高速公路沥青路面再生利用技术应用

　　摘要：沥青路面再生利用能节约资源，保护环境，降低工程造价，通过对其利用原理及技术优点的分析，详述了将其应用于高速公路的关键技术。通过实例分析，论证了该技术在高速公路沥青路面的养护维修中的可行性。
　　关键词：沥青路面再生技术；高速公路；再生利用
　　
　　随着我国基础设施建设的飞速发展，早期建成的大量高速公路已进入大中修期，而在道路养护及维修期间翻挖、铣刨的沥青混合料如若直接丢弃，不仅造成环境污染，对于我国极为匮乏沥青资源的国家现状来说也是一种资源浪费。如果能够摈弃传统的沥青路面维修技术，利用沥青路面再生技术合理利用废弃的旧沥青混合料，在利用废料，保护环境的同时，还能节约资源，降低对沥青等不可再生资源的消耗，具有明显的社会和经济效益。沥青路面再生利用技术以其环保和社会效益将越来越受到人们的重视，在高速公路维修中得到大量运用。
　　1概述
　　1.1沥青路面再生利用原理
　　沥青路面再生利用，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，使之满足一定路用性能并将其重新铺筑于路面。通过再生利用，能节约大量沥青和砂石等原料，还利于处理废料，保护环境。
　　沥青路面的再生机理为：在旧沥青中加入与旧沥青的组分不同的含有部分缩合度高的芳茎的再生剂，旧沥青中的沥青质和胶质对他们的吸附溶解趋势大于旧沥青的小分子芳香芬和饱和芬，这样因削弱分子所受引力场的影响而引起旧沥青与再生剂化学组分的重新分配并改善沥青组分间的组成比例，进而改变沥青的性能，使其满足质量指标的要求值。
　　1.2沥青路面再生利用技术的优点
　　沥青路面再生利用技术的优点主要表现在以下几个方面：1）环保，利用沥青路面再生技术，可以减少对沥青和砂石等材料的开采，同时减少废料产生，保护环境。2）减少投资，传统的养护方法是将旧路面冷铣刨，撒一层粘层油，再用全新的沥青混合料摊铺，而再生利用技术则能充分利用旧沥青混合料，只需添加再生剂和部分新沥青混合料，便能完成维修，明显降低了维修成本。3）能加强沥青混凝土路面层间的联结，改善路面级配、降低空隙率、延长路面寿命，也不存在接缝漏水的问题，还能恢复沥青的性能和沥青混凝土路面的柔韧性。
　　2沥青路面再生利用技术在应用于高速公路关键技术
　　2.1再生剂的选择及掺配比例的确定
　　再生沥青是通过控制沥青再生后的粘度和其他指标来进行的，再生剂就是一种添加到老化沥青中，能够改善其流变行为的低粘度制剂。一般来说，当旧沥青的针入度低于40（0.01mm）或粘度高于106Pa•s时，考虑使用低粘度油料作再生剂。再生剂的作用可以归纳为两点：调粘和调柔。其中，调粘是指降低沥青粘度，使之软化，便于和新沥青、新集料均匀混合；调柔则是指通过调节沥青的胶体结构，恢复旧沥青的柔韧性并具备延伸能力。
　　再生剂的选择需要根据实际情况选取，如果只要求通过调节粘度来软化旧沥青便可选用任意的低粘度油料作再生剂；如还要对路用性质有所改善，则须根据旧油中沥青质的含量来选取芳香分含量足够多的油料作再生剂。确定再生剂的掺配比例时，通过掺配不同比例再生剂试验，测定沥青的针入度、延度、软化点三个指标，来检验再生沥青各项指标是否达到相应要求当某比例再生剂对应再生沥青满足三指标后再测定该比例下再生沥青的其他指标。而一般来说是基本满足其他指标要求的，对于个别指标不满足的可不予考虑或者对比例稍加调整。
　　2.2再生沥青混合料配合比的确定
　　目前有两种评价沥青结合料性能标准及指标测试的方法，其一是通过评价再生结合料的常规路用性能指标来确定旧料的用量；其二是通过Superpave方法中的性能分级指标来优化再生结合料的旧料掺配率。当旧沥青结合料老化不很严重时，可添加新沥青结合料来实现再生，测定再生沥青结合料是否满足使用性能的要求，并根据测试结果调整新旧结合料的比例。
