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温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

宣布日期：

2024-12-13

摘要

为研究温拌再生 SBS 改性沥青混淆料的路用性能，通过马歇尔试验以逍遥率作为控制参数评价了温拌再生SBS 改性沥青混淆料的降温效果，并以热拌条件为比照组，接纳车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔及冻融劈裂试验等研究了温拌再生 SBS 改性沥青混淆料的崎岖温性能和水稳固性。试验效果批注，Evothem 温拌剂可有用降低沥青混淆料的拌和温度约 20℃，且 RAP 不但会增添混淆料逍遥率及拌和温度，并且还会降低混淆料的低温抗裂性和抗水损害性能，但其可增强混淆料的高温抗车辙能力，加入温拌剂及温拌条件下更有利于温拌再生 SBS 改性沥青混淆料的低温性能和水稳固性。

要害词：温拌再生 SBS 改性沥青沥青路面接纳料（RAP）路用性能

近些年，随着交通事业的鼎力大举生长，各品级公路里程的一直增添，大部分早期修建的蹊径已进入改扩建或大中修时期，由此爆发的旧路翻修或铣刨料大宗群集，据不完全统计，每年因养护维修爆发的沥青路面放弃料高达一亿多吨，而废旧混凝土则不低于 7000 万吨，不但占用有限土地资源，并且会对情形造成一定污染 [1]。随着海内关于矿料的大宗开采，以及在情形�；ちΧ壬系脑銮�，目今矿料资源泛起严重匮乏，且开采量有限，因此关于旧料的再生使用是很有须要的 [2]。现在关于路面铣刨料接纳使用方法主要有两种：接纳冷再外行艺，如将铣刨料经由一定工艺步伐处置惩罚后掺入 3%~6% 水泥质料以提高强度，作为新建蹊径的底下层或低品级蹊径的下层质料，这种方法能够降低能源消耗，具有较好的环保效益，但一样平常强度较低，路用性能较差 [3]。使用热再外行艺，即在铣刨料中添加一部分新集料和新沥青重新拌和，这种方法会使旧料中已老化的沥青质料爆发二次老化，危害情形 [4]。以上两种手艺方法都一定水平地限制了旧料的接纳使用率。

温拌手艺是一种介于高温与常温拌和之间的新型拌和方法，在拌和与施工温度上通常要比热拌降低15~30 ℃，不但镌汰能源消耗，并且有利于情形�；�，同时在旧料再生使用方面减小了旧沥青的二次老化概率 [5]。本文团结再外行艺与温拌手艺，将温拌手艺使用于再生 SBS 改性沥青混淆料中，研究了温拌剂关于再生沥青性能的影响、温拌降温效果及温拌再生沥青混淆料的路用性能。

原质料与配合比设计

原质料

接纳某市区都会主干道沥青路面上面层铣刨料，原路面已服役 7 年，其上面层接纳的 SBS-I-D 改性沥青混淆料 AC-13。将铣刨料破碎后按粗细集料举行筛分分 2档，详细筛分效果见表 1，粗 RAP 和细 RAP 中的沥青含量划分是 5.12%、3.76%。针对抽提接纳的老化沥青举行基天性能检测，针入度（25℃）为 26.0（0.1mm），软化点为75℃，15℃延度为15.6cm，135℃粘度为3.462Pa?s。新沥青接纳盘锦线型 SBS-I-D 改性沥青，其手艺性能见表 2。新集料接纳石灰岩，分为 0~3 mm、3~5 mm、5~10 mm、10~15 mm 共四挡，填料接纳石灰岩磨细的矿粉，其各项手艺指标均知足要求。为平衡新旧沥青各组分，恢复旧沥青各项性能，接纳再生剂对旧沥青举行再生处置惩罚 [6]，再生剂各项手艺指标见表 3，其推jian用量为沥青用量的 15%（质量分数）。为降低拌和及施工温度，避免沥青再次老化，接纳 Evothem 型温拌剂，其固含量为 71%，呈弱碱性，暗褐色液体，其推jian用量为沥青用量的 5%（质量分数）。

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

配合比设计

在举行沥青混淆料路用性能试验时 RAP 旧料掺量按0%、10%、30% 和 50% 替换新集料，为减小矿料级配的差别影响，均接纳 AC-13 型级配中值作为合成级配，差别 RAP 替换率下的新集料筛孔百分率见表 4。

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

为了确定差别 RAP 掺量的新沥青用量，控制总沥青用量划分为 3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%，并思量RAP 中旧沥青用量 4.2% 以及占旧沥青用量 15% 的再生剂用量，将差别 RAP 掺量的再生沥青混淆料成型马歇尔试件，并测试马歇尔指标参数，zui终确定出 0%、10%、30% 和 50% RAP 掺量对应的新沥青量划分为 4.8%、4.5%、3.9% 和 3.3%。

