规定借鉴了美国ASTM的标准规范，对60℃黏度、闪点、化学组分、耐久性能、密度提出了要求。

沥青路面因沥青材料老化而硬化，再生剂的作用在于[6]:

（1）降低RAP料中沥青的粘度，达到新沥青混合料所需沥青的粘度；使过于脆硬的RAP料软化，以便在机械搅拌和加热的过程中充分分散，和新沥青、新集料均匀混合。

（2）渗入RAP料中，与旧沥青充分交融，使在

老化过程中凝聚起来的沥青质重新溶解分散，

调节沥青的胶体结构，从而达到改善沥青流度性质的目的。

（3）再生剂需具有沥青亲和性和强渗透能力、良好的流动性，一定的耐热性。

表3为同济大学吕伟民教授[7]等人提出的再生剂质量技术指标，其中关于芳香分含量和表面张力的建议值，是按旧沥青的沥青质含量小于或等于15%而提出来的，再生剂中芳香分的含量应该大于30%。

表3再生剂技术指标建议值

技术25℃黏度25℃流

芳香分25℃表面薄膜烘箱指标（/Pa·s）变指数含量/%张力/试验（10-3N·m-1

）黏度比

建议值

0.1~20

≥0.9

＞30

＞36

＜3

3再生料技术标准

RAP料再生混凝土主要用于铺筑路面中、

下面层或路面基层，根据《公路沥青路面技术规范》JTGF40—2004）和工程经验，AC-16和AC-20沥青混凝土其必须满足如表4所示马歇尔试验技术

标准。当应用到低等级道路上面层时，

还需要满足路面结构指标，

见表5。表4中、下面层技术指标

混合料

残留冻融劈裂动稳定度稳定度流值类型稳定度/%强度比/%（/次·mm-1）/kN/mmAC-16≥80≥75≥1200≥82~4AC-20

>85

＞70

>800

≥8

2~4

（266科技研究

表5路面检测指标

检测项目外观质量渗水系数（/mL·min-1）

构造深度/mm摩擦系数（BPN）路面噪音（变化量）

质量要求

路面色泽看似新建沥青路面

≤30≥0.55≥45≥1.5db

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检测方法目测T0971T0961T0965定点法

4RAP料的制备工艺

目前沥青路面铣刨料再生技术按施工方法和

厂拌热再生、厂拌冷再拌和温度主要有以下几种：

就地冷再生。生、就地热再生、

（1）厂拌热再生，是沥青混合料拌合场将旧路

干燥等方法处理后，在拌铣刨料进行回收、筛分、

合站内使用较高的拌和温度将铣刨料与新料拌和，并添加适当的再生剂以确保再生混合料的质量。

（2）厂拌冷再生与厂拌热再生不同的地方在于再生过程是在常温下进行的，为了确保再生料的粘结强度，需要在再生料中添加稳定剂。稳定剂一般有两种，水泥类稳定剂和沥青类稳定剂，而沥青类稳定剂又有乳化沥青和泡沫沥青两类。厂拌冷再生的方法相比厂拌热再生，可以避免铣刨料内的旧沥青进一步老化，常温拌和也可以节省燃料。

（3）就地热再生是一种预防性养护技术。采用

对沥青路面进行加热、铣专用的就地热再生设备，

刨，就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等，经热拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。它可分为复拌再生、加铺再生两种：a.复拌再生：将旧沥青路面加热、铣刨，就地掺加一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂，经热态

拌和、摊铺、压实成型。b.加铺再生：该方式相比复

拌再生多一层，首先利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生混合料，再利用再生复拌机的第二熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生混合料之上，两层一起压实成型。就地热再生施工方便，省去了铣刨料在施工场地和拌合站的来回运输，但

很难控制施工质量。是施工质量离散性较大，

（4）就地冷再生是在常温下使用冷再生专用机械连续完成铣刨和破碎包括面层和部分基层在

拌和、摊铺、碾内的旧路面结构层、添加再生材料、

压等作业过程．重新形成具有一定承载能力的结构层的一种工艺。就地冷再生与厂拌冷再生的再

在施工生方法是相同的，只是使用了专门的机械，

再生、摊铺。现场同时完成铣刨、

5结论

压力老化和紫（1）设计了可同时进行热老化、

外光老化的室内综合模拟装置。沥青老化后表现

针入度降低了0.83mm、为脆硬、失去光泽，软化点

提高了8.8℃，延度降低了7.2mm。

（2）总结了回收RAP料的方法、级配设计和再生剂的原理及标准，对不同用处的再生料提出了

厂拌冷再生、就地热再技术指标。对厂拌热再生、

生、就地冷再生四种再生工艺做了分析。

参考文献：

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报，2006，22（1）:86-90.

