就地热再生中的沥青再生研究

就地热再生中的沥青再生研究

诸强

英达热再生有限公司江苏南京210038

摘要：从20世纪的90年代末开始，我国在早期建成的沥青路面已陆续进入大修的状态。沥青再生技术的应用能够通过重复利用沥青混合料达到恢复路用性能低目的，达到节约资源及保护生态环境的目的。下面就对就地热再生沥青再生进行探讨，希望可供相关从业者参考。

关键词：就地热再生；沥青再生；混凝土路面

前言：本文主要经过对旧沥青路面的沥青基本性能测试及再生试验进行分析，提出了旧沥青再生地相关理论及设计方法。

一、回收沥青指标的分析

沥青路面经过长时间的使用之后，因为受到各种自然因素如：空气、水、光、温度等的作用，沥青会逐渐老化。沥青老化将使其内聚力、粘附性塑性下降，沥青混合料的形变能力降低，最终导致沥青路面在低温下发生脆裂破坏。

经过相关资料表明：旧路面所用沥青为ＡＨ—７０，与表１末列沥青路面气候分区为１—３区的Ａ级７０号新沥青技术标准以及倒数第２列后文所用新Ａ—７０沥青的实测数据相比可以看出：回收沥青的针入度减小，延度大幅度降低，软化点可能有所增大。这说明取样路面的沥青已明显老化，如不加以处理势必造成路面加速破坏。《规范》［１］建议沥青路面就地热再生应具备的条件之一是原路面沥青的２５℃针入度不低于２０，可见本路面可以满足该要求。

二、沥青再生机理

沥青老化的组分迁移理论认为沥青老化的主要原因是组成沥青的一些组成发生了迁移，若是添加合理的再生剂，能够使老化沥青的组分恢复到原来的水平，则可以实现沥青的再生。由此可以得到沥青再生的组分协调理论。可以根据生产调和沥青的原理，在老化沥青中添加合适比例的低粘度油料、适当稠度的新沥青或一些专门的再生剂，经过适当调配以尽量恢复沥青原有的组分，使调配后的沥青能够满足沥青的使用性能。

而沥青老化的相容性理论认为沥青老化是由于沥青里面的溶质与溶剂的溶解性参数失去平衡，由此可以得到沥青再生的相容性再生理论。如果添加一定的再生剂，使沥青的组分溶解度参数恢复到原来的范围，沥青就实现了再生。由于再生剂中一般都含有一些缩合度高的芳香分，原沥青中小分子芳香分和饱和分对其的吸附能力小于老化后沥青中的胶质和沥青质对其的吸附能力，因此老化沥青的组分就实现了重新分配，从而改善了沥青的使用性能。这两种理论并不冲突，而是相互补充的。

三、旧沥青再生目标标号的确定及再生剂用量的预估

就地热再生沥青混合料，应充分考虑再生路面的气候、交通特点、层位等因素来确定旧沥青再生的目标标号。一般应接近新路面上的沥青标号，也可比同一地区经常使用的新沥青标号低。一般而言，较低的目标标号对高温性能较有利，而对低温抗裂性和耐久性较不利。本路面就地热再生后用于表面层，属于重载交通，该地区的沥青路面气候分区为１～３区（夏炎热冬冷区）；鉴于气候、交通、层位等因素对高温稳定性的较高要求，并考虑路用性能的综合要求，我们把旧沥青再生的目标标号暂定为该区重载路面常用的Ａ—７０号，视再生剂对旧沥青的改善情况再予以最终确定。

四、旧沥青的再生试验

对既有沥青混凝土面层的再生，首要条件是对其沥青的再生，常见的方法是加入适当的新沥青

或再生剂。一般旧沥青老化较严重或ＲＡＰ掺加比例过高时，需要加入再生剂，降低沥青质的相对含量，提高沥青的针入度和延度，恢复其路用性能。

1、再生剂的质量指标

再生剂要能与老化沥青充分融合，进而调节老化沥青的组分和粘度。饱和分是沥青质的促凝剂，芳香分具有溶解和分散沥青质的能力，故而再生剂中芳香分应含量较大而饱和分不应太多。再生剂也应具有适当的粘度，太小则加热时易挥发，太大则不能与老化沥青充分融合。另外，热拌再生的高温施工以及设计寿命期间自然因素的作用等要求再生剂必须具有一定的耐热性和耐候性。所以化学组分、粘度、耐老化性能是沥青再生剂最基本的质量技术指标。

2、再生试验

（1）再生剂掺量对３大指标的影响

根据再生的目标标号，用试配法进行旧沥青再生试验。将再生剂以不同掺量（０％，４％，６％，８％，１０％，１２％）掺入旧沥青，充分混合均匀后静置２４ｈ后，采用Ｔ０６０４—2011、Ｔ０６０６—2011、Ｔ０６０５—2011规程所述方法分别进行再生沥青的针入度、软化点和延度试验。Ｃ型再生剂鉴于后述原因，未列出试验数据。

（2）再生剂掺量对抗老化性能的影响

市场上再生剂的质量良莠不齐，有些再生剂的耐老化性能较差，再生沥青的耐老化性能应该受到充分重视。将再生剂按适宜掺量掺入提取的老化沥青中，用Ｔ０６０９－２０１１所述方法进行沥青薄膜加热试验，试验结果见下表。

五、就地热再生沥青混合料配合比设计的流程

初定再生剂掺加比例后，就地热再生沥青混合料配合比设计的具体步骤如下：

①再生混合料级配设计。根据旧路面材料的矿料级配和拟定的设计级配范围（已采用ＡＣ—１６Ｃ型），确定掺加的新沥青混合料的矿料级配和新料掺配率。

②再生沥青混合料最佳新沥青用量的确定。以０．５％为增幅变换沥青用量，用马歇尔法测定不同沥青用量下的体积特性和稳定度、流值等指标，进而确定再生沥青混合料的新沥青用量范围。

③再生沥青混合料的性能检验。在以上级配和沥青用量下成型试件，对再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性等性能检验，个别性能不能满足要求的可采取局部措施甚至调整原材料予以改善。

④试验路检验再生混合料性能。就地热再生沥青混合料的性能必须经过试验路检验，主要检验马歇尔稳定度、级配、动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度比等是否满足设计和规范要求。

结束语：

总而言之，沥青路面就地热再生技术作为公路工程施工建设中的重要技术之一，对公路工程建设的质量提升有着十分重要的作用。沥青混凝土作为我国高等公路地主要路面材料，也是旧路面维护改造的有效方式，从经济性进行分析，沥青就地热再生技术具有良好的经济效益，能够充分满足市场需求，更是资源节约地有效途径。

参考文献：

[1]ＪＴＧＥ２０—２０１１，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［Ｓ］．

[2]江成云.浅谈沥青路面就地热再生（HIR）施工工艺及质量控制[J].科技信息，2013（08）.

[3]周海洋.面向山区国省干线公路沥青路面的就地热再生技术研究[D].重庆交通大学，2014.