舊瀝青混凝土路面再生利用技術(shù)及研究現(xiàn)狀

趙輝

摘 要： 隨著我國(guó)公路建設(shè)進(jìn)入高峰期和大面積維修期，舊瀝青混合料的廢棄既污染環(huán)境又造成資源浪費(fèi)，瀝青路面再生利用問(wèn)題日益突出。本文從國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，瀝青再生原理、再生劑的選用，瀝青混合料生產(chǎn)工藝和特點(diǎn)等方面，對(duì)瀝青路面再生應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了分析，針對(duì)不同的路面病害提出了不同的再生方式。

關(guān)鍵詞： 舊瀝青混凝土路面 再生技術(shù) 熱再生 冷再生

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，公路運(yùn)輸逐漸呈現(xiàn)出大流量、重荷載的局面，公路建設(shè)也隨之進(jìn)入了高峰期。同時(shí)在上世紀(jì)90 年代后建成的公路已進(jìn)入大面積維修期，還有些公路需要進(jìn)行升級(jí)改造，致使大量翻挖銑刨的舊瀝青混合料被廢棄。廢棄的舊瀝青混合料，一方面污染空氣和水源，另一方面造成資源的浪費(fèi)。另外，生產(chǎn)新的瀝青混合料，需要大量開(kāi)采天然砂石，將導(dǎo)致水土流失和植被破壞。因此，瀝青混凝土路面再生技術(shù)的研究和推廣，對(duì)降低建設(shè)成本保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及對(duì)我們國(guó)家的公路建設(shè)都有極其重要的意義。

1.國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)舊瀝青混凝土路面的再生利用研究可以追溯到上世紀(jì)二十年代的美國(guó)，但是真正開(kāi)始重視是在1973年。1973年10月第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，國(guó)際石油輸出國(guó)組織（OPEC）為了打擊對(duì)手以色列及支持以色列的國(guó)家，宣布石油禁運(yùn)，暫停出口，造成油價(jià)上漲。自此，由中東地區(qū)爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)的石油危機(jī)蔓延全球。這場(chǎng)石油危機(jī)促使美國(guó)開(kāi)始高度重視瀝青路面再生利用技術(shù)，進(jìn)行了深入研究和大面積推廣。到上個(gè)世紀(jì)80 年代末，美國(guó)再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半，80%的舊瀝青混合料得到再生利用。1997 年國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作組織的調(diào)查結(jié)果顯示，歐美主要發(fā)達(dá)國(guó)家路面再生利用率都達(dá)到和超過(guò)75%，荷蘭、比利時(shí)等國(guó)甚至還實(shí)現(xiàn)了100%完全再生利用。

我國(guó)在上世紀(jì)80年代中期，也開(kāi)始了一系列的探索。由天津、蘇州、南京、武漢四城率先對(duì)舊瀝青路面再生利用技術(shù)進(jìn)行研究試驗(yàn)和推廣工作，將輕油作為再生劑加入舊瀝青混凝土中，使舊瀝青混合料軟化，來(lái)代替常規(guī)瀝青混合料，取得了一定的成果。之后，有些地區(qū)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)也進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，為我國(guó)舊瀝青路面再生利用提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)于高等級(jí)公路路面的再生利用相對(duì)研究不足。隨著我國(guó)高等級(jí)瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的逐年增加，對(duì)舊瀝青路面混合料再生利用技術(shù)進(jìn)行深入、系統(tǒng)的研究迫在眉睫。

2.瀝青的老化和再生原理

瀝青混凝土路面的再生技術(shù)，是將舊瀝青路面經(jīng)過(guò)翻挖、回收、破碎、篩分后，與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料，使之能夠滿足一定的路用性能并用其重新鋪筑路面的一套工藝技術(shù)。

瀝青混合料在拌制、運(yùn)輸、施工和瀝青路面的使用過(guò)程中，由于加熱、自然因素及車輪荷載的作用下，瀝青逐漸老化，膠體結(jié)構(gòu)改變，瀝青針入度減小、黏度增大、延度降低，導(dǎo)致瀝青性能下降，瀝青的非牛頓性質(zhì)更為顯著。瀝青的老化降低了瀝青與骨料之間的黏結(jié)力，進(jìn)而致使路面顆粒松散脫落，影響路面的耐久性。

