适用于乳化沥青冷再生的RAP料特性分析及质量控制

2022.08.11

汪贵春

【摘?要】RAP料状态及特性对于乳化沥青冷再生路面的施工质量具有直接而重要的影响，甚至决定了乳化沥青冷再生路面工程的成败。论文针对适用于乳化沥青冷再生的RAP料（铣刨料）的物理状态及路用特性进行了全面分析，包括RAP料的级配、杂质含量、饱水状态等;在此基础上，提出了针对乳化沥青冷再生施工质量控制要求的RAP料质量控制要点，论文对于乳化沥青冷再生施工及RAP料的选择与质量控制具有重要的参考价值。

【关键词】沥青路面;乳化沥青冷再生;RAP料特性;施工质量控制

Characteristic analysis and quality control of RAP materials suitable for cold regeneration of emulsified asphalt

Wang Gui-chun

（Zhongshe Design Group Co.， Ltd. Foshan Branch?Foshan?Guangdong?528000）

【Abstract】The state and characteristics of RAP materials have a direct and important impact on the construction quality of emulsified asphalt cold recycled pavement， and even determine the success or failure of emulsified asphalt cold recycled pavement engineering. The paper comprehensively analyzes the physical state and road characteristics of RAP material （milling material） suitable for cold regeneration of emulsified asphalt， including gradation of RAP material， impurity content and saturated state. On this basis， it is proposed. In view of the quality control points of RAP materials for the quality control of emulsified asphalt cold recycling construction， the paper has important reference value for the cold recycling construction of emulsified asphalt and the selection and quality control of RAP materials.

【Key words】Asphalt pavement;Cold regeneration of emulsified asphalt;RAP material characteristics;Construction quality control

1. 概述

（1）乳化瀝青冷再生混合料最主要的特点是其性能受施工时的环境及施工时的质量控制影响非常大。往往检测在试验室设计出的乳化沥青配方感觉效果较好，但应用到现场实际实际工程后，却总是出现这样或那样的问题。究其原因，就是由于实际工程中，RAP料的差异巨大，与乳化沥青的配伍性难以把控，导致出现施工质量的问题。为研究乳化冷再生室内试验与现场应用情况的匹配性，笔者收集和总结了多个乳化沥青冷再生项目的第一手资料，分析施工过程中所遇到的问题，并根据现场的反馈情况，结合室内试验探索解决方案，同时针对乳化沥青自身的特点、现场环境、混合料级配、乳化冷再生混合料的压实特性等方面进行针对性的研究，如此反复，最终形成完善的乳化沥青配方设计与乳化沥青冷再生现场施工质量控制技术。

（2）本文即是通过RAP料的特性分析，重点分析了RAP料的级配、杂质含量、饱水状态及其对路面施工质量的影响，进而提出适用于乳化沥青冷再生的RAP料选择标准及质量控制要求。

2. RAP料的级配特征

2.1?由于铣刨层位、段落、工艺等存在较大差异，RAP料本身的级配差异往往较大。而现场施工时，由于设备的限制也很难将RAP料筛分成多档便于级配的精确控制，一般仅筛分成2档，即10～30mm和0～10mm;另一方面，冷再生拌合设备的精度控制又较热拌混合料要差一些，设备的运行也很不稳定。因此要在现场对乳化冷再生混合料的级配进行精确控制是一件非常困难的事情，本文将针对这一问题，采用广东某高速项目的RAP料，试配两种级配进行研究。级配曲线见图1。

2.2?从级配图中可以看出，粗级配已超出了规范的级配范围，由于现场级配难以精确控制，这种情况会比较常见，中级配是项目施工中正常使用的级配，因此分别进行这两种级配混合料试件的劈裂强度、水稳定性和抗车辙性能的对比研究，乳化沥青配方为1.5%W5+1.0%SBT（对比配方为2.5%W5）。两种级配不同乳化沥青用量下的试验结果分别见图2～图5，及表1。

2.3?通过对上述图表的结果分析，我们可以得到以下结论：

（1）中级配的乳化冷再生混合料更容易压实，其压实空隙率对乳化沥青的用量更敏感，空隙率随乳化沥青的用量增加而逐渐降低。粗级配混合料则相对较难压实，由于其骨架结构，其压实空隙率随乳化沥青用量增加而降低的幅度较小;

（2）相同乳化沥青用量下，粗级配混合料的马歇尔稳定度较中级配混合料大，但劈裂强度则较中级配小。这跟第三章讨论的乳化冷再生混合料的强度形成机理是对应起来的，骨架结构与内摩阻力有关，内聚力与胶结料有关;

