沥青路面再生技术探索

1、浅谈沥青路面再生技术张巧宁1高文娟1张文军1张艳1李义辉1(1.西安公路材料再生工程技术研究中心 陕西西安 710065摘要：本文就沥青路面再生技术从其产生背景、目前发展现状、再生机理、特点、再生方式及选择、室内模拟研究以及对RAP材料配比设计几个方面作以简单的介绍。关键词：沥青 路面 再生公路建设事业目前已经进入了高峰期，养护理念已深入人心，得到了各界人士的大力支持与高度重视。由于设计、施工、交通量的剧增等原因造成很多路面在其使用寿命期内出现了不同程度的破坏：松散、泛油、波浪、坑槽、裂缝、车辙、推移、龟裂等等。在我国路面结构形式大多为：底基层（水泥石灰综合稳定土或者级配碎石）+基层（水泥稳定

2、碎石或者石灰粉煤灰综合稳定碎石）+面层（沥青混凝土或者水泥混凝土路面）。沥青路面产生破坏很大程度上决定于基层的质量，水稳基层容易产生温缩与收缩裂缝，导致路面出现反射性裂缝，影响路面使用性能，造成早期维修工作，势必产生大量的废弃料，能否将这些材料再利用改善路面的性能？早在上个世纪70年代欧美等国就开始了对这一问题的研究，并在工程中得到了广泛的应用。该技术是将原路面材料回收、掺加一定比例的新骨料、沥青、再生剂经过重新拌和、摊铺、碾压。大量研究资料表明：原路面材料经过处理后具有良好的路用性能，减少了养护带来的维修费用，而且有利于环保。应用比较广泛，不仅可以作为基层也可以作为低等级路面的面层，减少由于

3、半刚性基层造成的沥青面层反射性裂缝的出现，使路面由刚性向柔性转化。目前已经在施工工艺、生产设备等方面积累了一套成功的经验，出版了一系列相关的书籍、资料，以待众人的深入研究。1.沥青路面再生技术1.1再生机理沥青路面在长期使用过程中受到行车荷载、自然因素的共同作用，发生了一系列的物理以及化学变化，路用性能衰减。究其原因主要是原沥青化学组分发生了“移行”，芳香分挥发，发生氧化变为胶质，进而转变为沥青质。沥青变硬、发脆，表现为：针入度减少、延度降低、软化点升高、绝对粘度增大。加入再生剂后，由于再生剂中含有部分缩合度高的芳茎，对原沥青的沥青质具有很强的吸附与溶解作用，消弱了分子所受到的引力场的作用，使

4、沥青化学组分重新分配与组合，使其性能得到极大程度的恢复，满足现行技术规范的要求。因此，沥青路面再生的本质在于沥青的再生。沥青路面再生机理如图1所示:1.2特点 与新建路面施工相比具有以下优点：1.2.1环保：有效地利用铣刨料，避免废料堆放、处置带来的环境污染；1.2.2经济：节约原材消耗，使工程成本降低；1.2.3交通干扰小：不必全部封闭，减少路面维修带来的干扰；1.2.4技术优势：实践证明该混合料路用性能很好；1.3再生方式以及如何选择1.3.1分类再生按照温度的要求可以分为：冷再生和热再生。按照施工工艺可以分为：表面再生、厂拌再生和现场热再生。1.3.2再生方式的选择沥青路面病害大致表现为

5、:表面类、变形类以及坑槽类三种。根据路面破坏程度选择合适的再生方法进行修补，建议见表1：不同路面类型病害对应再生方式建议表表12.室内模拟再生研究为了检验老化沥青加入再生剂后性能恢复情况，我们进行了室内模拟老化与再生实验，并进行了再生沥青以及混合料指标的检验，结果表明各项性能指标能够满足现行规范同类型混合料的性能要求，具有优越的技术性能。2.1原材料1）沥青（克拉玛依 A-70与A-90）；2）再生剂代号A，呈深黄色常温时呈现半固态；3）集料为312国道AC-16C配合比设计材料，包括10-20mm、5-10mm、石屑、砂、水泥五种规格，掺配比例为：42：22：27：8：1，合成级配如图2所示

