沥青路面厂拌热再生技术方法及特点

沥青路面厂拌热再生技术方法及特点摘要:本文对沥青路面厂拌热再生技术的工艺原理和生产设备进行了介绍，并提出了厂拌热再生沥青混合料生产过程中的温度控制要点，为沥青路面厂拌热再生的进一步推广应用提供了参考。

关键词:沥青路面再生厂拌热再生在旧道路的翻建工程中，传统的施工方法有两种：一种是在破旧路面上覆盖新的路面材料，另一种是将破坏的面层剔除。

前一种方法虽然成本低、施工简单且无污染，但是随着铺盖层数的增多必然会引起路面抬高，影响周围环境。

目前普遍采用的是剔除破旧面层的方法，采用挖补和铣刨重铺的工艺，但这种方法将产生大量的废弃旧沥青混合料，目前旧沥青废弃量将达到每年200多万吨，几年后沥青路面的大、中修产生的旧沥青废料将达到上千万吨，将造成严重环境的污染。

同时新修补路面每年需要消耗数千万吨的石料和上百万吨的沥青，需大量开采新石料，也将导致水土流失等严重的生态环境破坏，对于我国这种优质沥青极为匮乏的国家来说，这是一种资源的极大浪费。

因此，废旧沥青混凝土材料的再生利用，对于促进循环经济的发展，坚持走可持续发展道路具有重要意义。

1 沥青路面再生方法沥青路面再生按不同的施工工艺可分为热再生技术和冷再生技术。

热再生技术包括就地热再生和厂拌热再生，冷再生技术包括就地冷再生和厂拌冷再生。

热再生技术主要用于恢复老化沥青的粘接性能，重新发挥沥青的胶结料作用，将沥青资源再生利用，因此用于热再生的材料只能是沥青面层材料。

而冷再生技术主要是将原有的路面材料加以重复使用，原有的路面材料主要起骨料的作用，因此用于冷再生的路面材料不仅可以是沥青面层材料，还可以是无机结合料稳定的基层材料[1]。

1. 1 现场热再生现场热再生技术也称为表层再生技术。

该技术通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青混凝土路面就地再生具有无须运输废旧沥青混合料，工效高，对公路运营影响程度低等优点。

但现场热再生技术因其自身的不足未得到普遍采用，主要表现为（1）处理厚度小，适合处理车辙、泛油、麻面和磨光等表面缺陷，对需要进行结构性再生（中、下层以至基层损坏的情况）的路面大修则无能为力；（2）无法处理采用改性沥青铺筑的表面层；（3）对路面层厚不均匀或质量状况变化大的路面难以保证质量要求。

1.2 厂拌热再生厂拌热再生技术先将旧沥青混凝土路面铣刨后运回工厂，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、碎石级配等指标，掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂（必要时）进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标，按照与新建沥青混凝土路面完全相同的方法重新铺筑。

国外多年的实践证明，厂拌再生沥青混合料路面能够达到并保持所要求的各项路用性能指标，并且具有更好的抗车辙性能。

这种再生方式属于结构性再生，能有效地用于各种条件下旧沥青混凝土路面的再生利用。

1.3 现场冷再生现场冷再生技术主要有两种方式。

一种是利用专用再生机械在现场铣刨、破碎、加入新料（包括乳化沥青或其它再生剂、稳定剂，必要时还要加入集料）、拌和、摊铺和预压，再由压路机进一步压实。

这种再生路面主要用于低等级公路路面和高等级公路路面基层（但将会提高路面高程），不适用于高级路面的面层，一般用于二级及二级以下的公路。

另一种方式是在旧路面上洒布再生剂封层，再生剂能渗入路面5～6mm，恢复表层被氧化沥青的活性，并形成抵抗燃油泄漏的封层，可延长路面的使用寿命2～3年。

这种再生方式其实属于预防性养护范畴，适用范围窄，并且应充分考虑其对路面抗滑性能的影响。

1.4 厂拌冷再生厂拌冷再生混合料主要用作基层或底基层。

先将旧沥青混凝土路面材料运回稳定土搅拌厂，经过破碎作为稳定土骨料，加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化沥青等一种或多种稳定剂和新料（必要时）进行搅拌，然后铺筑于基层或底基层。

