1.云南交投集团公路建设有限公司；2.长安大学 云南昆明 650032
摘要：通过微表处混合料技术特性及性能机理的研究，本文介绍了一种添加一定比例的沥青路面再生材料（RAP）的再生微表处混合料。通过对原材料要求、配合比设计方法以及在云南永武高速公路的预防性养护工程中进行了应用介绍，为RAP的再生利用提供了新的解决思路，有利于RAP的再生利用，具有一定的经济和社会效益。
关键词：再生微表处；RAP；预防性养护
一、前言
随着我国现有公路里程的不断增加，沥青混凝土路面经多年运营后，部分路面结构虽整体强度较好，但出现了多种表面功能性病害。对于沥青路面功能性病害的养护与维修，随着目前绿色、环保的理念不断深入人心，从资源节约和环境保护的理念出发，对其沥青路面表面功能进行恢复即可，而微表处作为一种施工速度效率快、应力吸收能力强、封水效果好，是较理想的沥青路面预防性养护方案。交通运输部公路养护发展纲要中，要求全国公路养护废旧路面材料循环利用率达到40%以上，国省干线公路废旧路面材料循环利用率达到70%以上；高速公路废旧路面材料循环利用率达到100%[1]。通过对微表处混合料技术特性及性能机理的研究，结合实际预防性养护工程中的应用介绍，为RAP的再生利用提供了新的解决思路，具有一定的经济和社会效益。
二、原材料要求
2.1改性乳化沥青
再生微表处混合料结构主要用于新建或改建沥青路面的抗滑表层，因此要求改性乳化沥青应具有良好的粘结力、高温稳定性，以改善路面的使用功能。再生微表处混合料应选用阳离子型改性乳化沥青，改性乳化沥青中聚合物改性剂的含量应不低于3%，其技术性能指标应满足交通运输部颁布的《微表处和稀浆封层技术指南》[2]中相关要求。
2.2矿料
微表处混合料中集料占主要部分，其质量占比高达90%以上，因此集料的质量直接影响着再生微表处稀浆混合料的路用性能。且再生微表处混合料直接与车辆荷载相接触，矿料中的集料应具有良好的抗压强度和耐磨耗性能，因此在集料选择时，应选择压碎值小、耐磨耗强的集料。
集料的洁净程度直接关系到沥青与集料之间的裹附情况以及粘附能力，其中泥土、杂质等极有可能阻断沥青与集料的相互粘结，导致混合料强度降低。对于BCR型改性乳化沥青而言，将会导致再生微表处稀浆混合料拌和过程中乳化沥青破乳、起皮，使改性乳化沥青中的沥青和水相分离，无法形成相对稳定的微表处稀浆混合料。因此，本次研究过程中对再生微表处所用矿料4.75mm以下部分集料的砂当量和RAP料的砂当量指标分别做了严格规定，要求不低于65%和不低于55%。
由于矿料质量对微表处混合料性能的影响较大，因此集料应洁净、坚硬、粗糙、耐磨，严禁含有泥土、有机物等有害物质。建议有条件的单位和地区购买优质母岩或大粒径粗集料，采用石料破碎机进行多级破碎、筛分来生产再生微表处所需矿料。矿料的主要技术指标和性能应满足《微表处和稀浆封层技术指南》中相关要求。
2.3RAP
RAP作为再生微表处稀浆混合料的关键材料，经过铣刨或者机械开挖破碎之后，会出现“细化”现象。目前RAP的获取有两种方法，一是冷铣刨法，二是机械开挖法。采用两种方法回收的RAP性质不同，破碎筛分后需分开存放。经过破碎筛分的RAP，不宜长期存放，应避免存放期间结块，宜根据现场施工进度现破现用。
2.4其它材料
再生微表处稀浆混合料可根据项目所在地区的环境，可考虑掺加矿粉、水泥、消石灰等填料。填料应保持干燥、疏松，无结团，相关技术性能指标应符合《公路沥青路面施工技术规范》中的要求。
三、配合比设计
