1、舊瀝青路面再生應用與研究現狀引言在舊道路的翻建工程中,傳統的施工方法有兩種。一種是在破舊路面上覆蓋新的路面材料,另一種是將破壞的面層剔除。前一種方法雖然成本低、施工簡單且無污染,但是隨著鋪蓋層數的增多必然會引起路面抬高,影響周圍環境。目前普遍采用的是剔除破舊面層的方法,但是該方法產生的廢料不僅難以處置,污染環境,而且對瀝青和石料資源也是一種極大的浪費。上個世紀70年代發展起來的舊瀝青路面再生利用技術,正是要解決這一問題,它因節約材料,降低造價以及減少環境污染的特性而備受人們關注。從80年代中后期,由于我國經濟建設的需要,全國開始進行大規模修筑高等級路面,且約80%為瀝青路面,而且隨著瀝青路面技

2、術的發展,瀝青路面的比重將會越來越大。所以中國尤其需要舊瀝青路面再生技術的研究與應用。舊瀝青路面再生原理舊瀝青路面的再生利用,就是將舊瀝青路面經過路面再生專用設備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后,與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。舊瀝青路面在車輪荷載與自然力作用下,瀝青混合料會發生老化現象。瀝青的針入度、延度及軟化點也會發生有規律的變化,同時導致瀝青性能下降。舊瀝青再生的機理研究目前有兩種理論,一種理論是“相容性理論”,認為瀝青產生老化的原因是瀝青膠質物系中各組分相容性降低,導致組分間溶度參數差增大,認為摻入一定的再生劑使其溶

3、度參數差減小,瀝青即能恢復到(甚至超過原來性質。另一理論是“組分調節理論”,認為由于組分的移行,瀝青老化后,各組分間比例不協調導致瀝青路用性能降低,認為通過摻加再生劑調節其組分,可使瀝青恢復原來的性質。因此,要使老化瀝青恢復原有性能,就需要將老化瀝青和原瀝青的組分進行比較后,向老化瀝青中加入所缺少的組分(即添加瀝青再生劑,使組分重新協調。舊瀝青路面國內外應用現狀國外應用現狀舊瀝青路面回收材料再生利用的歷史可以追朔到1915年。但真正重視道路材料的再生利用是從1973年中東石油危機開始的,瀝青材料價格上漲及可供優質集料的減少促使道路部門進行路面回收材料的再生研究和應用。到上世紀八十年代末美國再生

4、瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半,瀝青路面的再生利用在美國已是常規實踐,目前其重復利用率高達80 %。相比常規全部使用新瀝青材料的路面,節約成本10%-30 %。西歐國家也十分重視這項技術,德國是最早將再生料應用于高速公路路面養護的國家。芬蘭幾乎所有城鎮都組織舊瀝青路面材料的收集和儲存工作。法國現在也已開始在高速公路和一些重交通道路的路面修復工程中推廣應用這項技術。歐美等發達國家都特別重視再生瀝青實用性的研究,他們在再生劑的開發以及實際工程應用中的各種機械設備的研制方面都取得了很大的成就,正逐步形成一套比較完整的再生實用技術,達到了規范化和標準化的程度。資源短缺的日本也非常重視舊

5、瀝青路面再生利用的研究,2000年再生瀝青混合料已達50萬噸,占全年瀝青混合料產量的58 % ,日本每個拌和站都具備生產再生混合料的能力。國內應用現狀在我國80年代中期,蘇州、南京、武漢、天津四城率先對舊瀝青路面再生利用技術進行研究試驗和推廣工作,并取得了可喜的成果。當時是把舊渣油路面加入適當的輕油使之軟化,來代替常規瀝青混合料,鋪筑層次是解決用量最多的下面層。湖南省將乳化瀝青加入舊渣油表處面層,并分別用拌和法和層鋪修筑了再生試驗路。甘肅省蘭州公路總段從1983 年以來采用陽離子乳化瀝青作再生劑對多條道路進行冷法再生瀝青路面工作,同時對另一些道路進行熱法再生路面工作。云南省亦在1983 198