温拌剂降温效果

接纳 110、120、130、140、150、160 ℃ 等六种温度划分作为掺 5% 温拌剂 Evothem 的差别 RAP 掺量的再生 SBS 改性沥青混淆料的拌和温度，并以 0%RAP 热拌SBS 改性沥青混淆料作比照，在室内成型马歇尔试件，以逍遥率作为控制参数来确定温拌再生沥青混淆料的拌和温度 [7]，试验效果如图 1 所示。

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

从图 1 可以看出，随着拌和温度的升高，种种沥青混淆料的逍遥率逐渐减小，在统一逍遥率下 0%RAP 热拌沥青混淆料的拌和温度zui高，0%RAP 温拌沥青混淆料对应的拌和温度zui低，在控制逍遥率为 4% 时，0%RAP温拌相关于 0%RAP 热拌沥青混淆料拌和温度降低约20℃，且随着 RAP 用量的增多，拌和温度逐渐增高。同理，在同样的拌和温度下 0%RAP 热拌沥青混淆料的逍遥率zui大，而 0%RAP 温拌沥青混淆料逍遥率zui小，并且随着 RAP 掺量增添，其温拌沥青混淆料逍遥率随之增大。说明温拌剂 Evothem 的加入降低了沥青的粘度，增强了沥青混淆料的可压实性，增大了密实度，从而减小了逍遥率。别的随着 RAP 掺量的增大，同时其中的旧沥青用量也在增多，导致整个沥青粘结料粘度增添，导致可压实性降低，从而逍遥率增大。

路用性能

为了验证 RAP 掺量和温拌剂加入后关于温拌再生沥青混淆料路用性能的影响，在室内成型试件时，控制试件逍遥率为 4%，热拌 / 热拌再生沥青混淆料的拌和温度为 160℃，0%RAP、10%RAP、30%RAP、50%RAP 对应的温拌 / 温拌再生沥青混淆料拌和温度划分为 140、145、150、155 ℃。

高温稳固性

由于温拌再生 SBS 改性沥青混淆料受到自身温拌和再生的双重重大特点，关于高温稳固性的磨练与评价是很有须要的。本文以热拌沥青混淆料作为比照，对掺Evothem 温拌剂和差别 RAP 掺量的再生 SBS 改性沥青混淆料举行车辙试验，成型试件为边长 300mm、厚度50mm 的车辙板，接纳通俗车辙试验仪以 42 次 /min 的速率加载，并以 45~60 min 内的动稳固度举行评价，试验效果如图 2 所示。

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

从图 2 试验效果可看出，在温拌和热拌两种方法下，再生 SBS 改性沥青混淆料的动稳固度都随着 RAP 掺量的增添而一直增大，且各组动稳固度值都知足 JTG F40-2004 规范中关于动稳固度不小于 2800 次 /mm 的要求。在 RAP 掺量划分为 10%、30% 和 50% 时热拌再生 SBS改性沥青混淆料相关于自然集料对应的 SBS 改性沥青混淆料在动稳固度数值上划分提高了 10%、33% 和 73%，而温拌再生 SBS 改性沥青混淆料相对应地提高了 11%、29% 和 49%。别的，在统一种 RAP 掺量时温拌再生SBS 改性沥青混淆料的动稳固度要低于热拌，RAP 掺量为 0%、10%、30% 和 50% 时热拌再生 SBS 改性沥青混淆料动稳固度相关于温拌划分横跨了 10%、9%、14% 和27%。说明在热拌条件下和 RAP 高掺配比例时再生 SBS改性沥青混淆料的高温抗车辙能力更强。这是由于 RAP掺配比例高时对应的老化沥青量也增多，老化沥青的粘度相对较大，从而增大了混淆料的动稳固度，另外热拌条件下 RAP 中的旧沥青经由二次老化以及新沥青的短期轻度老化都会增添沥青的粘度，提高了混淆料关于车轮荷载的对抗能力，从而提高了动稳固度 [8]。

低温抗裂性

温拌剂和 RAP 用量都会对沥青混淆料的低温抗裂性造成差别水平的影响，为了研究温拌剂和 RAP 关于混淆料低温性能的影响，本文接纳低温小梁弯曲试验对热拌 / 温拌再生 SBS 改性沥青混淆料举行试验，试验温度选择 -10℃，以弯拉应变和劲度模量为评价指标，试验效果如图 3 所示。

