路面再生技术发展与应用

公路路面再生技术简介

摘要:本文介绍了公路路面再生技术的发展情况和几种主要的路面再生方式。

关键词:公路;水泥路面;沥青路面;路面再生

引言

路面再生,就是将已老化、损毁的路面进行翻挖,回收路面材料,经过破碎、筛分,在添加部分新骨料和添加剂(沥青、水泥、再生剂等),重新拌和,最终获得满足公路路用性能的再生混合料,用于铺筑路面面层或基层。路面再生是通过重复利用路面材料,最大限度地利用资源和保护环境的现代环保技术。

随着我国公路建设的飞速发展,相当部分的低等级公路扩建为高等级公路,部分90年代后建成的高速公路也已陆续进入大、中修时期,大量翻挖、破碎的旧路面材料被废弃。这一方面造成环境污染,另一方面造成极大的资源浪费。公路路面结构再生技术对降低建设成本、保护生态环境、促进我国公路建设健康发展都具有极大的意义。

1沥青路面再生技术[1-3]

1.1国内外沥青路面再生技术发展概况

沥青路面结构的再生利用开始于20世纪初期,到20世纪70年代石油危机的出现,沥青路面再生利用的经济性又凸显现出来,同时由于路面铣刨机的研制成功,促进了旧料再生利用的发展。1997年,国际经合组织(OFECOAD)对14个国家的路面材料再生利用情况进行了调查,发表了《道路工程再生利用战略》白皮书;其成员国的沥青路面再生利用率为75～100%。其中美国沥青路面材料的重复利用率高达80%,相比常规全部使用新沥青材料的路面可节省成本10%~30%;日本2000年厂拌热再生沥青混合料已达4000万吨,占全国沥青混合料产量的55%。

在我国80年代中期开始了对旧沥青路面进行再生利用的试验研究和推广工作,当时是把旧渣油路面加入适当的清油使之软化,来代替常规沥青混合料,铺筑沥青路面的下面层。2001年,京津塘高速公路开始了沥青路面的就地热再生工程

的实践。2003年,广东省交通厅和交通集团,结合广佛高速公路大修工程,全面开展了沥青路面厂拌热再生技术的研究,成功地用再生沥青混合料铺筑高速公路路面。

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。

沥青路面再生技术概述

根据再生混合料拌制和施工温度的不同，沥青路面再生可分为冷再生和热再生。在冷再生过程中，对旧路铣刨、新旧料的拌和与摊铺是在常温下进行的，冷再生结合料通常采用乳化沥青或泡沫沥青。在热再生过程中，对旧路面铣刨、新旧料拌和时需要加热。根据施工场合和施工工艺的不同，沥青路面再生可以分为厂拌再生和就地再生。就地再生与厂拌再生的区别在于的拌和过程发生的地方，就地再生的拌和过程是在旧路面现场进行的，而厂拌再生的拌和过程是在拌和厂进行的。在路面大修工程中，常用的再生方案有：就地冷再生、厂拌冷再生、就地热再生和厂拌热再生等。每种再生技术各有特点，各适合于不同状况的路面。在再生利用前，对路面状况进行详细的调查分析，选择最佳的再生方案，以实现效益最优。

一、沥青路面再生途径与再生剂

沥青路面在长期使用过程中，在车辆荷载和气候因素的作用下，其构成材料的质量发生了变化与衰减，主要表现为矿料级配的退化和沥青的老化。根据旧沥青的老化状况，可采用以下三种方式进行再生。

（1）新旧沥青调和再生。新旧沥青调和再生即将标号较高的新沥青与旧沥青掺配混合，使掺配后的沥青达到路用沥青标准。沥青胶体结构理论认为沥青是一种胶体分散体系。研究表明，只有当沥青中各组分的相对比例满足一定的关系时，沥青才具有较好的性质。沥青路面质量劣化的实质是沥青结合料发生老化，即沥青胶结料的组分发生变化，芳香酚减少，胶质和沥青质增加。沥青化学组分的这种变化引起的沥青物理、力学性质的变化，会导致针入度变小、延度降低、软化点和脆点升高，沥青变硬、变脆，延伸性降低。根据组分调节理论，老化沥青中加入其所失去的组分，使组分比例重新协调就能恢复沥青的性能。由于新鲜的软沥青中含有较多的软沥青质成分，通过调和使旧沥青的性能达到一定的水平，从而达到沥青再生的目的。

