不同FRAP掺量的再生沥青混合料长期性能研究

摘要

目前沥青路面在精细化回收利用过程中，RAP细集料（FRAP）的利用率远低于RAP粗集料（CRAP），这不仅造成资源浪费，也限制了RAP在再生沥青混合料中更大规模应用。为此，该研究通过半圆拉伸（SCT）试验，基于材料断裂过程中的应变能（弹性、塑性）、表面能等能量演化规律，系统探究了FRAP掺量对再生沥青混合料长期性能的影响，根据其影响规律提出了相应改善措施，并论证了大比例FRAP掺量在再生沥青混合料中应用的可行性。研究结果表明：低温下，当FRAP掺量由0%增至12%时，再生沥青混合料应变能降低39.2%，表明其开裂所需能量急剧下降，更易出现裂缝；再生沥青混合料的表面能下降了71.3%，其裂缝扩展所需能量更少，说明裂缝越容易扩展至完全断裂状态。因此，在严寒地区需要对FRAP的最大掺量进行检验后使用。中温下，随着FRAP掺量的增加，再生沥青混合料的应变能急剧下降，绝大部分能量被用于裂缝的扩展，再生沥青混合料开裂问题较普通沥青混合料更加严重，建议在保证再生沥青混合料高温稳定性的同时，进一步降低新沥青的标号或增加再生剂的掺量。FRAP掺量的增长使得老化沥青含量进一步提高，再生沥青胶结料的变形不协调以及新旧沥青界面的应力集中问题使得再生沥青混合料的疲劳寿命较不含FRAP的沥青混合料下降约53%，疲劳损伤累积速率提高了26.7%。疲劳性能的劣化与FRAP掺量增长直接相关。分步拌和采用部分新沥青与FRAP首先拌和的方式提高了再生沥青混合料内部新旧沥青之间的黏结性能，使得再生沥青混合料的断裂疲劳性能均有一定程度的提高。

关键词

道路工程 / RAP细集料(FRAP) / 再生沥青混合料 / 半圆拉伸试验 / 耗散能相对变化率 / 疲劳开裂性能