6、8年進行了一些再生瀝青路面試驗研究。這些工作為我國舊瀝青路面再生利用提供了寶貴經驗,但對于高等級公路路面的再生利用研究不足。近幾年某些公路單位又開始嘗試著將舊瀝青路面簡單再生后用于中輕交通量公路或道路基層,如1992年同濟大學在淮阜路采用陽離子乳化瀝青進行冷法再生瀝青路面試驗。1997年江蘇淮陰市公路處用乳化瀝青冷法再生舊料后鋪筑路面,取得了一定效果。隨著我國高等級瀝青路面維修養護量的不斷增加,對瀝青路面舊料再生技術有必要進行深入、系統研究。如2000年沈大高速公路營口段再生試驗,黃曉明等針對克拉瑪依AH - 70瀝青研制出A型再生劑等,表明我國公路科研、生產單位也開始重視高等級公路舊瀝青路面

7、再生技術的研究舊瀝青路面國內外研究現狀再生瀝青混合料的配比由于瀝青路面一般都是雙層式,挖掘出來的舊料都是粗細料混合的。因此,舊料中既不是粗級配,也不是細級配。城市道路的舊料級配更為復雜。因為在大修前路面常常經過了多次養護,所以要使再生瀝青混合料用于主要干道上,必須加入新石料來調整級配,使之符合級配規范要求。加入新礦料的類型、數量可通過舊料抽提后篩分結果,再根據新石料的原材料篩分分析,采用計算法或圖解法來決定配合比。確定新、舊瀝青配比之后,再由馬歇爾試驗方法確定新瀝青用量。由于再生混合料是由舊混合料加新瀝青加新礦料拌制而成,在設計時,不但要考慮瀝青材料的使用,更主要的是要立足于再生混合料的性能。

8、舊瀝青混合料的評價先將有代表性粒徑軋碎后的舊瀝青混合料進行抽提分析,求出其瀝青含量及礦料級配,并測定回收的舊瀝青物理指標(粘度、針入度、延度、軟化點等及化學組分。在對舊混合料進行分析的時候,不可能也沒有必要將各層分開分析,而應該是對整個油面進行分析。再生劑的選用大量研究資料表明,降低瀝青粘度有效的方法是向其中加入低粘度的油分。東南大學黃曉明等針對克拉瑪依AH- 70瀝青研制出A型再生劑,使舊瀝青的路用性能得到明顯改善。國外的再生劑主要采用石油工業生產低粘度油分和樹脂。再生劑具有軟化舊瀝青,并能使就瀝青具有一定的改性作用。所摻入再生劑的量是要使再生后的瀝青滿足設計性能指標,也就是向舊瀝青混合料中

9、加入老化瀝青所缺少的組分,使組分重新協調。再生劑的摻量需要通過大量的試驗確定,對再生劑在各種配比對老化瀝青性能的恢復情況作比較,找出最佳摻量。確定新骨料的級配再生瀝青混合料級配與普通混合料不同,再生料的級配是由舊料和新料混合組成的,舊料級配是已知的,新料是未知的,可以用圖解法、試算法、計算機程序法等方法計算摻配比例以確定新集料的級配。確定最佳瀝青用量可參照普通瀝青混合料最佳瀝青用量的確定方法,根據選定的新舊料配合比成份,估計所需加入的新瀝青用量,并以遞減及遞增瀝青用量0.5%的比率,制備各種瀝青用量的試件,按要求的測試項目進行測定,并定出符合混合料性能要求的瀝青用量。再生瀝青混合料的施工工藝再

10、生瀝青路面按施工工藝可分為:表面再生法。廠拌再生法。就地熱再生法。表面再生法表面再生法,是利用專用的再生機械,在現場利用紅外線將原路面表面以下一定深度范圍內的舊瀝青混合料加熱到一定溫度,銑刨、破碎、加入新材料、拌和、攤鋪和預壓,再由壓路機進一步壓實,此方法施工簡便,一般適用于老化不嚴重,但平整度較差的路面,在美國和一些西歐國家廣泛應用于路面的養護。在我國尚未能有條件大面積推廣,但從發展的眼光來看,表面再生法將來在公路上所占比重會越來越大。廠拌再生法瀝青路面廠拌再生法,就是將舊瀝青路面經過翻挖后運回拌和廠,再集中破碎,和再生劑、新瀝青材料、新集料等在拌和機中按一定比例重新拌和成新的混合料,鋪筑成再生瀝青路面。廠拌再生法可分為廠拌熱再生法和廠拌冷再生法兩種方