（3）中级配的抗损害性能要较粗级配要好，主要在于这种级配的混合料更容易压实，且具有更大的内聚力，抗剥离的能力要强一些;

（4）从不同乳化沥青用量下，混合料的强度变化曲线和劈裂TSR变化曲线综合判断，得出粗级配混合料的最佳乳化沥青用量约为3.2%，中级配混合料的最佳乳化沥青用量约为3.6%，比粗级配高0.4%左右;

（5）相同乳化沥青配方和用量下，粗级配混合料的抗车辙性能较中级配混合料略好，但相对来说，乳化沥青配方对抗车辙性能的影响更大。

（6）相同乳化沥青配方和用量下，中级配混合料比粗级配混合料具有更好的取芯能力，但同样，乳化沥青的配方低相对级配来说影响更大。

3. RAP料中的杂质含量

（1）RAP料在乳化冷再生混合料中所占的比例一般在不加新料的情况下都超过90%，是一种非常重要的原材料。因此RAP的性质对于混合料的性能有非常重要的影响。以广东某项目送样的RAP料可以看出，不同项目，不同批次的RAP料洁净程度差异巨大，见图7所示。

（2）随即取出1Kg左右的RAP料，并将其中的水稳料及树枝挑出称重，尽发现其占的比例达到15%左右。对含有水稳料和不含水稳料的RAP料分别进行拌合试验，拌合用水量均为2.0%，乳化沥青配方为2.4%W5+0.3%MQK～1M，用量均为3.5%。发现两者的裹覆状态有明显的差异，无水稳料的混合料具有较好的裹覆均匀性，有水稳的混合料中粗集料的花白料则明显偏多，花白料主要以水稳料为主，同时又水稳料的混合料破乳速度也更快一些。

（3）为判断其中水稳料对混合料性能的影響，分别针对有无水稳料的RAP料进行混合料劈裂试验和浸水劈裂试验。两者的试验结果见表2。

（4）表2显示了两种混合料明显的性能差异，水稳料的掺入，使试件的空隙率增大的1.1%，劈裂强度降低了0.11MPa，劈裂强度比则降低了13%，整个混合料的性能有了非常明显的降低。

4. RAP的饱水状况

（1）RAP料与新集料另一个不同之处是，RAP料的吸水能力特别强，释放水的能力则特别弱，尤其是粒径较小的RAP料。在最初进行乳化冷再生项目时，由于现场条件限制或重视程度不够，RAP料往往没有明显的覆盖措施。这就一方面导致了在下雨之后，RAP料由于大都处于饱水状态，细集料容易粘在粗骨料上，造成筛分很难筛开，使粗集料中含有大量的细集料;另一方面，由于RAP料含水率高，且含水率的分布不均匀，粗集料的含水率小，但细集料则大量处于饱水状态，但整体的含水率偏高，因此在拌合过程中几乎加不进去水，造成粗集料的裹覆非常不好。针对京沈辅路的RAP料进行拌合试验，如图8所示。

（2）同时我们还针对广东某路面冷再生项目RAP料进行了饱水和不饱水RAP料进行施工和易性试验，采用0517B配方，乳化沥青用量3.5%，饱水RAP料含水率为2.5%，因此不加水，风干后的RAP含水率为0.5%，外加水2.0%。试验结果见图9和图10所示。

（3）试验结果表明，饱水后的RAP料不但对其裹覆状况有较大的影响，也非常影响乳化沥青的破乳速度，进而对其施工和易性产生不利的影响。从图9和图10可以看出，饱水RAP料拌合后的混合料随着放置时间的增长，成型后试件的空隙率有明显的增大趋势，导致其混合料的劈裂强度有较大的衰减。

5. 冷再生对RAP料的技术质量要求

通过对工程实际中RAP料的技术特性的分析，结合室内试验研究结果，提出适用于乳化沥青冷再生的RAP料技术质量保证措施如下：

（1）沥青路面铣刨料（RAP）应与其它铣刨料（如水稳铣刨料）分开堆放、不得混杂。RAP回收选用冷铣刨方式，应尽量控制铣刨料规格，最大粒径最好能控制在3cm以下。

（2）RAP料在回收和存放时不得混入基层废料、水泥混凝土废料、杜绝洗锅料、杂物、土等杂质，坚决不能将单级配的粗石、天然砂等原材料混入。

（3）经筛分后不同规格RAP料必须分开堆放不得“串仓”混料，堆放高度以料不结块成团为宜。

（4）沥青RAP材料应堆放在坚硬的场地上，并有良好的排水、防雨和通风条件，尤其是粒径较小、吸水性较强的RAP料，堆放时必须要进行搭棚或帆布覆盖，避免雨水淋湿。