热再生沥青混合料的拌和特性及设计方法研究

• 作 者: 于帅
• 机 构: 同济大学
• 出 处: 同济大学
• 发表日期: 2018年期
• 关键词: 沥青路面

沥青路面回收材料(RAP)应用于热拌沥青混合料进行道路建设，因其成本低廉，性能良好受到了各地的青睐。但随着高RAP掺量的再生沥青混合料的应用，再生沥青混合料某些性能，如疲劳、开裂等性能的不足，直接影响了道路的使用和耐久性，因此合理的设计再生沥青混合料至关重要。现阶段Superpave新旧沥青调和曲线作为高掺量再生沥青混合料的主要设计准则，在确定混合料新沥青等级以及最佳沥青用量时，仍存在依托完全拌和假设不合理、计算参数单一的问题。
　　本文的主要目标是：(1)计算获得不同掺量下的RAP拌和率；(2)比较再生沥青混合料沥青用量、新沥青等级以及再生剂的使用，完善再生沥青混合料的设计方法。为了达到以上目标，通过进行沥青抽提回收以及沥青性能试验获得RAP的拌和率，并将拌和率应用于再生沥青混合料设计，通过比较混合料的性能得到不同设计方法的适用范围。
　　通过试验发现，RAP在高温拌和时，部分拌和总是发生，而且相同试验条件下40%RAP的拌和率最大。采用RAP拌和率进行再生沥青混合料的参数预测，发现考虑拌和率的部分拌和预测能够明显提高预测精度。之后结合RAP拌和率提出了一种新的再生沥青混合料最佳沥青用量的确定方法——部分拌和法。部分拌和法与传统的Superpave设计法和完全拌和法相比，在沥青用量上比Superpave体积法多约1%新沥青，比完全拌和法多约0.5%新沥青。但部分拌和法能在不损害车辙性能的同时，明显提升其开裂性能。接下来将RAP拌和率用于改进新旧沥青调和曲线确定新沥青等级，发现考虑拌和率进行新沥青等级设计后，新沥青等级会有略微上升，而且混合料的抗车辙性能变化不大，其抗开裂性能明显提高。后续研究了再生剂对于再生混合料的影响，发现再生剂能够明显提高RAP的拌和率，而且加入再生剂后，混合料的开裂性能明显改善。最后比较几种设计理念(考虑了拌合率的部分拌合法，根据调和曲线挑战新沥青等级，掺加再生剂)对再生混合料性能的影响，发现部分拌和法结合拌和率确定新沥青等级在不损害混合料车辙性能的同时，明显提高其开裂性能，是一种较好改进再生沥青混合料性能的好方法，同时Superpave体积法结合拌和率确定新沥青等级，并加入添加剂也是一种较好平衡再生沥青混合料车辙和开裂性能的方法。
　　本次研究是在实验室研究的基础上进行的，实验室环境和现场拌合环境在拌和方式、拌和能量以及效率方面都存在较大差异，会导致拌和率的不同。同时，研究仅仅针对有限的再生料、新沥青混合料、及再生剂种类，所获得的结果具有局限性。后续的研究中，需要实验室的成果与实际道路工程相结合，并且关注道路的使用情况，采用多种材料和使用条件，验证这一研究成果的实际意义，使之能够更好的完善再生沥青混合料的设计体系。