旧沥青混凝土路面再生利用技术及研究现状

摘 要： 随着我国公路建设进入高峰期和大面积维修期，旧沥青混合料的废弃既污染环境又造成资源浪费，沥青路面再生利用问题日益突出。本文从国内外发展现状，沥青再生原理、再生剂的选用，沥青混合料生产工艺和特点等方面，对沥青路面再生应用技术进行了分析，针对不同的路面病害提出了不同的再生方式。

关键词： 旧沥青混凝土路面 再生技术 热再生 冷再生

近年来，随着我国经济建设的高速发展，公路运输逐渐呈现出大流量、重荷载的局面，公路建设也随之进入了高峰期。同时在上世纪90 年代后建成的公路已进入大面积维修期，还有些公路需要进行升级改造，致使大量翻挖铣刨的旧沥青混合料被废弃。废弃的旧沥青混合料，一方面污染空气和水源，另一方面造成资源的浪费。另外，生产新的沥青混合料，需要大量开采天然砂石，将导致水土流失和植被破坏。因此，沥青混凝土路面再生技术的研究和推广，对降低建设成本保护生态环境，实现建筑业的可持续发展及对我们国家的公路建设都有极其重要的意义。

1.国内外发展现状

国外对旧沥青混凝土路面的再生利用研究可以追溯到上世纪二十年代的美国，但是真正开始重视是在1973年。1973年10月第四次中东战争爆发，国际石油输出国组织（OPEC）为了打击对手以色列及支持以色列的国家，宣布石油禁运，暂停出口，造成油价上涨。自此，由中东地区爆发战争引发的石油危机蔓延全球。这场石油危机促使美国开始高度重视沥青路面再生利用技术，进行了深入研究和大面积推广。到上个世纪80 年代末，美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半，80%的旧沥青混合料得到再生利用。1997 年国际经济合作组织的调查结果显示，欧美主要发达国家路面再生利用率都达到和超过75%，荷兰、比利时等国甚至还实现了100%完全再生利用。

我国在上世纪80年代中期，也开始了一系列的探索。由天津、苏州、南京、武汉四城率先对旧沥青路面再生利用技术进行研究试验和推广工作，将轻油作为再生剂加入旧沥青混凝土中，使旧沥青混合料软化，来代替常规沥青混合料，取得了一定的成果。之后，有些地区对该项技术也进行了研究和开发，为我国旧沥青路面再生利用提供了宝贵经验，但对于高等级公路路面的再生利用相对研究不足。随着我国高等级沥青路面维修养护量的逐年增加，对旧沥青路面混合料再生利用技术进行深入、系统的研究迫在眉睫。

2.沥青的老化和再生原理

沥青混凝土路面的再生技术，是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料，使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。

沥青混合料在拌制、运输、施工和沥青路面的使用过程中，由于加热、自然因素及车轮荷载的作用下，沥青逐渐老化，胶体结构改变，沥青针入度减小、黏度增大、延度降低，导致沥青性能下降，沥青的非牛顿性质更为显著。沥青的老化降低了沥青与骨料之间的黏结力，进而致使路面颗粒松散脱落，影响路面的耐久性。

旧沥青混凝土路面的再生，关键在于沥青的再生。沥青的再生是沥青老化的逆过程。在已经老化的旧沥青中，按照一定的配合比，加入低黏度油料，或者加入适当稠度的沥青材料，经过科学的工艺，调配出符合路用性能要求的再生沥青。

3.再生剂的选用

当沥青混凝土中旧沥青的黏度高于106Pa·s或针入度小于40时，应当在旧沥青中加入低黏度的再生剂，调节过高的黏度，并且使脆硬的旧沥青混合料变软，便于和新材料混合。大量研究资料表明，降低沥青黏度有效的方法是向其中加入低黏度的油分，再生剂主要采用石油系的矿物油，如油、机油等，为降低工程成本，工程上也可用上述油料的废料。

再生剂需要具备以下要求：

（1）具备适当的黏度，有良好的软和与渗透能力；

（2）具有较高的表面能力；

（3）具有溶解和分散沥青质的能力；

（4）具备良好的流变性质；

（5）具有良好的耐热性和耐候性。

4.再生沥青混合料的生产工艺和特点

沥青路面再生技术是一种通过特定工艺将旧沥青路面材料进行处理，得到满足路用要求的混合料，从而实现旧路面材料重复利用。美国沥青再生协会将沥青混合料再生技术分为五种不同的类型：厂拌热再生，就地热再生，厂拌冷再生，就地冷再生，全深式再生。

