掺加纤维的高比例再生混合料路用性能试验研究

王昊

摘 要：提高废旧沥青混合料的再生掺加量，并能够有效保证再生混合料的长期使用性能，即使混合料再生利用向高值化转变，对推进绿色公路建设具有重要影响。本文在对废旧混合料性能评价的基础上，开展高比例再生混合料（掺量为50%）的路用性能研究，并研究添加聚酯纤维纤维对高比例混合料高温、低温、水稳定性的改善作用。结果表明：纤维的添加能够显著改善提升再生混合料的各项性能指标，并且在2%～3%的掺加量可以获得最佳的性能。

关键词：道路工程；再生混合料；纤维；高比例；路用性能

0.引言

随着诸多绿色公路建设项目和科技示范项目的实施，混合料再生利用相关的推广应用和课题研究成为诸多项目的亮点，不仅取得了较为显著的研究成果，并且使路面材料再生利用研究得到了更加广泛的关注。随着越来愈多早期建设的沥青路面进入大中修养护周期，废旧沥青混合料的来源和数量在不断在增加，然后从国内目前已经实施热再生项目情况分析，再生混合料的掺加量一般不超过30%，且；路面投入使用后早期均存在不同程度的病害现象，严重影响了热再生技术的应用。本文将研究掺加纤维的高比例再生混合料路用性能的改善，以期得到高掺量条件下性能优良的再生混合料。

1.RAP及配合比

1.1RAP性能

本文采用的材料为湖北某国道大修路面面层铣刨料，采用离心抽提法提取混合料中的沥青，并对回收沥青进行各项指标的检测，检测结果如下。离心后的碎石进行级配和压碎值等指标检测。

1.2混合料配合比设计

根据旧沥青混合料的筛分情况，本文选择AC-16密集配沥青混凝土级配，通过试配并调整新集料的添加比例，发现50%RAP掺量下混合料合成级配较为理想，为此，后续试验均采用RAP为50%来进行。

本次试验使用的新沥青为满足规范要求的SBS I-D改性沥青，掺加的是6mm的混凝土用短切聚酯纤维。参考相关文献，RAP预热温度定在110-120℃，以混合料拌和温度为160℃为目标，经过试拌确定新集料的预热温度为200℃。

选取4.1%、4.4%、4.7%三个油石比进行马歇尔试验，最终得到不同聚酯纤维使用量的最佳沥青用量。

在RAP掺量为50%的情况下，掺加聚酯纤维的沥青混合料，经马歇尔试验确定的最佳沥青用量会有所提高，并且随着掺量的增加，聚酯纤维表面亲油性的特征会导致沥青增大；与未掺加纤维的混合料相比，纤维的添加会提高混合料力学性能，且在相同的击实功作用下，混合料易于压实，即更容易得到较小空隙率的成型试件。

2.路用性能

2.1高温稳定性

按照试验规程的要求，分别对不同聚酯纤维掺加量的再生混合料成型车辙试件，并在60℃的条件下进行车辙试验，得到不同纤维掺量再生混合料动稳定度结果。

根据上述试验结果可以发现，RAP掺量为50%的情况下混合料的动稳定度可以达到3205次/mm，混合料具有较好的高温抗车辙的能力；掺加纤维的混合料动稳定度有显著的提升，说明纤维添加使混合料的高温抗变形能力在增强；2%的纤维掺量时，动稳定度可以达到3841次/mm，是本次试验不同纤维掺量中的最高值，而后，随着纤维的增加动稳定度有所下降；此外，添加纤维时混合料的高温稳定性变异系数较低，能有较为显著的提高混合料性能的均一性；纤维的添加，由于其具有较大的比表面积，与沥青间有良好的吸附作用，结构沥青比重增加，使得混合料的性能提升。

2.2低温弯曲试验

按照试验规程方法成型小梁试件，测定混合料低温弯曲性能，以破坏应变指标来评价混合料的低温抗裂性能，试验结果如下。

根据试验结果可知：50%RAP掺量的再生混合料破坏应变为1756.35，达不到沥青路面施工技术规范中的大于2000的要求；掺加聚酯纤维后显著提高了再生混合料的低温抗裂性能，并且随着掺加量的提高，抗裂性能不断提高；3%掺量时再生混合料低温弯曲可以达到规范对普通混合料2600的要求，因此可以聚酯纤维的掺加有效的解决了再生混合料低温抗裂不足的这一缺陷。

2.3水稳定性试验

采用浸水马歇尔试验评价再生混合料的水稳定性，分别测测定再生混合料标准时间稳定度强度和48h稳定度，以强度比值即残留稳定度后来衡量混合料的水稳定性，试验结果见

由试验结果可以发现：在不掺假聚酯纤维的情况下，50%掺量的再生混合料残留稳定度仅仅为76.8%，刚刚达到规范对于普通混合料的最低75的要求，而掺加聚酯纤维后，混合料残留稳定度最低可以达到83.1%，并且在3%的掺加量下，再生混合料可以达到85%以上的残留稳定度，几乎可以与改性沥青混合料相媲美，聚酯纤维对再生混合料水稳定性有很大的提升。

3.结论

本文以50%掺量下的再生混合料為对象进行了相关试验研究，分别掺加不同量的聚酯纤维得到不同品质的再生沥青混合料，在此基础上进行了高温、低温、水稳定性等试验分析，得到以下结论。

①50%RAP掺量的再生混合料具有较好的高温稳定性，但是低温性能和水稳定性较差，通过掺加聚酯纤维可以改善这两项不足，使得再生混合料的低温和水稳定性性能有所提升，均可以满足规范要求。

②试验发现，随着聚酯纤维的掺加量提高，再生混合料的各项指标均会提高，并且在3%的掺加量出现最大值，此后，随着掺量增加会出现性能减弱的趋势。

③综合考虑生产和易性、拌和均匀性和造价等因素，聚酯纤维的掺加以2%～3%为最佳，可以获得各项指标均优良的混合料。

参考文献：

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