（2）再生剂再生。再生剂再生即在旧沥青中加入适量的再生添加剂，添加剂既可以调节旧沥青的黏度，又能补充旧沥青所失去的化学组分，恢复原沥青的性能，甚至还能超过原沥青的性能。在选择沥青的再生方法时，应根据旧料中沥青的含量和老化程度来综合确定是否需要使用再生剂。为了尽可能地利用旧料，工程中希望采用较大的旧料掺配率，但如果沥青老化较为严重，若采用新旧沥青调和再生，需要较大的新沥青掺配比例，经济性较差，这时可以考虑采用添加再生剂的沥青再生方法。一般认为，当回收的旧沥青的针入度小于40（0.1 mm）时，宜考虑使用再生剂进行再生。再生剂的一般定义为：用以改善结合料的物理、化学性质而添入沥青之中的材料，或能改善已老化沥青的物理性能的碳氢化合物。再生剂有以下作用。①再生剂可降低旧沥青的黏度，以达到沥青混合料所需的黏度。软化过于脆硬的旧沥青混合料，使其在机械和加热作用下充分分散，以便与新沥青、新集料混合均匀，并保证胶结料具有足够的黏附性。②再生剂渗入旧混合料中，并与旧沥青充分交融，重新溶解、分散那些在老化后凝聚起来的沥青质，调节沥青胶体结构，以达到改善沥青流变性质的目的。

Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ　沥青路面再生技术的原理与应用　芮锋　（泰州市远通交通工程监理咨询有限公司）　【摘要】早在２０世纪初，大家就开始逐渐地发现，修复路面　一个非常重要的方法就是重新利用现有沥青路面材料。现在半个多　世纪过去了，再生技术做为一种综合技术，有着广阔的发展前景，　已经被现代社会广泛应用。针对沥青路面再生技术来说，它具有多　种设备、方法和工艺。在我国，很多的公路路面开始了全面维修，　其中一种很重要的养护方法就是对旧沥青路面的再生利用。分析沥　青路面的再生原理，再加上观察沥青路面的应用现状，我们可以认　为其除了具有理论依据，有多重工艺方法可以在工程上使用，实施　沥青路面的再生利用还有相当可观的经济效益与社会效益。　【关键词】沥青路面；再生技术；原理；应用　引言　在我国迅速发展公路建设的背景下，截止到２００２年的年底，我　国高速公路经过十多年的建设，总里程已经发展到世界第二位。在　公路使用的过程中，由于各种自然因素例如日照、雨水等的影响，　再加上车辆载荷的作用，沥青路面逐渐地会变形、老化而导致最后　的损坏。　十五年是一般沥青路面的设计寿命，以此来算，高速公路在我　国大都已经进入了大、中修期，每年有超过１０００万吨的旧沥青混合　料被翻修开挖出来。占用场地堆放废弃的旧沥青混合料，不仅造成　环境污染，还会使大量的有价值的资源浪费掉。因此，迫切需要解　决旧沥青路面的再生利用问题，这个问题一旦解决，不仅可以使经　济效益和社会效益得到显著的提高，每年单单是材料费就能节省ｌ５　亿元以上。上个世纪八十年代以来，在沥青路面再生技术领域，国　外取得了长足的进步，基本上实现了比较成熟的规范化和标准化。　相对而言，对于沥青路面的再生技术的掌握，我国做的还不是很全　面，大型的应用在工程上的理清再生设备还比较缺乏，因此相关技　术的开发和研究必须得到充分的重视。　１沥青再生技术的原理　旧沥青路面如果是需要翻修或者废弃的，通过翻挖回收、破碎　筛分等程序，再把再生剂、新集料、新沥青等等添加进去，再经过　拌和，再生沥青混合料就可以形成了，它本身具有一定的路用性能，　可用于铺筑路的基层或面层，这样一整套的工艺技术就是所谓的沥　青路面再生利用技术。而其中的关键是沥青再生，就是旧沥青中已　经老化的经过处理可以使原来的性能恢复，从而可以作为结合料使　用。　１．１材料的老化　在使用过程中，沥青路面会逐渐的脆硬老化，沥青结合料的老　化是这一变化的实质。多方面的原因导致了沥青组分的变化，比如　轻质组分会挥发，在光照和氧的作用下出现的氧化、缩合作用等等，　其中氧化缩合作用是最主要的原因。　随着使用沥青路面的年限的增长，会出现增大沥青质的浓度、　加重其老化的现象，配伍失调的现象会出现在沥青材料的组成之中，　胶体结构也会随之产生相应的变化。软沥青作为溶剂和沥青质溶度　作为溶质的相容性会被破坏掉，原因就是它们的参数产生了改变，　最终导致了沥青性质的变化。老旧的沥青会出现粘性过高和柔韧性　不足的现象，性能不良的沥青结合料的原因就在这里。　１．２控制沥青再生性质的标准　在实际工程应用中，必须要通过一些途径，找到一个标准控制　这个过程，通过调节其内在组分不仅获得再生的沥青，并且便于测　试和计算其实际操作过程。沥青胶体结构的理论上沥青形成不同的　胶体结构的原因在于他们的化学成分不同，粘流性质也会在宏观上　表现出不同。归结旧沥青的再生方式如下：（１）调节旧沥青的粘度　要控制在所需要的范围之内；（２）适当的提高旧沥青的流变指标，　良好的流变性质就会重新出现在旧沥青上　控制旧沥青再生性能的　标准在欧美国家基本上也是用粘度指标来控制的。一般来说，粘度　恢复到正常状态的老化沥青，其性能标准在其他方面也能得到恢复。　１１０　Ｉ华东科技　２再生沥青混合料技术的关键　组成设计沥青混合料的内容主要是由以下几个方面：（１）旧料　配合率的合理确定；（２）确定掺加再生剂以及再生剂的数量之前，　要先确定『Ｂ料的老化程度；（３）确定配合旧沥青和新沥青的比例，　再生沥青调配而成的粘度要适当，才能在某种程度上改善其性能，　使路用的要求得到满足；（４）再生配合料集料级配的调整要针对再　生路面的结构类型而定，同时还要兼顾到旧料的级配，才能使混合　料各方面的要求得到满足，针对有特殊要求的新路用环境，一些添　加剂和改性剂等等可以考虑到掺加进去。总之，虽然无论是设计原　理还是思路基本一样，但在配比设计上再生混合料相对于新拌沥青　混合料，还是具有一定的自身特点。　３再生技术在沥青路面上的应用　虽然在理论上可以充分恢复旧沥青混合料的路用性能，但是采　取怎样的利用方式还是要根据实际应用中的不同情况。在添加材料　的性质和比例确定之前，先要采集分析破损的路面，制定不同的施　工方法和施工方案。　上个世纪８Ｏ年代之前，厂拌再生工艺广泛的运用在国际沥青路　面的再生上。而在８Ｏ年代后，路面加热设备的快速发展加上就地试　验检测技术的提高，各国开始越拉越重视路面现场就地再生技术。　由于沥青的就地再生工艺的一系列作业都是就地完成的，不仅施工　速度快，还具有运输量少的特点，所以这种工艺方法逐步被许多工　业发达的国家采用　不过，就地再生材料相对于厂拌再生工艺而言，　在拌和质量上比较难以控制，再加上比较昂贵的再生设备，因此今　后我国路面材料再生仍然是将厂拌再生工艺作为主要方法。　现在，沥青再生技术在国外已经越来越成熟，不同的再生机械　设备取决于不同的再生工艺，全套机械化作业也已经实现了，比如　意大利的玛丽安妮公司以及德国的维特根公司。尽管在再生技术的　研究上我国起步较早，但是还是比较落后，主要体现在对再生技术　的应用上。在就地冷再生技术上，我国直到上世纪末才开始　Ｉ进再　生机进行现场试验，所以无论是泡沫沥青的实验室研究，还是引进　路面现场作业的再生设备，都是刚刚开始不久。当务之急，我们还　是要积极开展对再生技术的研究还有对再生机械的开发。　４结语　沥青路面再生技术在科学上市有充分论证的，同时也在实践得　’到充分的应用，相对于同类型新沥青路面，沥青再生路面不仅在外　观上没有差别，而且在使用效果上也相差无多。旧沥青路面再生利　用可能性和有效性都已经得到了证明。在迅速发展的公路建设过程　中，势必会出现大量的公路维修，所以旧沥青路面利用也越来越会　被人们重视。再生技术相对于传统方法，具有一系列的优点，例如　新混合料的节省、较低的工程费用、较短的施工周期、较快的施工　速度，再加上运输费用的节约、环境污染的减少等等。我国公路今　后比较大的发展方向就是保护环境和发展的可持续性，所以我们一　项很重要的任务，就是加强对路面再生技术的研究和应用。对路面　再生技术这样一门比较系统的科学技术，我国应该规范再生利用技　术，并且提升其标准，提出一系列的指标，比如对于再生混合料和　再生剂的技术标准、适应再生路面工程的道路等级，还有再生路面　在结构设计中的技术参数等等；针对今后沥青路面再生技术，抓紧　研制与开发再生机械设备，使我国的沥青路面再生技术再上一个新　台阶。　参考文献：　［１】陈启宗，我国沥青路面再生设备开发对策『Ｉ＿．建筑机械，２０１０（０４）．　［２１刘爱辉．沥青路面再生技术调查分析『１］．交通标准化，２０１０（１３）．　『３１张跃峰．旧路冷再生施工技术在大修工程中的应用ｎ１．公　路．２００９（０１）　【４１粱涵，张勇就地冷再生设备及应用ｍ．筑路机械与施工机械　化．２００８（１０）．