4.1厂拌热再生

4.1.1厂拌热再生法概念：将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂，再集中破碎，筛分，根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、集料级配等情况，掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂（必要时）等进行热态拌和，使混合料达到规定的各项指标，并按热拌沥青混合料的施工工艺重新铺筑路面。

4.1.2厂拌热再生法的特点：厂拌热再生法在工厂中对回收的沥青混合料进行集中处理，是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术，也是目前适用范围最广，性能最好的一种沥青混凝土再生方式。

4.2就地热再生

4.2.1就地热再生法的概念：利用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行现场加热、翻松，就地掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂等，经热拌和、摊铺、碾压等工序， 一次性实现对表面一定深度范围内（一般不超过6cm）的旧沥青混凝土路面再生的一种技术。

4.2.2就地热再生法的特点：就地热再生法适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用，再生层可用作上面层或者中面层。沥青路面就地热再生，再生深度一般为20～50mm，可以修复沥青路面表层病害，恢复沥青表面层物理力学性能，恢复沥青路面平整度，修复沥青路面车辙。

4.3厂拌冷再生

4.3.1厂拌冷再生法的概念：是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和厂，通过破碎、筛分（必要时） ，并根据旧料中沥青含量、沥青老化度、集料级配等指标， 掺入一定数量的新集料、再生结合料（乳化沥青、泡沫沥青等）、再生剂（必要时）进行常温拌和，使混合料达到规定的各项指标，按常温沥青混凝土的施工工艺重新铺筑，形成路面基层或者下面层的一种技术。

4.3.2厂拌冷再生法的特点：厂拌冷再生分为乳化沥青厂拌冷再生和泡沫沥青厂拌冷再生。

（1）乳化沥青厂拌冷再生，一次性旧料再生比例高，一般在94%左右，主要用于半刚性基层转换成柔性基层及用于沥青路面下面层，缓解反射裂缝产生，同时可对半刚性基层的干缩裂缝进行有效防治。乳化沥青冷再生混合料适用范围广，具有很强的防水性能，特别适合南方高温多雨环境。

（2）泡沫沥青厂拌冷再生，一次性旧料再生比例高，一般在80%左右，用于基层，形成接近于半刚性的基层或称之为“半柔性基层”，只适用于干旱、少雨地区。

4.4就地冷再生

4.4.1就地冷再生法的概念：是指利用专用的就地冷再生设备，对沥青路面进行现场冷铣刨，掺入一定数量的新集料、再生结合料（乳化沥青、泡沫沥青、水泥、消石灰等）、再生剂（必要时），经混拌、摊铺、碾压等工序， 一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青路面再生，形成路面基层或下面层的一种技术。

4.4.2就地冷再生法的特点：就地冷再生能够对大多数的路面破坏类型进行结构性的处治。能够拓宽路面，改善行驶质量；可以使路面恢复其所需的线形、断面和标高；现出原路面的车辙，不规则和不平整的区域；可以消除横向、纵向和反射裂痕，对交通影响减少。

4.5全深式再生

4.5.1全深式再生的概念：将沥青层和部分基层材料同时进行就地冷再生，形成路面基层的一种技术。全深式再生实际上是就地冷再生的一种，只不过是再生厚度范围内包含了部分基层。国内全深式再生工程的再生结合料绝大部分采用水泥，个别采用乳化沥青和泡沫沥青。

4.5.2全深式再生法的特点：早期多用于低等级道路，主要包括一些石子路、土路、经过表面处治及石屑封层的路面。这些道路通常较窄，并没有考虑未来交通量和荷载的增加，当采用全深式再生处理时，拓宽工作也可以同时进行。目前，越来越多的城市道路和高等级公路采用全深式再生处理，全深式再生法作为一种更灵活、更有利于延长路面使用寿命的技术，广泛应用于各种经常出现裂缝、坑槽的道路。

综上所述，采用沥青再生技术，可以充分利用旧料，通过选择适当的配比及新旧料掺和比例，可以再生得到质量相当不错的再生混合料。初步的研究和实践均表明，这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时，利用沥青再生技术可以取得相当可观的经济效益和显著的社会效益。特别是近年来，随着全社会对环境保护、资源保护及“节约型社会”认识的不断提高，随着沥青路面再生应用技术的不断发展完善，机械设备的开发和标准规范的出台，符合循环经济模式的沥青路面再生技术将在以后的公路建设、养护工程中得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1]沈金安.沥青及沥青混合料的路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]何兆益，杨锡武.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2006.

[3]黄颂昌，彭明文，徐剑.国内外沥青路面再生技术应用[J].公路交通科技（应用技术 版），2008（9）.