沥青路面再生技术研究应用概况

1  前言
目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已经超过2000亿元。在90年 代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏国家来说是一种资源的浪费，而且大量的使用新石料，开采石料会导致森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏。按照沥青路面的设计寿命（15－20年），从现在起，每年有12%的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万吨之巨，如能加以利用，每年可节省材料费3.5亿人民币，而这个数字是以每年15%的速度增长的。10年以后，沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万吨，届时通过再生利用每年可节约材料费15亿元。因此，沥青路面再生技术的研究，对保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义。
 
 
2  旧沥青路面再生原理
旧沥青路面的再生利用，就是将旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整 套工艺。旧沥青路面在车轮荷载与自然力作用下，沥青混合料会发生老化现象。沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化，同时导致沥青性能下降。旧沥青再生的机理研究目前有两种理论，一种理论是“相容性理论”，认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低，导致组分间溶度参数差增大，认为掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小，沥青即能恢复到(甚至超过)原来性质。另一理论是“组分调节理论”，认为由于组分的移行，沥青老化后，各组分间比例不协调导致沥青路用性能降低，认为通过掺加再生剂调节其组分，可使沥青恢复原来的性质。因此，要使老化沥青恢复原有性能，就需要将老化沥青和原沥青的组分进行比较后，向老化沥青中加入所缺少的组分(即添加沥青再生剂)，使组分重新协调。
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3  沥青路面再生技术分类
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（The Asphalt Recycling and Reclaiming Association） 将再生技术分为5种不同的类型：场（厂）拌热再生（Hot Recycling），就地热再生（Hot In- Place Recycling），场（厂） 拌冷再生（Cold  Recycling），就地冷再生（Cold In- Place Recycling），全深式再生（Full Depth Reclamation）。
（1）场（厂）拌热再生。场拌热再生技术是将旧沥青混凝土路面铣刨后运到沥青混合料拌和场（厂），通过破碎、筛分(必要时)，并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。
（2）就地热再生。就地热再生技术是指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，掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂等，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（一般不超过6cm）的旧沥青混凝土路面再生的一种技术。
（3）场（厂）拌冷再生。场拌冷再生技术是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和场（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）就地冷再生。就地冷再生技术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。
（5）全深式再生。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  沥青再生技术的特点
就地再生与场拌再 生的区别是前者实现了旧路面材料的就地再生利用，而后者则是将旧路面材料以场拌的方式实现再生利用。一般情况下，从再生混合料性能的角度而言，场拌再生混合料的性能优于就地再生混合料。无论是就地施工还是场拌施工，冷再与热再生的最大区别是再生温度（拌和、摊铺过程中的材料温度）的不同。正是由于作业温度 的不同，使得冷再生和热再生有着各自的技术特点和适用场合。
4.1 就地热再生技术
（1）主要功能
通过沥青路面的就地热再生，可以实现：a. 修复沥青路面表面层病害；b. 恢复沥青表面层物理力学性能；c. 恢复沥青路面平整度，修复沥青路面车辙；d. 实现旧路面沥青层材料的就地再利用。
（2）适用场合
就地热再生一般用于高等级公路沥青路面表面层病害的修复。
（3）优缺点
就地热再生的优点：实现了就地的沥青路面再生利用，节省了材料转运费用。
就地热再生的局限性：a.再生深度通常限制在2.5~6cm；b.无法除去已经不合适进行再生的旧混合料，级配调整幅度有限。
4.2 场拌热再生技术
（1）主要功能
通过沥青路面场拌热再生，可以实现：a. 修复沥青路面面层病害；b. 恢复甚至改善沥青路面混合料的路用性能；c. 以热拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用。
（2）适用场合
场拌热再生技术适用于各等级公路沥青路面经铣刨、挖除下来的沥青层材料的再生利用，再生后的沥青混合料适用于各等级公路沥青路面的建设和维修养护工程。
（3）优缺点
场拌热再生的优点：a.再生工艺易于控制，再生后的沥青混合料性能比较理想；b.适用范围广。
场拌热再生的缺点：铣刨下来的旧沥青层材料需要来回运输。
4.3 就地冷再生、全深式再生技术
（1）主要功能
通过沥青路面的就地冷再生，可以实现：a. 实现旧沥青路面层的翻修、重建；b. 实现旧路面沥青层材料的常温拌和及就地再利用。
（2）适用场合
就地冷再生技术一般用于病害严重的一、二级公路沥青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。
（3）优缺点
就地冷再生的优点：a.实现了就地的再生利用，节省了材料转运费用；b.施工过程的能耗低、污染小；c.适用范围广。
就地冷再生的缺点：a.施工质量控制的难度较大；b.一般需要加铺沥青罩面层。
4.4 场拌冷再生技术
（1）主要功能
通过场拌冷再生，可以实现：a. 以冷拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用；b. 恢复和改善旧沥青混合料路用性能。
（2）适用场合
场拌冷再生技术适用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用，再生后的混合料适用于沥青路面的中、下面层及柔性基层。
（3）优缺点
场拌冷再生的优点：a.再生工艺易于控制，再生混合料性能较好；b. 适用范围广；c.能耗低、污染小。
场拌冷再生的缺点：a.再生混合料强度的形成需要较长的时间；b.一般需要加铺一定厚度的罩面层。