再生微表处稀浆混合料配合比设计流程一般为：根据气候条件确定再生微表处型号→RAP筛分与检验→再生微表处矿料级配→Vialet粘附性试验确定改性乳化沥青品种→和易性试验、粘聚力试验、湿轮磨耗和负荷轮粘砂试验确定改性乳化沥青用量范围→扭剪试验确定最佳乳化沥青用量→路用性能验证→配合比设计结束。
与普通微表处稀浆混合料配合比设计相比，掺加RAP的再生微表处稀浆混合料配合比设计主要是增加了对筛分后RAP的检验、确定RAP和新添加矿料的比例以及优选改性乳化沥青种类，在预估改性乳化沥青的用量范围、确定最佳沥青含量以及再生微表处施工性能和路用性能的评价、检测等方面与交通运输部主编的《微表处和稀浆封层技术指南》中基本一致，对应的相关技术指标要求与上述指南一致。
四、永武高速预防性养护工程
云南永武高速公路是京昆高速（G5）云南段的起始段，也是国家西部开发通道兰州至磨憨公路在云南境内的重要路段，而且是云南通往四川的主要通道。在运营近7年之后，大部分路段出现了轻微的车辙和纵向裂缝，根据现场调查采用再生微表处混合料作为预防性养护方案，选用MS-Ⅲ作为目标级配。
4.1配合比设计
项目选用了凤仪沥青路面材料厂生产的改性乳化沥青，矿料为富民县生产的玄武岩石料，RAP料为筛分后的面层铣刨料，水泥为32.5号水泥，黏层油亦选用改性乳化沥青。所有原材料均进行了相关指标检验，检验结果均满足相应规范的要求。
根据对集料和混合料进行筛分试验确定永武高速再生微表处混合料选取的RAP掺量为30%。
在确定的再生微表处矿料级配不变的情况下（不含乳化沥青），按《微表处和稀浆封层技术指南》中配合比设计要求，改变沥青含量分别进行湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验。通过上述试验，结合指南中相关技术指标的要求，确定永武高速公路再生微表稀浆混合料预估油石比为8.5％～10.5％。
由已确定的再生微表处稀浆混合料外加水量和水泥用量，在沥青用量范围内变换不同的乳化沥青用量进行扭剪试验。通过扭剪试验可以发现掺加RAP之后再生微表处混合料的扭剪强度随沥青用量增加出现了明显的峰值，峰值出现在改性乳化沥青用量为9.5%时，随着沥青用量的继续增加，扭剪强度均开始下降，所以再生微表处混合料的最佳乳化沥青用量为9.5%。
4.2施工
在试验段铺筑前，应在处理好的原路面上，撒布改性乳化沥青粘层油，撒布量为0.3～0.6L/m2，以提高微表处与原路面的粘结。施工前，应进行拌合时间试验，查看试件的成型状态，以确定是否具备摊铺条件。根据试验段的铺筑情况，在目标配合比基础上可以对改性乳化沥青用量、用水量等比例进行微调，以满足《微表处和稀浆封层技术指南》的要求。再生微表处混合料的摊铺方法与普通微表处一致。
由于武定和元谋的气候变异性大，而室内试验的温度与武定段温度相仿，在铺筑试验路的过程中，用同样配方的改性乳化沥青在武定段可以顺利铺筑，而在元谋段气温较高（日间路面最高温度60度）导致再生微表处混合料提前破乳。项目通过调整改性乳化沥青乳化剂，在掺加了0.4%乳化剂后，问题迎刃而解。
4.3验收
经第三方检测机构检测，指标全部符合《微表处和稀浆封层技术指南》的要求。
.png)
五、结论
5.1通过再生微表处混合料在云南永武高速预防性养护工程中的成功应用，说明微表处混合料中添加RAP可行。
5.2再生微表处在不改变微表处合成级配的情况下，只是降低再生料替代新集料，同时再生料的参配比例为30%~50%，降低0.5%的改性乳化沥青用量，对于大面积推广的预防性技术来说，可以大幅节约成本。
参考文献
[1]黄颂昌，徐剑，秦永春编著.改性乳化沥青与微表处技术[M].北京：人民交通出版社，2010
[2]交通部公路科学研究院编，微表处和稀浆封层技术指南[M].北京：人民交通出版社，2006