摘 要：
为了解决高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料耐久性不足的问题，采用高胶沥青作为新沥青对沥青路面旧料进行热再生。制备了50%旧料掺量的高胶沥青再生沥青混合料，采用车辙试验、低温半圆弯曲试验、间接拉伸IDT疲劳试验和冻融劈裂试验对高胶沥青再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能、抗疲劳开裂性能和水稳定性能进行全面评价，并与70#基质沥青全新沥青混合料进行了对比。为相关的厂拌热再生沥青混合料设计提供参考沥青网sinoasphalt.com。
关键词：沥青混合料；热再生；高胶沥青
0 引言
沥 青 路 面 厂 拌 热 再 生 作 为 一 种 广 泛 应 用的路面再生技术，能够充分利用铣刨的沥青路面旧料，在对设计和施工进行精细化控制的情况下，可以保证再生沥青路面的性能。然而，国内的厂拌热再生沥青路面工程实践表明：高旧料掺量热再生沥青混合料推广应用存在部分路用性能不能满足规范要求的问题。如何在现有厂拌热再生技术的生产条件下提高再生混合料品质，形成能够抵抗重交通 、具备耐久性的再生沥青路面，是当前沥青路面厂拌热再 生 技 术 能 否 成 功 的 关 键[1]。 要 做 到 旧 料 的高掺量再生利用，其关键技术之一是要研发更加优质的再生用沥青胶结材料，能够兼顾沥青混合料高温稳定性能 、低温抗裂性能 、抗疲劳开裂性能和水稳定性能多方面的需求。
高 胶 沥 青 是 一 种 由 高 含 量 SBS 和 胶 粉 组成的复合改性沥青，具有比常规 SBS 改性沥青和橡胶沥青更加优异的使用性能，已在钢桥面铺装中得到成功应用。将高胶沥青用于沥青再生中，可以改善厂拌热再生沥青混合料抗裂性能劣化的问题，同时保证再生沥青混合料的高温稳定性能，从而改善高旧料掺量热再生沥青混合料的耐久性，还能够有效提高厂拌热再生技术中旧料的掺量。因此，本文展开高胶沥青用于高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料的试验研究，希望为国内的沥青路面厂拌热再生技术发展提供助力。
1 材料
1.1 高胶沥青
高 胶 沥 青 来 自 江 阴 宝 利 沥 青 新 材 料 有 限公司，其技术指标如表 1 所示。
1.2 沥青路面旧料
本 文 研 究 所 用 的 沥 青 路 面 旧 料 取 自 无 锡城市道桥有限公司沥青混合料生产基地，首先对旧料沥青的性能进行了检测，其 SHRP 性能等级为 PG 82-10。然后将旧料按照粒径分成粗 细 两 档 ：0～5 mm 旧 料 和 5～15 mm 旧 料 ，以降低再生沥青混合料级配的变异性。对两档旧料的沥青含量进行了检测，0～5 mm 旧料的沥青含量为 6.5%，5～15 mm 旧料的沥青含量为 3.2%。
1.3 再生沥青混合料
按 照 马 歇 尔 设 计 方 法 进 行 再 生 沥 青 混 合料级配设计和最佳油石比确定，混合料类型为AC-13C 型 ，旧 料 掺 量 为 50%，使 用 的 新 集 料为 10～15 mm 玄 武 岩 、5～10 mm 玄 武 岩 和0～5 mm 玄武岩，矿粉为石灰岩矿粉。
采用马歇尔击实仪制备沥青混合料试件，对其密度、空隙率、VMA、VFA、马歇尔稳定度和流值进行检测，最终确定设计的再生混合料的最佳油石比为 5%（ 包括新沥青和旧沥青），扣 除 旧 沥 青 含 量 ，实 际 添 加 的 新 沥 青 用 量 为2.4%（ 按 质 量 份 数 计 ）[2]。 完 成 再 生 混 合 料 设计后，对设计的再生混合料的高温稳定性能 、低温抗裂性能、抗疲劳开裂性能以及水稳定性能 进 行 了 评 价[3]。 同 时 ，将 70# 基 质 沥 青 全 新沥青混合料 AC-13C 作为对照组，以评估高胶沥青用于高旧料掺量厂拌热再生沥青混合料的效果[4]。
2 试验方法
2.1 高温稳定性能
采用 60 ℃车辙试验评价再生沥青混合料的高温稳定性能，试验参照《公路工程沥青及沥 青 混 合 料 试 验 规 程 》（JTG E20—2011）进行，以动稳定度作为高温稳定性能评价指标。
2.2 低温抗裂性能
采 用 半 圆 弯 曲（Semi-Circular Bending,SCB）试验评价再生沥青混合料的低温抗裂性能，试验温度为-12 ℃，采用控制位移的加载方式，加载速率为 50 mm/min，试件发生破坏时 试 验 结 束 ，记 录 试 验 过 程 中 的 力 - 位 移 数据 ，用 于 后 续 试 验 结 果 分 析 ，SCB 试 验 在UTM-25 万能力学试验机上进行。
2.3 抗疲劳开裂性能
采 用 间 接 拉 伸 IDT 疲 劳 试 验 评 价 再 生 沥青 混 合 料 的 抗 疲 劳 开 裂 性 能 。 IDT 疲 劳 试 验方法如下：首先采用马歇尔击实仪成型直径为100 mm、高度为 63.5 mm 的标准试件，其次对试件进行 IDT 劈裂试验，获得试件强度；最后以控制应力比（σ/σm）的方式开展 IDT 疲劳试验，选择的应力比为 0.3、0.4 和 0.5，试验温 度 为 15 ℃ ，以 试 件 破 坏 作 为 IDT 疲 劳 试 验结束的标准，记录试件的疲劳寿命。
