沥青路面再生技术设计

■黄 亮，王亚琴，伍 昕，陶丹萍，吴艳萍，黄 华 ■江西春晖工程有限公司，江西 南昌 330000

1 沥清再生技术发展概况

旧沥青路面的再生利用，就是将旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。沥青路面再生国外始于20世纪30年代，50年代广泛发展。随着石油危机的爆发，1975年冷刨设备大规模生产和应用，使沥青路面再生技术得到迅速发展。1997年国际经合组织对14个国家的调查表明旧料利用率已达75%～100%，其它国家也有不同程度的利用，我国沥青路面再生起步晚，但近几年发展较快。

图1-1 97年国际经合组织《道路工程再生利用战略》白皮书

2 沥青路面再生技术分类

2.1 厂拌热再生

厂拌热再生技术是将旧沥青混凝土路面铣刨后运到沥青混合料拌和场(厂)，通过破碎、筛分(必要时)，并根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、集料级配等情况，掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂(必要时)等进行热态拌和，使混合料达到规定的各项指标，并按热拌沥青混合料的施工工艺重新铺筑路面。

2.2 就地热再生

就地热再生技术(就地热再生)是指利用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行现场加热、翻松，掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂等，经混拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内(一般不超过6cm)的旧沥青混凝土路面再生的一种技术。

图2-1 就地热再生

2.3 场(厂)拌冷再生

场拌冷再生技术是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和场(厂)，通过破碎、筛分(必要时)，并根据旧料中沥青含量、沥青老化度、集料级配等指标，掺入一定数量的新集料、再生结合料(乳化沥青、泡沫沥青等)、再生剂(必要时)进行常温拌和，使混合料达到规定的各项指标，按常温沥青混凝土的施工工艺重新铺筑，形成路面基层或者下面层的一种技术。

图2-2 场拌冷再生

2.4 就地冷再生

就地冷再生技术是指利用专用的就地冷再生设备，对沥青路面进行现场冷铣刨，掺入一定数量的新集料、再生结合料(乳化沥青、泡沫沥青、水泥、消石灰等)、再生剂(必要时)，经混拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青路面再生，形成路面基层或下面层的一种技术。

图2-3 就是冷再生

2.5 全深式再生

将沥青层和部分基层材料同时进行就地冷再生，形成路面基层的一种技术。全深式再生实际上是就地冷再生的一种，只不过是再生厚度范围内包含了部分基层。国内全深式再生工程的再生结合料绝大部分采用水泥，个别采用乳化沥青和泡沫沥青。

图2-4 全深式再生

3 工程评价

当路面状况恶化到养护行为不再有成本效益时，则需进行维修。为确保工程成功，工程评价是旧沥青路面维修前的首要工作。维修方案选择得当，再生沥青路面将经济、耐久。

3.1 维修方案选择

维修方案选择时应该以科学的态度认真地进行，例如，对路面病害造成的原因分析时，出现的裂缝是由荷载还是非荷载造成，如是荷载造成，进而分析是疲劳还是其他原因。在路面破损评价中将路面弯沉与车辙深度相联系，以确定道路结构破损的位置，并明确车辙与弯沉是否有关。选择可能的维修方案时，在明确维修道路破损类型和程度后，应考虑回收原路面材料的质量、维修道路的期望设计年限，原道路结构的承载能力及维修道路性能标准等。

3.2 维修策略

维修方法有一次维修法及分期维修法

分期维修法是采取上述某种再生方法部分地维修道路，达到一定性能和结构承载能力，日后加铺新HMA层，求取经济实用的厚度。这种方法尤其适用于旧面层不平、表面状况较差，或只需轻微加强的情况。

分期维修可将主要投资费用分散到其他项目，以提高效益，延缓主要投资费用的支付等。

维修方案选择的步骤见图3-1

图3-1 维修方案选择的步骤

4 配合比设计沥青路面再生配合比设计分热拌再生、现场热再生、全厚

设计原则:恢复旧路面老化沥青到新沥青的性能。恢复老化沥青的措施是掺加专用再生剂或再生剂。再生剂有:软质沥青、乳化沥青、泡沫沥青等。

4.1 HIR法

(1)掺配图法:

主要考虑老化沥青的粘度和所需再生剂的用量，见图4-1掺配图设计流程。

图4-1 掺配图设计流程

由流程可看出此法较简单，仅选用再生剂和确定掺加比例。

4.2 FDR法

为提高旧路面混合料的性能，通常进行稳定处理改善其强度、水稳性和耐久性。

稳定方法有机械的，沥青的，化学的和复合的四种。

4.2.1 机械稳定法配合比设计

机械稳定材料有粗、细集料及回收破碎的旧水泥混凝土材料等。论证机械稳定适用性时，必须需要考虑道路线型状况，如跨线结构的净跨径、路缘石的高度、道路宽度和边坡等以确定容许加入粒料的数量。此外，应用此法时，当地集料要丰富。当旧料标高等受到限制，当地集料紧缺或需远运，则采用无机稳定法更为合适。对基层有柔性要求时宜用沥青稳定。

4.2.2 沥青稳定法配合比设计

沥青稳定材料有乳化沥青、泡沫沥青等，采用乳化沥青和泡沫沥青的组成设计步骤大体相同，但稍有差别。选用泡沫沥青其优点是可在更宽松的气候条件下施工，有足够和易性，易压实。用泡沫沥青作稳定剂，级配中小于0.075mm应在5-15%范围，以免形成富沥青团，或成润滑剂，从而降低再生混合料的强度和稳定性。对矿粉的塑性指数不宜高，否则会阻止泡沫沥青裹覆和稳定混合料。如用乳化沥青作稳定剂，其原因是适合与冷湿再生材料混合，但要注意乳化沥青与再生材料的相容性及工艺中用水的相容性。乳化沥青使用不同的乳化剂与添加剂，其相容性也是不同的。

4.2.3 化学稳定法配合比设计

化学稳定的材料有水泥、石灰和粉煤灰等无机稳定剂。水泥、石灰等除用粉状外还可以用浆体，因浆体计量精确，且利于保护环境。水泥可以提高早期强度，水泥适用于再生材料中塑性指数小于10，如果超过10，通常使用石灰稳定，石灰与再生材料中的粘土相互作用可以降低塑性。水泥、石灰等稳定剂可提高早期强度，如掺有粉煤灰可减少收缩导致的路面开裂。再生材料中含粗粒料多且粒径均一可增加细料，如果再生材料太细或塑性指数高则加粒料。

4.2.4 复合稳定法配合比设计

复合稳定材料是化学稳定材料和沥青稳定材料的复合应用。其组成设计可综合4.2.2和4.2.3进行。

FDR法设计步骤汇总 表4-2

5 沥青再生技术国内应用情况

目前沥青再生技术在我国的应用越来越广泛，随着社会对于环保的要求越来越高，沥青再生技术在我国的应用也将越来越广泛，目前，就地热再生技术在京津塘高速、京石高速、成渝高速、京福高速山东段、沪宁高速公路等都有应用，累计施工面积超500万平方米。厂拌热再生在广佛高速，北京、上海等地有应用，就地冷再生应用于京沈高速天津段和河北段、京沪高速河北段、四川成渝高速等。辽宁、河北、山东、浙江、天津、黑龙江、吉林等地在油路改造中也大量使用就地冷再生。厂拌冷再生则在江苏沪宁、江西昌九高速、陕西西宝高速等有应用。

［1］杨平，聂忆华，查旭东.旧沥清路面材料再生利用调查和评价［J］.中外公路，2005(1):98-100.

［2］李清.沥青再生可行性及亟待解决的问题［J］.石油沥青，2006(6):65-68.

［3］倪小军，陈仕周，凌天清.沥青路面再生利用技术综述［J］.重庆交通学院学报，2004(10):39-42.