温拌再生沥青混合料研究综述

(陕西铁路工程职业技术学院 陕西 渭南 714000)

温拌再生沥青混合料研究综述

杨丰华

(陕西铁路工程职业技术学院 陕西 渭南 714000)

温拌技术和再生技术在节能和环保领域都能做出很大贡献，将两者结合起来开发出的温拌再生技术自然成为沥青领域的热点。本文针对温拌再生沥青混合料的路用性能和需要注意的问题进行了说明。结果表明，温拌再生沥青混合料高温稳定性和抗疲劳性能比热拌再生沥青混合料好，低温性能和水稳定性能二者差别不大。温拌再生技术理论上能降低成本，但目前国内外发展都不太成熟，还没有制定出相关的标准和规范，因而不宜大规模推广使用。

温拌沥青技术；再生沥青混合料；热拌沥青技术；RAP掺量

前言

为应对全球变暖和能源消耗两大问题，公路行业开发出温拌沥青技术(WMA)来替代热拌沥青技术(HMA)。就目前技术水平而言, 温拌沥青混合料的拌和温度一般为110～120 ℃， 摊铺和压实温度为80～110℃，相对于热拌沥青混合料温度降低了约30 ℃以上[1]。

再生沥青路面(RAP)也是公路行业发展资源节约型和环境友好型经济的又一选择。现阶段大部分路面再生都是选择热再生，由于老化沥青硬化造成的影响，当RAP掺量比例过大时会引发新旧混合料的相容问题，以及路面的疲劳和开裂问题[3]。为了得到路用性能满足要求的混合料，RAP实际使用比例一般不超过25%，但理论上RAP掺入量可以更大而混合料路用性能仍然能满足要求，因而低能耗、低排放、能保证混合料路用性能的温拌再生技术将会得到很广泛的应用。

温拌再生技术(WRMA)结合热再生技术和温拌技术两种节能环保技术的优点，使混合料拌和温度和施工温度比热拌降低20℃以上，能提高RAP掺入比例，减轻再生过程中RAP所含沥青的二次老化，节约燃料能源，减少有害气体排放，并能保证再生混合料的路用性能，降低生产成本。

一、温拌再生沥青混合料的性能

(一)马歇尔试验

温拌沥青混合料的马歇尔稳定度均小于热拌时的值，但均满足规范要求。当掺入不同量的RAP时，温拌沥青混合料的马歇尔稳定度与温拌全新料的稳定度值无明显变化[4]，但RAP掺入量要小于60%。

(二)压实特性

不同RAP掺量和不同的成型温度对温拌再生沥青混合料压实特性的影响各不相同。在满足空隙率要求条件下，选择最小的拌和与压实温度能达到节能减排的目的[5]。

有研究表明温拌混合料空隙率略大于热拌沥青混合料或二者相当，随着RAP掺入量增加，温拌沥青混合料的空隙率增大[4,6]。依据温拌再生沥青混合料空隙率指标，拌和温度推荐为135～145℃，压实温度120～140℃。李振在温拌再生沥青混合料压实特性的研究中发现，在添加3% Sasobit条件下，当RAP掺量为15%，最低压实成型温度为120℃，当掺入量分别为30%、45%和60%时，最低压实成型温度分别为100℃、110℃和140℃[7]。但这一最低温度只是针对压实特性而言，并没有考虑其他路用性能。

(三)高温稳定性

级配等条件均相同的条件下，温拌沥青混合料的动稳定度略低于热拌沥青混合料的动稳定度，导致该现象的原因主要是热拌沥青混合料生产过程中加热温度高于温拌沥青混合料，其导致的沥青的老化严重于温拌过程，从而导致了其动稳定度略高[8,9]。掺入RAP有利于提高温拌沥青混合料的动稳定度，且动稳定度的相对增加量与旧料掺量呈良好线性关系，可能原因是RAP中旧沥青老化，黏度增加，沥青变硬，抗高温性能增强[8,10]。季节等研究发现，在相同RAP掺量条件下，温拌混合料的动稳定度比热拌混合料提高近40%[11]。可见, 温拌再生沥青混合料具有较高的抗车辙能力, 高温稳定性好。

