废弃沥青材料的循环利用关键技术研究 陈佳铮

废弃沥青材料的循环利用关键技术研究陈佳铮

摘要：本文就国内外沥青路面再生技术目前的发展状况展开研究，针对沥青路

面老化和再生机理进行了剖析，研究并提出一套行之有效的废旧沥青混合料循环

利用和沥青路面热再生技术，满足目前形势下资源循环利用、沥青路面再生和环

境保护的需要，推进资源节约型社会和环境友好型社会建设。

关键词：沥青；路面；废旧料；循环利用；热再生技术；再生沥青混合料

通过翻挖、破碎、回收、筛分后，再与沥青再生剂、新材料、新沥青进行一

定比例的混合搅拌形成混合料，用它来重新铺筑路面的成套技术，就是沥青路面

热再生技术。沥青路面热再生技术是目前正在被广泛研究和推广的新技术。

一、沥青路面再生

1、路面再生的定义

人们通常认为路面维修时挖出的旧沥青混合料进行重复利用就是沥青路面再生，殊不知使用不同再生方法，沥青旧料利用率有很大的差别。冷再生技术只是

将价格高昂的沥青混合料进行普通利用，当成了“黑集料”，并非真正的沥青再生。沥青路面再生的定义应为将旧沥青路面的沥青混合料进行处理和加工，使其能够

达到沥青标准混合料技术要求，并且重新摊铺成新沥青路面。此处的再生包含了

三重要素，即沥青、沥青混合料和沥青路面的再生。沥青的再生是沥青路面再生

的首要条件，然后才是旧沥青混合料的再生，最后将之铺设成为路面。旧沥青无

法单独分离，只能在旧沥青混合料的再生过程当中完成沥青再生。

2、路面老化的机理

沥青的老化和沥青混合料老化就是沥青路面的老化，沥青路面老化通常是因

为长时间的水、温度以及行车荷载作用，使得沥青混合料原有特性慢慢丧失，胶

质和沥青质增加，油分减少；开裂、松散、坑洞、麻面等现象开始在沥青路面出现。沥青物理特征的表现包括：一是软化点升高、延度降低、针入度减少；二是

非牛顿性质、反应流变质、粘度增加。

3、再生的基本原理

作为沥青老化的逆过程，沥青的再生也就是沥青路面的再生，理论上总结为

以下两点，第一，以需要的粘度范围为指标，将旧沥青材料的粘度适当调低。第二，减弱旧沥青的非牛顿特性，通过调整旧沥青材料的流变性来实现。作为一种

低饱和酚、低粘度的矿物油料，再生剂粘度范围为0.1～20Pa•s，它的作用就是分散沥青质、溶解旧沥青质，改变沥青的流变性，降低沥青的非牛顿特性。通过必

要的抽提试验测定旧沥青混合材料当中沥青性能、沥青含量以及矿颗粒级配，进

一步确定需要重新添加的旧料和新集料的掺和比例，达成合理的级配水平。同时，再生剂和新沥青的添加用料需要进行确定，再生混合料全新拌制试块成型后，要

进行劈裂试验、马歇尔试验和车辙试验，对再生混合料各项主要的技术性能指标

进行评价，以确定是否达到能够正常使用的标准。

二、沥青热再生技术施工

1.施工材料准备

使用于沥青热再生技术当中的沥青和细集料的粘结力要求较高，粗集料则要

保证无杂质、干净和干燥，同时耐磨性能和强度也要足够，这样才能确保有良好

沥青混合料强度。再生料当中的沥青，则对抗飞散性、流动性能和耐高温等相关

性能要求较高。在实践当中，高速公路施工过程中的沥青材料延度性能、软化点

和抗老化性能都有很高的设计要求，所用的集料也都有很高的级配要求，比如干

净度、均质度、坚硬度等，同时还不能够有尘埃石片等杂质，集料的抗冻性、耐磨性和附着性也都有很高的要求。

2.集料的运输

热再生沥青混凝土当中所需补充的新材料在温度方面要求非常高，应该将混合料拌合、再生之间的时间间隔尽可能缩减。集料运输道路在有条件情况下选择最短的路径，运输车辆资源应该充裕，以满足再生机持续工作要求。基料车运输过程中需要盖上帆布，确保混合料温度超过160℃以上，不可在混合料卸载之前将帆布取下。

3、摊铺

再生机料斗的作业程序在摊铺施工过程中需得到充分的重视，确保供料连续性，防止材料出现离析。专人在再生机履带板和平衡梁前铲除散落的沥青料，保证路面平整度。

实际摊铺过程中，再生机须匀速前进，以确保高速公路路面平整度。1.6～2.0m/min是再生机应该保持的摊铺速度，前期施工速度可以稍慢，逐步过渡到1～2 m/min的匀速前进。过程中采用铝板高程控制再生厚度，并且再生机在实际的摊铺过程中应该根据要求逐渐调整到最优作业状态，特别注意加热板宽度和工作宽度等要求，同时螺旋布料器位置的自动料位器也应该进行调整，让料门敞开的宽度达到要求，确保螺旋布料设备的实际转速和链板输送料速度，让两者之间得到最好的匹配。挡料板和熨平板在既定宽度范围内需要做到分布均匀，为防止摊铺层会产生离析，需要注意将螺旋布料器料高于中心位置。

4、压实操作

实际的操作过程中，沥青面层施工质量受制于压实情况，压路机组合和碾压作业流程务必切实可行。碾压施工作业需要采取胶轮和双钢轮振动两种压路机结合的模式开展，进行初压、复压及终压。初压采用双钢轮振动压路机，需进行循环碾压，首次不开振，使用高频低幅后退开振，第二边碾压开启振动。初压之后紧跟着就是复压，使用轮胎式压路机碾压密实。复压之后紧接着终压，终压必须在碾压终了温度前完成，采用重量较大的双钢轮压路机，以静压方式碾压两遍，消除复压过程中产生的轮胎痕迹，使路面平整度和压实度都能够达到标准。先轻后重、先边后中是压路机的碾压顺序，从而使道路横坡度和平整度达到施工设计标准。

三、废旧料热再生技术

厂拌热再生应用，其工艺就是先铣刨旧沥青混凝土路面，并运回工厂进行破碎，再参照旧料中的沥青老化程度、沥青含量、碎石级配等指标，掺加相应数量的沥青、新集料和再生机，使其碎石级配和油石化能够满足设计的要求。根据规范规定的各项指标对沥青混合料进行加热拌和，以新建立路面施工方法为参照依据进行重新铺筑。该方法能够补强一些已被翻挖的路基和基层。沥青层重铺需要按照不同的上面层、中面层、下面层技术要求设计配合比，从而进一步确定旧沥青回收料的掺加比例。

厂拌热再生的沥青混凝土性能完全能够超过普通热拌沥青混凝土，适应性较好。无论原有路面混合料设计中问题改进，还是路面外观的修复和改善，或是作为路面高程受限时修复方案，厂拌热再生都有广泛的用途。厂拌热再生设备投入少，回收料循环利用比例高，既能解决废弃料处置问题，又能有效节约资源。

结语：综上所述，与传统维修方法和道路施工方法相比较，今后沥青路面养护大中修和公路建设将会出现一种全新的理念，这就是废弃材料的应用。这种应