这项技术不能充分利用废弃料中的旧沥青，而且旧沥青还会在一定程度上影响混合料的抗压强度，因此该法主要用于基层和底基层，市场空间相对较小。

由于其生产过程几乎不需要专用设备就可实现，对于不能热再生回收的旧料（如老化严重难于再生的混合料），可以有效解决旧料废弃和环境污染等问题，在国外被普遍采用，具有较好的应用价值。

2 厂拌热再生技术厂拌热再生技术具有较好的适应性，适用于各类沥青面层的损坏情况。

经过严格的配合比设计，再生沥青混合料能确保技术指标不低于全部使用新料拌制的沥青混合料，路用性能满足高级路面的使用要求；而且，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，能最大限度地发挥沥青混凝土路面废料的作用；同时，仅需对原有设备进行简单改造，因此，厂拌热再生技术适应各种沥青路面损坏的再生利用，通过配合比设计能满足各种技术标准和使用性能的要求。

2.1 工艺原理沥青混凝土路面在使用过程中会出现使用性能下降的现象，这主要是由于路面材料的老化，一是沥青的老化，在老化沥青的四组分结构中，沥青质和胶质的含量明显增加，芳香分的含量减少，这样就导致了沥青变硬，脆性增加及粘性减少，也即在沥青老化后，其针入度减少，粘度提高，而延度相对下降；二是集料的疲劳，沥青混合料中的矿料在汽车荷载的长期作用下，颗粒之间产生相互的位移和摩擦，使其发生碎裂，形成细粒组分，这样导致矿料的骨架性发生变化，因而矿料之间的内摩擦力逐渐减小，抗剪强度下降。

沥青混凝土路面的再生主要是针对沥青和矿料的再生，它们实际上是老化的逆过程。

再生过程中，首先对回收的沥青路面材料（rap）进行加热，当表面温度达到一定温度时，表面的旧沥青开始软化、熔融，并在与新的热集料拌和过程中，旧沥青的一部分转移到新集料的表面，同时新、旧集料的温度也趋于一致，旧沥青裹覆在新、旧集料表面的薄膜也趋于均匀。

此时，按预定比例加入新沥青（或新沥青与再生剂），在搅拌过程中，新沥青（或新沥青与再生剂）将均匀地裹覆到新、旧集料的表面，同时与原有的旧沥青紧密结合，新沥青（或新沥青与再生剂）与旧沥青的界面间发生渗透和交换，集料表面最后的沥青膜是由混合均匀的新旧沥青（或新旧沥青与再生剂）组成，旧沥青的成分和性能得到改善，再生得以进行。

然后添加预定数量的矿粉，吸附沥青，形成合理厚度的沥青膜，最后经过一段时间的搅拌，沥青混合料进一步搅拌均匀，同时新旧沥青进一步调和均匀，最终得到与新沥青混合料品质相当的再生混合料。

2.2 配合比设计由于回收的旧沥青混合料来源不同，沥青的老化程度差别很大，混合料的级配、油石比大不相同，再加上混合料可能混有泥块杂物，若不预先进行破碎、筛选和成分检测，就不能保证再生沥青混凝土最终的油石比和级配符合要求。

沥青再生必须先调查分析回收料（rap）的沥青和集料路用性能，以确定rap的再生适用性。

这是因为由于老化和氧化，沥青混合料内部发生了较大变化。

对于沥青胶结料主要表现为：轻质油分丧失、沥青质增加，变硬（粘度增加），延度降低。

由于交通荷载及环境的影响，集料级配有一定衰减。

因此在设计开始之前，必须分析rap 的组成。

一般是确定回收沥青路面的集料级配、沥青含量和 60℃沥青粘度。

从有代表性的rap试样中回收已老化的沥青胶结料，用来确定其性质。

2.3施工工艺流程厂拌热再生混合料的拌制材料包括回收沥青路面材料（rap）、新沥青、新集料和再生剂，拌和时应以室内配合比试验报告所提供的掺配比例进行拌和，并根据试验路混合料性能的检测结果进行适当调整，以达到满足《公路沥青路面施工技术规范》（jtg f40-2004）中所要求的相应混合料性能。

