Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 公路科技 科技视界 ２０１２年８月第２４期 沥青再生技术现状研究 潘（重庆交通大学【摘婕 重庆４０００７４） 中国要】沥青路面再生技术是通过不同的方式，对原有路面材料进行再生或重复利用的一种路面养护维修的方法。随着 国家对构建环保节约型社会的提倡，沥青路面再生作为一项节能的技术，开始受到人们广泛的关注。本文通过分析比较，对我 国沥青再生技术的现状进行了全面的概括，并对各方法的优缺点，及使用条件进行了适当的剖析，旨在为沥青再生的研究方向 理清思路。 【关键词】沥青老化；再生机理；再生工艺 Ａｓｐｈａｌｔ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＰＡＮ Ｊｉｅ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，４０００７４，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｓｐｈａｌｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａ ｒｏａｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｓ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｒｏａｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｒｅｇｅｎｅｒ－ ａｔｉｏｎ ｏｒ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｙ．Ａｓ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ｓｏｃｉｅｔｙ ａｄｖｏｃａｔｅｄ，ａｓ— ｐｈａｈ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｂｙ ｐｅｏｐｌｅ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎ— ｓｉｖｅｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ｂｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ａｓｐｈａｌｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｕｓｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ ｃｌｅａｒｓ ｔｈｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｓｐｈａｌｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｄｅａｓ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ａｓｐｈａｌｔ ａｇｉｎｇ；Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ０引言 沥青路面再生技术是通过不同的方式．对原有路面材 核，他们形成了一种胶体分散体系，即稳定剂一胶体一溶剂【ｌｌ。 １．２老化机理 料进行再生或重复利用的一种路面养护维修的方法。将其 应用于公路的养护和维修，不仅可以矫正原有路面结构的 沥青的“老化”是指沥青从炼油厂被炼制出来后，在储 存、运输、施工及使用过程中，由于长时间暴露在空气中。在 受热、阳光、水等因素作用下，内部结构发生变化的过程。 在老化过程中，轻质组分逐渐挥发和发生氧化反应。使 得油分、树脂含量逐渐减少，而相对而言，饱和分性质更稳 缺陷，延长路面使用寿命，还能将废弃路面材料加以重复 利用。近年来，随着国家对构建环保节约型社会的提倡。沥 青路面再生作为一项节能的技术，开始受到人们广泛的关 注。 定，变化不大，其它组分大致按芳香分一胶质一沥青质的路 线向重质化的方向转化。色谱分析发现 ，沥青各组分的相对 分子质量构成在老化过程中发生了较大变化，老化程度越 １沥青老化机理 １．１理论基础 深，其相对分子质量小的组分的降低率越大。相对分子质量 大的组分的增加率越高。沥青的老化过程．在宏观上表现为 软化点升高、针人度降低及延度下降等，因而造成使用性能 的衰竭 沥青主要是由沥青质、饱和分、芳香分以及胶质四个组 分组成，现代胶体化学理论（ＤＬｖｏ）认为，固态微粒的沥青质是 分散相，液态的油分（饱和分和芳香分）为分散介质，胶质会使 沥青质很好地胶溶在分散介质中。也就是说，饱和分和芳香 分（芳香分为良性溶剂）为溶剂，胶质为稳定剂，沥青质为胶 ２废旧沥青再生原理 作者简介：潘婕（１９８８一），女，重庆人，硕士研究生，主要从事道路沥青试验方面的研究。 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＩＳＩＯＮ科技视界ｌ ３３９ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣Ｖｉｓｉｏｎ ２０１２年８月第２４期 科技视界 公路科技 废旧沥青再生剂的作用机理可归纳为增溶分散机理、稀 释调和机理及蜡晶分散机理。这３种再生机理为废旧沥青的 再生提供了３条路径，３种机理的协同作用不仅可以提高再 泛，广佛高速公路路面大修项目是全国第一个大规模应用厂 拌热再生沥青技术的高速公路。结果实践证明，厂拌热再生 沥青路面可以达到普通全新沥青的质量标准。 ３．２就地热再生 生剂的再生性能，而且可以降低再生剂的成本。 ２．１增溶分散机理 就地热再生是一种预防性养护技术．