(四)低温抗裂性能

在温拌条件下，沥青混合料低温性能随RAP掺入量的增加而下降，原因可能是RAP中沥青老化后不如新沥青的低温性能好，同时还有可能受温拌剂的影响[4,11]。虽然掺入RAP后混合料的低温性能均会下降，但温拌再生混合料比热拌再生混合料低温性能好，这表明对于温拌再生而言，低温性能可能不是个大问题[11,12]。

(五)水稳定性能

我国规范采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价沥青混合料的水稳定性。有研究显示，温拌再生沥青混合料的水稳定性能低于热拌沥青混合料，但相差不大(或者二者相当)，并且均满足规范要求[4]。另一方面，混合料的水稳定性先随着RAP掺量增大而增加(RAP掺量不大于40%)，当过了一定量后水稳定性又随之降低[2, 6]。

(六)抗疲劳性能

沥青混合料在车辆荷载反复作用和自然气候条件下，其材料性能逐渐衰减直到破坏，沥青混合料的这种性能衰减就是沥青混合料的疲劳特性[13]。杨丽英等试验表明，热拌沥青混合料的抗疲劳性能要优于温拌再生沥青混合料和热再生沥青混合料，温拌再生混合料的抗疲劳性能优于热再生沥青混合料，且随着应变水平提高，混合料疲劳寿命差别逐渐增大[9,13]。从消耗能量的角度研究，Zhao等发现随着RAP掺入量的增加，HMA抗疲劳性能逐渐下降，而WMA抗疲劳性能增加[2]，但当RAP量超过30%时，RAP将对WMA抗疲劳性能产生负面影响。

二、应用

温拌技术取得发展，将使掺有大比例RAP的混合料用于路面面层成为可能为了保证施工和易性，热再生出料温度接近改性沥青，造成新沥青比较严重的短期老化和旧沥青的二次老化，为保持混合料性能，必须限制旧料比例[5]。厂拌热再生沥青混合料中RAP掺量难以突破25%，这成了热再生技术的主要瓶颈，而温拌再生技术要求旧料加热温度低甚至不加热，从性能上允许更高比例的RAP掺入，降低生产成本。

三、总结

(1)掺量小于60%时，温拌再生沥青混合料的马歇尔稳定度满足规范要求。当RAP掺量为30%、45%和60%时，最低压实温度分别为100℃、110℃和140℃。

(2)温拌再生沥青混合料高温抗车辙性能比温拌再生混合料的好，且高温性能随RAP量增大而增强。

(3)掺入RAP后混合料的低温性能均下降，但温拌再生混合料比热拌再生混合料的低温性能好。

(4)温拌再生混合料的抗疲劳性能优于热再生沥青混合料，且随着应变水平提高，混合料疲劳寿命差别逐渐增大。

四、研究前景

温拌再生技术在研究及推广应用过程中仍存在一些需要解决的技术问题：

(1)由于温拌再生的拌和温度较低，并不能保证混合料的完全干燥，而残留在混合料中的水分将会影响其水稳定性能，如何提高和保持温拌再生沥青混合料的水稳定性是一个难题。

(2)热拌再生技术一般添加RAP量不超过25%，而温拌再生这一比例可能会超过40%，这可能会引起低温稳定性和抗疲劳性能的问题，新旧混合料的相容问题也不能忽视。

(3)目前国内外缺乏针对温拌再生沥青混合料的技术标准，温拌再生混合料完全照搬热拌沥青混合料的标准，这在很多方面会造成浪费和损失。

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杨丰华(1989-)，女，甘肃，助教，硕士研究生，陕西铁路工程职业技术学院，研究方向道路工程。