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

从图 3 可发明，在热拌与温拌条件下再生 SBS 改性沥青混淆料的弯拉应变随 RAP 用量增添而减小，劲度模量随之增大，在 RAP 用量 50% 时热拌和温拌条件下相关于自然集料的混淆料弯拉应变划分降低了 39%、37%，且在 RAP 掺量为 50% 时弯拉应变已不知足 JTG F40-2004 规范的弯拉应变不低于 2500με 要求，而劲度模量相对应的增大了 149%、152%，同时在统一种 RAP用量时温拌再生 SBS 改性沥青混淆料的弯拉应变相关于热拌高，而劲度模量则响应的较低。说明 RAP 的掺入会降低沥青混淆料的低温抗裂性，但温拌剂会有利于混淆料低温性能的显著提升。这是由于 RAP 掺量的增添引起旧沥青用量随之增多，旧沥青的保存会导致粘性因素增多，在低温时更容易爆发脆裂破损，别的在热拌条件下加重了旧沥青的二次老化和新沥青的短期老化，使得沥青在低温时的脆硬性增添，而温拌剂的加入会使旧沥青的弹性因素增多 [9]，加之温拌条件下拌和和压实温度相对较低，从而更有利于低温性能。

水稳固性

为了评价加入 RAP 和温拌剂后对温拌再生 SBS 改性沥青混淆料抗水损害性能爆发的影响，接纳浸水马歇尔和冻融劈裂试验举行研究，以盘算获得残留稳固度和冻融劈裂强度比为评价依据，其效果如图 4 所示。

温拌再生SBS改性沥青混淆料路用性能研究

从图 4 效果看出，随着 RAP 掺量的增多，热拌与温拌再生 SBS 改性沥青混淆料的残留稳固度和冻融劈裂强度比均逐渐降低，且在 RAP 掺量为 50% 时热拌与温拌两种拌和条件下残留稳固度不知足 JTG F40-2004 规范中关于湿润区及湿润区其不低于 85% 的要求，且冻融劈裂强度比也不知足规范关于湿润区及湿润区其不低于 85%的要求，但都可知足半干区或干旱区的质料要求 [10]。与热拌条件相较量，温拌条件下的再生 SBS 改性沥青混淆料的残留稳固度和冻融劈裂强度比都较高。以上说明掺加 RAP 会降低混淆料的水稳固性，但温拌剂会有用改善混淆料的抗水损害性能。这是由于 RAP 中老化沥青倒运于沥青与集料的粘附性，在浸水或冻融循环条件下沥青与集料界面更容易受到破损，而温拌条件时由于拌和与击实温度较低，削弱了短期老化关于沥青的影响，因此温拌更有利于水稳固性。

结论

（1）加入 Evothem 温拌剂可以有用降低沥青混淆料的拌和温度约 20℃，掺入 RAP 再生料会导致混淆料的逍遥率增大，拌和温度也会有响应提高。

（2）纯粹从高温稳固性方面看，掺入 RAP 会提高再生 SBS 改性沥青混淆料的高温抗车辙能力，且相关于温拌，热拌条件下更有利于混淆料的高温稳固性。

（3）从低温抗裂性和水稳固性方面看，掺入 RAP会严重降低沥青混淆料的低温抗裂性和抗水损害性能，且 RAP 掺量为 50% 时已不知足规范要求，温拌条件及温拌剂的加入更有利于混淆料的低温性能和水稳固性。

参考文献：

[1]姚晓光,许涛,张争奇.再生 SBS 改性沥青混淆料路用性能研究[J].武汉大学学报(工学版),2021,54(05):407-414.

[2]孟本文,于远建,张建男,等.SBS 改性沥青混淆料在蹊径施工中的稳固性研究[J].合成质料老化与应用,2022,51(01):132-134.

[3]孙吉书,肖田,杨春风,等.温拌再生沥青混淆料的路用性能研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2011,30(02):250-253.

[4]高运.硫磺 SBS 改性沥青流变性能及其混淆料路用性能试验研究[J].合成质料老化与应用,2021,50(02):67-69,22.

[5]程培峰,向银剑,寇洪源,等.废旧沥青混淆料掺量对热再生改性沥青混淆料拌和压实温度的影响[J].科学手艺与工程,2018,18(22):273-279.

[6]宋大伟.SBS橡胶粉复合改性沥青混淆料在都会小修刷新中的应用研究[J].合成质料老化与应用,2021.50(02):70-72,42.

[7]吴欣.温拌再生 SBS改性沥青混淆料性能研究[D].广州:华南理工大学,2019

[8]冉龙飞,何兆益,曹青霞.SBS改性沥青再生剂性能研究[J].修建质料学报,2015,18(04):578-583,595.

[9]张梦缘.温拌再生SBS改性沥青及其混淆料性能研究[D].西安:长安大学,2021.

[10]李佳坤,孔令云,陈先勇,等:Evotherm 温拌再生沥青混淆料路用性能研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2013,32(05):958-960,968.

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