厂拌热再生施工工艺流程为：回收沥青路面材料（rap）→回收沥青路面材料（rap）的预处理和堆放→再生混合料拌制→再生混合料运输→再生混合料摊铺→再生混合料压实→养生和开放交通，具体流程见下图。

2.4厂拌热再生设备旧沥青混合料中作为粘结材料的沥青在加热重融和搅拌中再生，除了需要在搅拌设备中灵活调整旧沥青回收料、新骨料、新沥青以及再生剂加入的比例，满足沥青混凝土对油石比以及矿料级配的严格要求之外，还需要有对旧沥青回收料的良好的和可靠的加热，确保旧沥青加热温度并不再使其老化，加热过程不会对环境造成二次污染；此外在加热的状态下要有足够长的搅拌时间，使“再生”和“混合”两方面都得以充分完成。

因此，必须采用良好的厂拌热再生设备保证再生混合料的质量。

厂拌热再生设备是指回收料的加热在一个专门的干燥筒内完成，该设备应可与沥青混合料搅拌设备配套使用的。

它主要由回收料供给系统、提升系统、干燥系统、热回收料储存仓、热回收料称量斗、有害气体吸收管道及控制系统等组成。

该设备的工作过程为：沥青混合料搅拌设备开始工作时,回收料供给系统开始供料，提升系统开始提料，干燥系统开始给回收料加热，加热后的回收料进入到热回收料储存仓储存。

当需要添加回收料时，热回收料储存仓的放料门打开，热回收料进入到热回收料称量斗称量。

当达到所需要的数量时，热回收料储存仓的放料门关闭，热回收料称量斗的放料门打开，向搅拌器内放料，—个搅拌周期完成。

气体吸收管道安装在热回收料储存仓的顶部，是为了吸收在热回收料储存仓中已加热后的热回收料所排出的有害气体[2]。

2.5生产要点根据目前沥青混合料生产的现状，厂拌热再生的混合料生产可以选用间歇式拌和设备或连续式拌和设备进行，拌和设备必须具备回收沥青路面材料（rap）的配料装置和计量装置。

使用间歇式拌和设备，当回收回收沥青路面材料（rap）掺量大于10%，宜增加回收沥青路面材料（rap）烘干加热系统。

回收沥青路面材料（rap）料仓数量应不少于两个，料仓内的回收沥青路面材料（rap）含水率不应大于3%。

厂拌热再生混合料的生产温度和加热时间应根据拌和设备的加热干燥能力、回收沥青路面材料（rap）的含水率、再生混合料的级配，新沥青的粘温曲线等综合确定，以不加剧回收沥青路面材料（rap）的再老化，提高生产能力，降低能耗并生产出均匀稳定的混合料为原则。

采用热厂拌再生装置进行再生生产时，对于使用道路石油沥青rap材料，其加热温度应在保证再生设备稳定、正常运转的前提下，尽量提高rap材料的加热温度，根据经验rap材料的加热温度一般控制在 80℃，现场rap材料老化程度不同，加热温度可以适当提高，原则上rap材料在热再生设备中经加热后应保证连续生产，不得进行长期贮存。

沥青加热温度应按沥青的粘温曲线来控制，集料加热温度一般控制在190-210℃(rap掺量在30%以内，掺量更高时温度会高于此值)，经试拌后检测、调整、确定，主要应保证再生沥青混合料的出厂温度满足“厂拌热再生施工技术指南”的要求。

再生混合料出料温度应比普通热拌沥青混合料高 5-15℃，沥青混合料正常出料温度应在165-170℃，超过 190℃者废弃，热沥青混合料成品在贮料仓储存后，其温度下降不应超过10℃[3]。

3 结语目前我国的公路建设飞速发展，伴随而来的是对我们庞大道路网的养护和维修任务，按照沥青路面的使用寿命，每10年左右翻修一次，那么仅高速公路网平均每年将产生接近5000万吨的旧混合料。