2.4 水稳定性能
采 用 冻 融 劈 裂 试 验 评 价 再 生 沥 青 混 合 料的水稳定性能，冻融劈裂试验参照《公路工程沥 青 及 沥 青 混 合 料 试 验 规 程 》（JTG E20—2011）进行，以冻融劈裂抗拉强度比 TSR 作为评价指标。
3 试验结果分析
3.1 车辙试验结果
高胶沥青再生沥青混合料和 70# 基质沥青全 新 沥 青 混 合 料 车 辙 试 验 结 果 如 图 1 所 示 。高 胶 沥 青 再 生 沥 青 混 合 料 平 均 动 稳 定 度 为8798 次/mm，总变形量为 0.286 mm，动稳定度结 果 变 异 系 数 为 13.7%；而 70# 基 质 沥 青 全 新沥 青 混 合 料 平 均 动 稳 定 度 为 1933 次/mm，总变 形 量 为 1.158 mm，动 稳 定 度 结 果 变 异 系 数为 9.5%。
相较于 70# 基质沥青全新沥青混合料 ，高胶再生沥青混合料有着很好的高温稳定性能，一方面是由于沥青老化后变硬，其高温稳定性能得到提升；另一方面是由于高胶沥青本身优异的高温稳定性能，加入旧料中后并未牺牲再生沥青混合料的高温稳定性能。此外，高胶沥青再生沥青混合料的动稳定度结果变异性相较 于 70# 基 质 沥 青 全 新 沥 青 混 合 料 而 言 相 差并不大，表明采用高胶沥青对旧料进行再生时其高温稳定性能具有较好的可靠度。
3.2 低温 SCB 试验结果
SCB 试验以断裂能作为评价指标，断裂能计 算 方 法 如 式（1）所 示 ，一 般 而 言 ，沥 青 混 合料断裂能越大，低温抗裂性能越好。
高胶沥青再生沥青混合料和 70# 基质沥青全 新 沥 青 混 合 料 SCB 试 验 结 果 如 图 2 所 示 。
70# 基 质 沥 青 全 新 沥 青 混 合 料 的 断 裂 能 为1276.53 J/m²，结 果 变 异 系 数 为 7.5%；高 胶 沥青再生沥青混合料的断裂能为 1892.50 J/m²，结 果 变 异 系 数 为 9.9%。 由 图 2 可 知 ，采 用 高胶沥青再生的 50% 旧料掺量再生沥青混合料有 着 比 70# 基 质 沥 青 全 新 沥 青 混 合 料 更 好 的低温抗裂性能，且其结果变异性较低，说明高胶沥青不但能显著提升再生沥青混合料的低温抗裂性能，并且提升的效果能够满足可靠度的要求。
3.3 间接拉伸 IDT 疲劳试验结果
高胶沥青再生沥青混合料和 70# 基质沥青全新沥青混合料的间接拉伸 IDT 疲劳试验结果如表 2 所示，沥青混合料疲劳寿命越大则其抗疲劳开裂性能越好。由表 2 可知，在选择的应力比条件下，高胶沥青再生沥青混合料有着比 70# 基 质 沥 青 全 新 沥 青 混 合 料 更 高 的 疲 劳寿命，说明高胶沥青能够保证 50% 旧料掺量的再生沥青混合料具有良好的抗疲劳性能。
3.4 冻融劈裂试验结果
高胶沥青再生沥青混合料和 70# 基质沥青全 新 沥 青 混 合 料 冻 融 劈 裂 试 验 结 果 如 表 3 所示 ，TSR 值 越 高 则 沥 青 混 合 料 水 稳 定 性 能 越好 。 由 表 3 可 知 ，高 胶 沥 青 再 生 沥 青 混 合 料TSR 值能够满足技术规范不小于 80% 的要求，说明其水稳定性能得到了保障。
4 结论
第一，采用高胶沥青制备的 50% 旧料掺量再 生 沥 青 混 合 料 有 着 比 70# 基 质 沥 青 全 新 沥青 混 合 料 更 好 的 高 温 稳 定 性 能 、低 温 抗 裂 性能 、抗疲劳开裂性能和水稳定性能，表明高胶沥 青 能 够 有 效 提 升 再 生 沥 青 混 合 料 的 使 用性能。
第二，高胶沥青再生沥青混合料的动稳定度指标 、断裂能指标有着较低的变异系数，可以认为高胶沥青对再生沥青混合料高温稳定性能和低温抗裂性能的提升能够满足可靠度的要求。
参考文献：
[1]徐金枝，郝培文，郭晓刚，等 . 厂拌热再生沥青混 合 料 组 成 设 计 方 法 综 述 [J]. 中 国 公 路 学 报 ，2021（10）：72-88.
[2]马辉，茅荃，李宁 . 沥青路面厂拌热再生 RAP 料掺量影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报 ，2020（9）：97-104.
[3]祁浩东 . 高性能聚合物改性沥青混合料中小跨径钢桥面铺装体系研究[D]. 南京：东南大学，2022.
[4]毛新征，周德宝，陈国强，等 . 高胶改性 ECA-10沥青混合料的试验研究及应用[J]. 国防交通工程与技术，2022（4）：65-68，43.
原创作者：赵龙（1992-），男 ，安徽合肥人 ，硕士 ，工程师，研究方向：高速公路建设与管理。