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2004（1）:99-101.

[7]吕伟民，严家汲.沥青路面再生技术[M].北京:人民交通出版社，

19.

长治至临汾高速公路开通

近长治至临汾高速公路日前正式开通运营，接入山西省高速公路联网收费系统，收取车辆通行费。长

治至临汾高速公路共设置8个收费站，收费期限暂定为3a。长治至临汾高速公路性质是还贷公路，山西交通控股集团有限公司是主要的收费单位。客运车辆收费标准执行山西省高速公路乙类道路及隧道收费标准；货运车辆执行山西省高速公路货运车辆计重收费标准；绿色通道及其他免费车辆则执行国家及山西省有关规定。

syntheticslopeofthegeneralsectionandthefullsuper-elevationsectioncanallmeettherequirements.Butthesyntheticslopeofsuper-elevationtransitionsectionisignoredusually.Asaresult,thewaterloggedsectionsoftheexistinghighwaysaremostlyatthecurves,whichaffectthetrafficsafety.Therefore,thecalculationmethodandinfluencingfactorsofthesyntheticslopeareanalyzedtheoretically,andtheapplicationofthesyntheticslopeisanalyzed.

Keywords:highway,super-elevationtransitionratio,super-elevationtransitionsection,syntheticslope

ExperimentalResearchonMoldingMethodofLarge-grainLarge-porousAsphaltMixturesGaoXiang(261)

Abstract:Theroadperformancesoflarge-grainlarge-porousasphaltmixturesaresignificantlyaffectedbymoldingtemperatureandcompactionnumbers.InordertodeterminetheindoormoldingmethodofMACmodifiedasphaltlarge-grainlarger-porousasphaltmixtures,thesofteningpointtestisfirstlyusedtoanalyzetheeffectofheatingtemperatureonthesofteningpointtestresultofMACmodifiedasphaltandtorecommendtheheatingtemperatureofMACmodifiedasphalt.ThenthelargeMarshallCompactionTestisusedtoanalyzetheeffectofcompactionnumbersonthevolumeindicatorsoflarge-grainlarge-porousasphaltmixtures.ThetestresultsshowthatsofteningpointgrowthtrendofMACmodifiedasphaltisfirstrapidandthenslowatthetemperaturenodeof195℃withtheincrementofheatingtemperature.Withtheincrementofcompactionnumber,thebulk-volumerelativedensityoflarge-grainlarge-porousasphaltmixtureisfirstlyincreasedandthendecreased,andaccordinglythevoidratioisfirstlydecreasedandthenincreased.Allreachtheextremevaluesat112compactionnumbers.Theasphaltheatingtemperatureof195℃andthecompactionnumbersof112timesarerecommendedastheindoormoldingmethodoflarge-grainlarge-porousasphaltmixtures.

Keywords:large-grainlarge-porousasphaltmixture,moldingmethod,moldingtemperature,compactionnumbers

AgingPerformanceandRegenerationTechnologyofRAPMaterialMinTianyi(2)

Abstract:Consideringthepavementasphaltbearingtheloadpressureaging,ultravioletraylightagingandtemperatureheatagingatthesametimeunderthenaturalcondition,thispaperproposesthesynthesissimulationagingtestofasphaltonthebasisofthesinglefactoragingtestingmethodofasphaltinTestingRegulationsofAsphaltandBituminousMixtureforHighwayEngineering.Theasphaltpenetrationandductilityarereduced,andthesofteningpointsareincreasedafterlaboratorysynthesissimulationaging.Thispaperintroducestherecoverymethod,gradingdesignandregenerationfunctionofRAPmaterial,andstudiesthedifferenceoffourdifferentRAPmaterialregenerationtechnologies.

Keywords:RAP,agingperformance,regenerationtechnology,preparationtechnology