舊瀝青混凝土路面的再生，關(guān)鍵在于瀝青的再生。瀝青的再生是瀝青老化的逆過(guò)程。在已經(jīng)老化的舊瀝青中，按照一定的配合比，加入低黏度油料，或者加入適當(dāng)稠度的瀝青材料，經(jīng)過(guò)科學(xué)的工藝，調(diào)配出符合路用性能要求的再生瀝青。

3.再生劑的選用

當(dāng)瀝青混凝土中舊瀝青的黏度高于106Pa·s或針入度小于40時(shí)，應(yīng)當(dāng)在舊瀝青中加入低黏度的再生劑，調(diào)節(jié)過(guò)高的黏度，并且使脆硬的舊瀝青混合料變軟，便于和新材料混合。大量研究資料表明，降低瀝青黏度有效的方法是向其中加入低黏度的油分，再生劑主要采用石油系的礦物油，如潤(rùn)滑油、機(jī)油等，為降低工程成本，工程上也可用上述油料的廢料。

再生劑需要具備以下要求：

（1）具備適當(dāng)?shù)酿ざ?，有良好的軟和與滲透能力；

（2）具有較高的表面能力；

（3）具有溶解和分散瀝青質(zhì)的能力；

（4）具備良好的流變性質(zhì)；

（5）具有良好的耐熱性和耐候性。

4.再生瀝青混合料的生產(chǎn)工藝和特點(diǎn)

瀝青路面再生技術(shù)是一種通過(guò)特定工藝將舊瀝青路面材料進(jìn)行處理，得到滿足路用要求的混合料，從而實(shí)現(xiàn)舊路面材料重復(fù)利用。美國(guó)瀝青再生協(xié)會(huì)將瀝青混合料再生技術(shù)分為五種不同的類型：廠拌熱再生，就地?zé)嵩偕瑥S拌冷再生，就地冷再生，全深式再生。

4.1廠拌熱再生

4.1.1廠拌熱再生法概念：將舊瀝青路面經(jīng)過(guò)翻挖后運(yùn)回拌和廠，再集中破碎，篩分，根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、集料級(jí)配等情況，摻入一定數(shù)量的新集料、新瀝青、再生劑（必要時(shí)）等進(jìn)行熱態(tài)拌和，使混合料達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，并按熱拌瀝青混合料的施工工藝重新鋪筑路面。

4.1.2廠拌熱再生法的特點(diǎn)：廠拌熱再生法在工廠中對(duì)回收的瀝青混合料進(jìn)行集中處理，是一種實(shí)用、靈活、簡(jiǎn)便而又能保證質(zhì)量的瀝青路面再生技術(shù)，也是目前適用范圍最廣，性能最好的一種瀝青混凝土再生方式。

4.2就地?zé)嵩偕?/p>

4.2.1就地?zé)嵩偕ǖ母拍睿豪脤Ｓ玫木偷責(zé)嵩偕O(shè)備，對(duì)瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加熱、翻松，就地?fù)饺胍欢〝?shù)量的新集料、新瀝青、再生劑等，經(jīng)熱拌和、攤鋪、碾壓等工序， 一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)表面一定深度范圍內(nèi)（一般不超過(guò)6cm）的舊瀝青混凝土路面再生的一種技術(shù)。

4.2.2就地?zé)嵩偕ǖ奶攸c(diǎn)：就地?zé)嵩偕ㄟm用于僅存在淺層輕微病害的高速公路及一、二級(jí)公路瀝青路面表面層的就地再生利用，再生層可用作上面層或者中面層。瀝青路面就地?zé)嵩偕?，再生深度一般?0～50mm，可以修復(fù)瀝青路面表層病害，恢復(fù)瀝青表面層物理力學(xué)性能，恢復(fù)瀝青路面平整度，修復(fù)瀝青路面車轍。

