废旧沥青混合料再生技术研究

废旧沥青混合料再生技术研究

陈卫全

东莞市路桥投资建设有限公司 广东 东莞 523129

摘要：现阶段沥青路面已越来越普及，但由于车流量快速增长、货运车超载现象频发、施工质量不足等因素，沥青路面在实际使用中一般每隔10年左右就要进行大修或返修，由此产生大量的沥青废料。沥青再生技术能有效回收废旧沥青，并取得显著的经济、社会和环境效益。本文将对国内外的沥青再生技术研究发展情况进行总结分析，并且通过掺加增溶剂的方法探究RAP高掺量的可能性。

关键词：沥青路面；沥青再生技术

1 引言

我国公路建设虽然起步较晚，但发展迅速，并且沥青路面越来越普及。沥青路面的使用年限一般为15年，但由于车流量快速增长、货运车超载现象频发、施工质量不足等因素，沥青路面在实际使用中一般每隔10年左右就要进行大修或返修，由此势必会产生大量的沥青废料，这些废料不仅会造成极大的资源浪费，占用大量的土地资源，而且废料中的沥青质会对环境产生严重污染。在国家大力提倡节能减排与可持续发展的大环境下，公路沥青废料的再利用显得尤为重要。再生沥青混合料，是指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成的混合料。沥青路面的再生利用，能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，同时有利于处理废料、保护环境，然而，现阶段研究中对各国的沥青再生技术研究发展情况缺乏系统的总结分析，并且我国现行沥青再生技术对废旧沥青混合料掺量过于保守。本文将对国内外的沥青再生技术研究发展情况进行总结分析，并且通过掺加增溶剂的方法探究RAP高掺量的可能性。

2 国内外沥青再生技术介绍分析

2.1 国外沥青再生技术介绍分析

国外沥青再生技术起步较早，早在1915年美国就开始对沥青再生技术进行研究。1981年美国交通委员会出版了《路面废料再生指南》。1988年美国50个州基本普及路面再生技术，将RAP材料代替所需新的粘结料与骨料。截止到目前为止，美国每年可从沥青路面翻修与改建工程中回收RAP材料约5亿吨，可再生利用1.7亿吨，回收率高达33%。

前苏联对废旧沥青路面再生技术也在较早的时候得到重视，并分别在1966年与1979年分别出版了《沥青混凝土废料再生利用技术的建议》与《旧沥青混凝土再生混合料技术标准》，提出了针对不同工况的再生混合料利用方法。

西欧也在20世纪70年代展开对沥青路面再生技术的研究。其中西德在1978年对修建高速公路路面已经开始使用再生沥青混合料，对RAP材料的回收利用率接近100%。

1984年日本公路协会出版《日本路面废料再生利用技术指南》。截止到2019年，日本每座拌合站都拥有生产再生沥青混合料的能力，每年产出再生沥青混合料已达50万吨，占全年沥青混合料的58%。

综上所述，从国外对沥青再生利用的研究来看，目前国外部分发达国家在再生沥青混合料的生产工艺上有了较高的成就，废旧沥青混合料的再生利用在技术形成了系统成套的沥青再生技术，且达到了规范化与标准化的成熟程度。

2.2 国内沥青再生技术介绍分析

我国对沥青路面再生技术的研究要追溯到20世纪80年代。1982年交通部正式启动了对沥青路面再生技术的研究，1989年交通出版社出版《沥青路面再生技术》推广沥青路面再生技术。1992年同济大学进行使用阳离子乳化沥青进行冷再生沥青路面试验。2003年上海市用就地热再生设备对沪宁高速进行现场修复，成功修复沥青路面19万平方米。2008年交通部与中国公路学会共同出版了《公路沥青路面再生技术规范》。交通部于2019年重新出版《公路沥青路面再生技术规范》。该规范便于国际交流，针对全深式冷再生工艺进行了规范制定，使之独立于08版公路沥青路面再生技术规范中的就地冷再生工艺。