　　旧沥青结合料需要改善的是粘性和柔韧性，通过调整旧料的掺配比例，与预定品种的新料配成一系列不同配比的再生结合料，测定各再生结合料的针入度和延度。通常情况下，再生料的针入度和延度值会随着旧料掺配率的减小而增大，而粘度值则将减小。通过分别建立再生料的延度和针入度指标实测值对旧料掺配率的回归关系，再反算再生料各性能指标满足目标要求的旧料掺配率的范围值，确定柔韧性和粘性都满足要求的掺配率范围，最终确定新旧结合料的配比关系。
　　2.3再生沥青混合料的级配确定
　　沥青路面因为各种因素导致集料级配发生变化，因此，必须添加新集料来重新调整级配，以满足不同类型混合料对集料级配的要求。再生混合料的级配标准与普通沥青混合料相同，没有另外制定标准的必要。与全新的混合料集料配合不同的是，旧集料的配合比例在确定旧料掺配时就已确定。集料配合设计时，将旧集料的颗粒级配对照设计级配范围进行比较，以便知道粗细粒料的多少，从而确定新集料的配合比。
　　2.4再生沥青混合料物理力学性能评价
　　再生混合料性能重点评价与结合料路用性能直接相关的混合料的性能，抗缩裂和耐疲劳性能是性能评价的重点内容，它们受结合料品质的影响，是旧沥青混合料主要缺陷，除此之外，还需对再生沥青混合料进行马歇尔试验、水稳性试验和轮辙试验，以便确定是否满足路用要求。
　　采用与拉伸测试相关的试验方法评价再生沥青混合料的抗缩裂性能好坏，较为理想的方法是采用劈裂试验，特定温度和加载条件下，劈裂强度值越高，沥青混合料的抗缩裂能力越强。通过测试劈裂强度，还能反映旧结合料的再生效果。再生沥青结合料柔韧性的恢复程度是其抗疲劳性能的决定因素，在以控制应变方式进行混合料抗疲劳性能测试时，柔韧性恢复良好的再生料劲度模量也相对较小，相同的常应变条件下作用于试件的应力也较小，从而表现出良好的疲劳性能。
　　3实例分析
　　目前沥青路面再生技术方法用的较多的是就地热再生技术。某高速公路为三层路面层结构：上面层为中粒式复合改性沥青混凝土，厚5厘米；中面层为AC-20沥青混凝土，厚7厘米；下面层为厂拌沥青碎石，厚8厘米。运用就地热再生技术对该高速公路进行维修。
　　对旧沥青混合料进行沥青路面沥青及石料评价分析试验，测得旧沥青混合料的沥青含量为5.0％，对抽提后的集料进行筛分，绘制旧沥青路面的级配曲线。其表面层的沥青混合料符合矿料级配范围，混合料中2.36mm-9.5mm粒径的含量明显升高，而2.36mm、4.75mm的筛孔偏下限，级配曲线偏粗，因此，需要添加新料来改善原路面级配并绘制级配曲线图。根据试验，原料中沥青的针入度和延度较低，软化点则较高，老化严重，通过对旧沥青添加不同剂量再生剂后进行再生试验并绘制沥青针入度图。当再生剂用量为3％时，再生后沥青针入度符合规范中对改性沥青指标的要求。确定再生剂和新添石料用量后，还需确定新添沥青量。根据规范和马歇尔试验结果得出配合比为5.25％。
　　施工中采用就地热再生机组，再生厚度为5cm，热再生施工长度为15km。施工中控制好铣刨深度、碾压摊铺温度，保证平整度和压实度。对再生后现场取沥青混合料进行沥青抽提分析、筛分及混合料性能力学分析。通过检测，各项指标达标，满足质量要求。
　　4结语
　　沥青路面再生可以充分利用旧料，通过添加再生剂，选择适当的配比和新旧料掺和比例得到再生混合料，将沥青路面再生技术应用于高速公路维修工程中，既环保又节约资源和资金，取得了良好的经济和社会效益，值得大力应用推广。
　　
　　参考文献：
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《高速公路沥青路面再生利用技术应用》

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