4.3廠拌冷再生

4.3.1廠拌冷再生法的概念：是將舊瀝青路面銑刨后運(yùn)到瀝青混合料拌和廠，通過(guò)破碎、篩分（必要時(shí)） ，并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化度、集料級(jí)配等指標(biāo)， 摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料（乳化瀝青、泡沫瀝青等）、再生劑（必要時(shí)）進(jìn)行常溫拌和，使混合料達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，按常溫瀝青混凝土的施工工藝重新鋪筑，形成路面基層或者下面層的一種技術(shù)。

4.3.2廠拌冷再生法的特點(diǎn)：廠拌冷再生分為乳化瀝青廠拌冷再生和泡沫瀝青廠拌冷再生。

（1）乳化瀝青廠拌冷再生，一次性舊料再生比例高，一般在94%左右，主要用于半剛性基層轉(zhuǎn)換成柔性基層及用于瀝青路面下面層，緩解反射裂縫產(chǎn)生，同時(shí)可對(duì)半剛性基層的干縮裂縫進(jìn)行有效防治。乳化瀝青冷再生混合料適用范圍廣，具有很強(qiáng)的防水性能，特別適合南方高溫多雨環(huán)境。

（2）泡沫瀝青廠拌冷再生，一次性舊料再生比例高，一般在80%左右，用于基層，形成接近于半剛性的基層或稱之為“半柔性基層”，只適用于干旱、少雨地區(qū)。

4.4就地冷再生

4.4.1就地冷再生法的概念：是指利用專用的就地冷再生設(shè)備，對(duì)瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)冷銑刨，摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料（乳化瀝青、泡沫瀝青、水泥、消石灰等）、再生劑（必要時(shí)），經(jīng)混拌、攤鋪、碾壓等工序， 一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)表面一定深度范圍內(nèi)的舊瀝青路面再生，形成路面基層或下面層的一種技術(shù)。

4.4.2就地冷再生法的特點(diǎn)：就地冷再生能夠?qū)Υ蠖鄶?shù)的路面破壞類型進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的處治。能夠拓寬路面，改善行駛質(zhì)量；可以使路面恢復(fù)其所需的線形、斷面和標(biāo)高；現(xiàn)出原路面的車轍，不規(guī)則和不平整的區(qū)域；可以消除橫向、縱向和反射裂痕，對(duì)交通影響減少。

4.5全深式再生

4.5.1全深式再生的概念：將瀝青層和部分基層材料同時(shí)進(jìn)行就地冷再生，形成路面基層的一種技術(shù)。全深式再生實(shí)際上是就地冷再生的一種，只不過(guò)是再生厚度范圍內(nèi)包含了部分基層。國(guó)內(nèi)全深式再生工程的再生結(jié)合料絕大部分采用水泥，個(gè)別采用乳化瀝青和泡沫瀝青。

4.5.2全深式再生法的特點(diǎn)：早期多用于低等級(jí)道路，主要包括一些石子路、土路、經(jīng)過(guò)表面處治及石屑封層的路面。這些道路通常較窄，并沒(méi)有考慮未來(lái)交通量和荷載的增加，當(dāng)采用全深式再生處理時(shí)，拓寬工作也可以同時(shí)進(jìn)行。目前，越來(lái)越多的城市道路和高等級(jí)公路采用全深式再生處理，全深式再生法作為一種更靈活、更有利于延長(zhǎng)路面使用壽命的技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、坑槽的道路。

綜上所述，采用瀝青再生技術(shù)，可以充分利用舊料，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)呐浔燃靶屡f料摻和比例，可以再生得到質(zhì)量相當(dāng)不錯(cuò)的再生混合料。初步的研究和實(shí)踐均表明，這種再生混合料可以使用于高等級(jí)公路的瀝青面層。同時(shí)，利用瀝青再生技術(shù)可以取得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。特別是近年來(lái)，隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)及“節(jié)約型社會(huì)”認(rèn)識(shí)的不斷提高，隨著瀝青路面再生應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展完善，機(jī)械設(shè)備的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的出臺(tái)，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的瀝青路面再生技術(shù)將在以后的公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)工程中得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]何兆益，楊錫武.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2006.

[3]黃頌昌，彭明文，徐劍.國(guó)內(nèi)外瀝青路面再生技術(shù)應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù) 版），2008（9）.