温拌技术在厂拌热再生工程中的应用研究

张永利

（河北省交通规划设计院 石家庄 050091）

厂拌热再生是当前世界上使用最为普遍的沥青再生方法，与其他再生技术相比，厂拌热再生混合料变异性小，质量有保证，除了无法解决软弱路基或底层的问题外，适用于各类破坏路面，具有较好的适应性；能最大限度地发挥沥青混凝土路面废料的作用，既可利用原路废弃材料重新铺筑路面，也可以将回收材料再生后用于其他工程［1］。

1 温拌技术主要优点

（1）减轻新沥青以及RAP料中旧沥青在生产过程中的二次老化，提高对旧沥青的再生恢复效果。采用温拌技术，可使其拌和与施工温度降低30℃以上，从而减轻再生混合料在拌和过程中的短期老化，避免RAP料中的旧沥青以及加入的新沥青进一步老化。而再生的目的，就是通过添加新沥青和再生剂，使旧路面中老化的沥青得以恢复其性能，因此温拌技术的应用，可以减轻旧沥青在生产过程中的二次老化，使对旧沥青的再生恢复效果更加显著，从而进一步提高再生混合料的技术性能。

（2）现有工艺条件下提高旧料利用比例。温拌再生出料温度明显下降，在现有工艺条件和能耗水平下，旧料利用比例可以提高到40%以上，节能、增产和原材料的节约获取的直接经济效益，将大大超过温拌工艺的直接成本，在工艺上具备全面替代热再生的可能性，应用潜力巨大，具有突出的社会和经济意义。

（3）改善厂拌热再生混合料的施工性能，容许在温度较低的环境中施工，以及更长的运输距离，拓展了再生混合料的应用范围。

为了能更好地应用这种新技术，充分发挥再生技术和温拌技术节能减排的优势，引入温拌技术来突破厂拌热再生技术发展瓶颈，提高RAP掺加量和再生路面工程质量。

2 温拌热再生沥青混合料性能试验

2.1 原材料

（1）新集料。分为10～20，5～10，3～5mm、机制砂和矿粉，产自邢台，为石灰岩。各集料的密度和吸水率见表1。

表1 集料的密度和吸水率

（2）回收路面材料（RAP）。取自冀州市交通局拌和站，抽提筛分及集料指标试验结果见表2、表3。

表2 RAP抽提试验结果

表3 不同粒径RAP抽提集料的密度指标

（3）沥青。70号道路石油沥青，密度1.031 g／cm3，主要指标的检测结果见表4。

表4 70号道路石油沥青主要指标

（4）再生剂。Cyclogen进口再生剂。

（5）温拌剂。sasobit温拌剂，其各项性能指标见表5。

表5 Sasobit的性能指标

（6）温拌热再生混合料矿料级配。采用AC20型级配，其中40%和50%RAP的再生混合料采用不分档RAP，而70%和100%RAP的再生混合料采用2档RAP材料进行配比设计。图1为温拌热再生沥青混合料级配曲线。

图1 温拌热再生沥青混合料料级配曲线

（7）配合比设计结果。采用马歇尔试验法设计，双面击实75次／面，考虑热量散失和外界影响因素，确定温拌再生沥青混合料的出料温度为135℃，成型温度为125℃，沥青的加热温度为170℃，矿料的加热温度为170～180℃，铣刨料加热温度 为100 ℃［2－3］。sasobit改 性 剂 用 量 为2.5%（相对于沥青质量）。各方案的配合比设计结论见表6。

表6 各方案的配合比设计结论

2.2 性能试验分析

通过与常规沥青混合料对比，研究了温拌再生沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性，探索温拌热再生沥青混合料的技术可行性，试验结果见表7。

表7 温拌热再生沥青混合料性能试验结果

（1）温拌、热拌沥青混合料性能比较。热拌和温拌混合料的成型温度分别为145～150℃和133～139℃。混合料性能检测结果见图2。

图2 温拌热拌再生沥青混合料性能对比

由图2可见，温拌混合料的动稳定度和弯曲应变均高于热拌沥青混合料，冻融劈裂强度比低于热拌沥青混合料，但相差不大，仅低0.4%。这说明温拌沥青混合料完全可以与热拌沥青混合料性能相媲美［4］。

（2）RAP掺配率对再生混合料性能的影响分析。在掺配率大于70%时，由于粉料比例大，加入沥青后会成坨成块，不易搅拌均匀，通过延长拌和时间使混合料拌和均匀后出料，实际生产中必然降低生产效率。图3为温拌热再生混合料性能－RAP掺量变化曲线。

图3 温拌热再生混合料性能－RAP掺量变化曲线

由图3a）可见，温拌热再生沥青混合料的动稳定度随着旧料掺配率的增加而增加。在RAP掺配率由30%增大到50%时动稳定度提高幅度较大，而由50%增加到100%阶段动稳定度增大不多。

由图3b）可见，随着RAP掺配率的增大，最大弯拉应变接近线性减小，其中旧料掺配率为70%时，最大弯拉应变减小了17%，在RAP掺配率为60%时，最大弯曲应变已经低于规范最低值要求，再生路面发生开裂的可能性明显增大，表明再生沥青路面最大潜在危害是低温抗裂性能的大幅衰减。

由图3c）可见，温拌热再生料冻融劈裂抗拉强度比随掺配率增加而下降的趋势明显。与新沥青混合料相比，RAP掺配率为30%再生料的强度比变化了6%；掺配率为40%和50%RAP时，劈裂强度比变化幅度较大，分别为10%和11%，不过即使100%RAP时，其水稳定性能仍能满足规范要求，在RAP掺配率大于50%后再生混合料的水稳定性衰减速度趋缓。

3 试验路实体工程

2012年8月在河北省106国道邢台段铺筑了1 000m温拌热再生路面（50%RAP）。并进行了系统的跟踪检测。

（1）均匀性检验，见图4。

图4 碾压成形后试验路路面

由图4可知，试验路压实后表面材料均匀美观，基本上不存在离析现象。

（2）压实度及厚度。在摊铺完毕后，第2d随机钻取心样，见图5，检测结果列入表8。

图5 温拌热再生路面心样

表8 G106试验路心样检测结果

由表8可见，厚度控制良好，与设计值的最大偏差为－0.3%，路面空隙率全部都在6%以内，路面压实良好。

（3）沥青烟污染状况。分别对拌和站和沥青施工现场进行调查，在热拌混合料出料时，有阵阵浓烟，而温拌沥青混合料出料时基本没有沥青浓烟。在施工现场卸料和摊铺中也没有刺鼻烟雾，改善了筑路工人的工作环境。

4 结论

（1）温拌热再生技术可以大幅提高RAP掺配率至60%，甚至75%，为突破目前厂拌热再生技术瓶颈提供了有效途径。

（2）影响RAP掺量的关键指标是低温抗裂性能。随RAP掺配率增大，温拌热再生沥青混合料的高温稳定性不断提高，其水稳定性能有一定损失，但仍能满足相关要求，RAP掺配率超过60%，再生沥青混合料低温抗裂性能将难以满足规范要求。

（3）成功铺筑了第一条50%RAP温拌热再生路面，压实度均达到94%以上，温拌再生技术突破了规范上RAP掺配率的局限性，且提高了再生路面压实质量。

［1］张清平，周志刚，李炎炎，等.海南省就地热再生沥青路面施工工艺及质量控制研究［J］.中外公路，2011（4）：230－235.

［2］JTG F41－2008公路沥青路面再生技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［3］JTJ 052－2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.北京：交通部公路科学研究所，2000.

［4］JTG F40－2004公路沥青路面施工技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2004.