综上所述，我国废旧沥青路面再生技术的基本理论已经形成，对于再生沥青的各项性能指标也制定了相应的技术要求。但是我国现在对于废旧沥青路面再生技术中的RAP掺量一直较为保守，只有在沥青混合料中RAP掺量在20%时技术才较为成熟，对于高掺量情况下的沥青路面再生技术还并不是很成熟且并没有明确的规范和标准。如何在现有拌合设备和满足路用性能的条件下提高RAP材料的掺量成为了现在公路学者越来越关注的热点问题。

3 沥青再生技术的试验探究

3.1 沥青再生技术存在问题

目前我国与国外的废旧沥青混合料掺量一般在保守的10%-15%之间。随着RAP掺量的增加，再生沥青混合料会由于其中旧沥青成分的增加导致路用性能减弱。此外，大量研究表明，当RAP材料掺量较低（即低于20%）时，再生混合料中新旧材料混合效果可达到100%，但随着RAP掺量的增加，RAP中的旧沥青质只会与新沥青及再生剂部分混合。

3.2 增溶剂对沥青再生的作用

近些年，增溶剂在再生沥青混合料上应用越来越多。增溶剂是表面活性剂的一种，它能增加溶剂中原本难溶或不溶物质的溶解度。向老化沥青中加入增溶剂型表面活性剂，可大大增强沥青胶态体系的稳定性。

3.3 试验探究

本文通过对20%、30%、40%、50%、60%的不同RAP掺量的混合料进行配合比设计并通过外掺增溶剂来提高新旧沥青质与再生剂的混合效果提高再生沥青混合料的综合性能。

本试验对某高速公路路面大修工程中取得的废旧沥青混合料进行再生试验。废旧沥青混合料进行抽提试验得到RAP材料中沥青含量为4.06%。对抽提得到废旧沥青进行三大指标测定，发现废旧沥青三大指标中只有软化点满足90#沥青的规范要求，说明该路段的RAP材料中沥青老化严重。对抽提后剩余的矿料进行筛分试验，测定矿料级配，发现RAP中矿料的级配曲线在规范要求AC-13沥青混合料级配上限与下限之间，说明该路段RAP材料中矿料经过长时间使用后虽然有磨损细化，但依然能满足路用要求。

本试验采用性能设计法确定该次试验再生剂用量。测定不同用量下再生沥青的三大指标，建立回归方程确定该次试验再生剂用量为11%。向再生沥青中加入一定量增溶剂后，测定三大指标，发现增溶剂能有效优化再生剂对旧沥青的再生效果，即提高再生沥青针入度与延度，但会降低再生沥青的软化点。通过数解法对再生沥青混合料进行矿料级配设计，建立线性方程组并以AC-13沥青混合料上下限曲线作为约束，使设计级配曲线接近AC-13中值曲线，得到各种RAP掺量下沥青混合料的最佳矿料配合比。

对不同RAP掺量的再生沥青混合料分别制作马歇尔试件，并测定计算各项马歇尔试验指标。根据各项指标要求计算出不同RAP掺量的最佳沥青用量，随着RAP掺量增加，发现最佳沥青用量先减少后增加。

对不同RAP掺量的再生沥青混合料进行路用性能试验，发现RAP材料的增加会使沥青混合料高温稳定性提高，水稳定性能下降，低温稳定性下降。

研究发现，适量增溶剂可有效提高混合料路用性能，增溶剂合理用量在10%~20%之间。

4 结语

①本文对国内外的沥青再生技术研究发展情况进行总结分析，得出国外部分发达国家在再生沥青混合料的生产工艺上已较为成熟，并形成了系统成套的沥青再生技术，且达到了规范化与标准化的成熟程度；我国废旧沥青路面再生技术的基本理论已经形成，但对于高掺量情况下的沥青路面再生技术还并不是很成熟且并没有明确的规范和标准

②本文通过废旧沥青再生的试验研究，得出适量增溶剂可有效提高混合料路用性能，增溶剂合理用量在10%~20%之间。

参考文献：

[1]郭伟,李琨,高启聚.沥青路面维修与养护中的现场冷再生技术[J].山东交通科技,2004,(2).27-28.

[2]倪小军,陈仕周,凌天清.沥青路面再生利用技术综述[J].重庆交通学院学报,2004,(5).39-42,125.doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2004.05.011.

[3]贺书云.沥青路面养护热再生技术的应用推广前景广阔[J].交通标准化,2004,(9).63-65.