6、：2.2主要仪器上海昌吉85型沥青旋转薄膜烘箱、针入度试验仪、沥青全自动软化点试验器、低温测力延度仪、击实仪、马歇尔稳定度试验仪、万能试验机等。2.3试验方案将沥青进行老化试验模拟路面老化，然后将再生剂A热熔按照不同的比例掺入经老化的沥青中搅拌均匀，冷却至室温（给再生剂与沥青充足的反省时间），然后加热浇模进行指标检验，成型试件进行混合料相关指标检验。不同路面类型病害对应再生方式建议表 表1路面破坏类型热再生就 地热再生冷再生深 层冷再生分类序号名称表面损坏1松散注12泛油3磨光注1变形1波浪2车辙（<5mm）注2注43车辙（>5mm）注3注5注5.6荷载裂缝1龟裂2纵向裂缝注73推

7、移非荷载型裂缝1块状收缩、松散2纵向3横向反射基层或底基层问题（软弱、潮湿）修补1喷涂2罩面行驶质量1不平整2沉陷注8注83隆起注8备注1.表面层厚度不超过40mm;2.仅限于路面上部40-50mm产生的车辙；3.可能需要加入一定沥青材料以改善原材料使用性能；4.上表面层一下结构层（包括基层和路基）产生的车辙；5.需加入新集料；6.如果土基潮湿，可以考虑加入化学稳定剂加以改善；7.裂缝仅限于路面表面层；8.如果病害由路基引起则不能根治； 回收的沥青混合料回收沥青+新沥青回收的骨料+新骨料重新拌和沥青路面再生机理如图1 图2 合成级配图2.4检验结果：见表2、表3：试验表明：掺加再生剂后，增加了

8、老化沥青的沥青质的吸附溶解作用，粘度降低，具有良好高温性能以及延伸性能，能够满足规范中同标号沥青的指标要求，最终基本上能够恢复到老化前的性能，针入度值变大，软化点降低、延度增大。混合料高低温性能均得到改善。由于我们采用的矿料为非完全老化材料，再生剂的加入对其沥青、混合料的性能改善表较明显，但是在具体工程中由于路面老化程度、再生剂品种的不同，效果也会有所不同，但是总的趋势是一定的。3对RAP材料进行配合比设计3.1设计流程(见图)3.2具体内容1）对回收材料进行相关试验、分析。包括沥青含量、级配以及老化沥青的指标测定。沥青含量的测定是关键影响混合料的使用性能；2）沥青再生：沥青标号的选择应该遵循

9、以下原则：采用与普通沥青路面对沥青标号同标准；根据所处的结构层位、气候环境进行选择；再生结果满足规范的要求；再生剂的选择沥青老化促使其结构不稳定缺少一定的成分以达到结构稳定。沥青老化粘度增大变硬变脆，因此再生剂应该起到两方面的作用：【1】调节沥青的粘度；【2】加入后使其产生良好的延伸度，即在柔度方面得以改善。一般采用加入低粘度的油分可以降低其粘度，国外主要采用石油工业生产的低粘度油分和树脂。再生剂的用量与旧沥青的粘度再生混合料的老化程度以及再生剂本身的粘度有关，通常采用“试凑法”，以满足规范的要求即沥青恢复至老化前性能为准，一般为了简化试验只进行针入度、软化点、延度指标试验。目前我国对再生剂方

10、面的研究比较欠缺，为了适应不同的路段与结构层面需要进一步的研究。3）集料再生： 由于RAP材料破碎比较严重，整体偏细需要补充一定的新料，以形成良好的级配满足强度的要求。4）油石比确定：热拌沥青混合料采用马歇尔法进行击实制件、测定混合料的物理力学指标，绘制关系曲线图得到最佳油石比。同样这里我们也采用马歇尔法获得最佳油石比，以便与新拌沥青混合料性能对比。应该注意：所选取的RAP料必须具有代表性，受其荷载、结构层位、地理区域等影响，不同路段的路面老化程度和沥青用量可能有所不同；制件时可以参考原路面的设计油石比，但是最终的油石比应该与RAP材料沥青含量相减。4.结语路面再生利于环保是一项可持续发展战略，由于我国引入得比较晚目前还没有得到广泛的应用，各类科研技术人员应在国内外科研成果的基础上，进一步的研究、推广与应用。参考文献1公路沥青路面施工技术规范.JTG