该技术的基本工艺 是：采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热软化、 在废旧沥青中加入聚合物类表面活性剂．通过氢键作 用、酸碱作用、丌一丌共轭、电荷转移等吸附在沥青质颗粒表 面，其亲油链不仅可以增强胶体的空间稳定作用，而且能吸 附溶剂组分形成良好的溶剂化层，这两方面的作用能大大增 强沥青胶态体系的稳定性。 ２．２稀释调和机理 然后耙松或机械清除路面材料，将一定量的新沥青、新沥青 混合料、再生剂等一起进行热拌和，最后将再生混合料摊铺、 碾压即可。 就地热再生技术的工作效率很高。一台沥青路面热再生 修补车就可以对全过程进行处理，对于较长段落的病害处 理，还可以使用大型就地热再生机组进行处理，其施工速度 沥青发生老化，很重要的一点就是组分发生转化，造成 胶体稳定性下降。将重质矿物油，如石油加工过程中的许多 重质油废料加入到废旧沥青中，能够增加溶剂组分含量，尤 其是增加芳香分的含量．有利于在沥青质颗粒周围形成良好 的溶剂化层，具有稀释调和作用。 ２．３蜡晶分散机理 对于老化的石蜡基沥青。蜡晶分散剂能够通过成核及共 可达３～１０米份钟。而且，施工时占用的工作面小，不受大的 交通流量，施工结束后即可开放交通。 但是，就地热再生技术的难点在于：如何将原路面需要 再生的结构层均匀地加热至合适的施工温度。如果温度过 低，路面则不易被翻松，如果不能采用耙松的方式，就只能采 用铣刨的工艺将原路面表层刨除，这样势必会打碎一部分骨 晶作用，将蜡晶分散成更细小的颗粒，有利于提高沥青可塑 性及抗变形能力＿３１。 料。造成混合料级配的变异；然而，如果温度过高，沥青就会 过度地老化，也不能很好的保证再生沥青的质量。 根据上述３个机理得出，可以通过以下途径使得老化沥 青再生。 另外．就地热再生的技术在适用性上存在一定的。 再生的深度一般为２０～５０ｍｍ，因此该技术更适用于仅存在浅 （１）调节沥青的流变性，增加老化沥青中的油分。 层轻微病害的高速公路，或一、二级公路沥青路面的表面层， 再生层可用作上面层或者中面层。 总的说来，就地热再生技术主要适用于矫正道路表面的 损坏，而不是结构上的问题。 （２）调节沥青的黏度，树脂质补给沥青中胶质含量。 （３）添加功能助剂，加强沥青对集料的黏结。 （４）添加聚合物添加剂加强沥青体系的稳定性。 （５）加入复合改性剂使沥青具有稳定性、抗老化性、弹性 和强度等。 ３．３厂拌冷再生 厂拌冷再生工艺．是将回收所得的沥青路面材料，运至 ３沥青再生施工工艺 根据我国的研究情况，对于旧沥青材料的再生，主要采 拌和厂，经破碎、筛分等工艺后，以一定的比例与新集料、活 性填料加水进行常温拌合，并且在常温下铺筑成路面结构层 的沥青路面再生技术。 厂拌冷再生技术具有相当重要的应用价值。因为此技 用两种施工工艺：热再生和冷再生。其中，热再生又分为厂拌 热再生和现场热再生：冷再生分为厂拌冷再生和现场冷再 生。 术能很好的解决难以进行热再生回收的旧料（如改性沥青 混合料、老化严重难于再生的混合料），由于它能有效解决 旧料废弃和环境污染问题，改技术在国内也得到了一定的 运用。 ３．１厂拌热再生 厂拌热再生的基本工艺是：将旧沥青层用铣刨机切削回 收．运回再生搅拌厂进行破碎、筛分等处理，然后根据路面的 不同层次的质量要求．结合旧料中的沥青含量、老化程度、碎 如：２００４年５月，沪宁高速公路扩建工程无锡段某标采 用了柔性基层的沥青路面结构形式，将沥青面层铣刨料由乳 石级配等指标确定配合比中可添加的旧沥青混合料的比例， 最后用沥青混凝土再生搅拌设备重新搅拌成质量合格的沥 青混凝土，运至现场摊铺碾压即可。 化沥青冷厂拌再生后用于新路的下基层。这是国内首次将厂 拌冷再生技术用于高速公路，也是厂拌冷再生技术首次用于 实际工程施工，在此之前大多是几百米的试验路段。随后，在 昌九高速、江苏省￥３４０省道干线公路、京沪高速沧州段都得 到了不同程度的应用。 厂拌热再生技术根据设备的不同，可分为：间歇式施工 工艺和连续式施工工艺。其中间歇式施工工艺应用更加广 ３４。Ｉ科技视界ｓｃ ＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ Ｖ ｓ 。Ｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｉｓｉｏｎ 公路科技 科技视界 ２０１２年８月第２４期 不过．在应用的过程中，厂拌冷再生技术也存在一定的 条件： 质量好。就地冷再生可以根据不同道路旧铺层材料的实 际情况进行设计，选择不同的添加剂，配比准确，可以保证再 生材料的优秀品质和施工质量，同时由于对旧材料进行重复 （１）需要相对温暖、干燥的施工条件，这对于气候条件的 要求非常高。 （２）再生后路面水稳定性差，易受水分的侵蚀和剥落。 （３）路面通常需要两周的养生时间。 （４）维修路面等级一般比较低。 （５）混合料运输的费用较。 ３．４就地冷再生 就地冷再生法是指充分利用现有沥青道路旧铺层材料 （面层与基层），必要时加入部分新骨料，并按比例加人一定 量的添加剂（水泥、水泥稀浆、泡沫沥青、乳化沥青、石灰、粉 煤灰等），在自然环境温度下，就地连续地完成材料的铣刨、 破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而修筑出具有所需性能质量 的新基层的作业过程。 就地冷再生是国外２０世纪８０年代后期发展起来的一 种新技术，西欧国家对该技术十分重视，并得到了较为普遍 的应用，常常作为路面维修的首选方案。随着第一台就地冷 再生机在１９９８年的引进。近几年来，该技术在我国也受到 了业内人士普遍的关注与认同，推广普及速度很快．例如辽 宁、吉林及河北等地区已经应用相当普遍，并且取得了良好 的效果 该技术的工作过程为：随着设备的行走．铣刨装置将旧 路面铣削并破碎，喷洒装置按照配比的要求喷人乳化沥青， 同时，铣刨装置将各种材料搅拌均匀，经过分料螺旋在摊铺宽 度范围内均匀分料，再经过熨平装置熨平，最后用压路机压实 路面成型。对于低等级公路特别是乡村公路，这种路面就是 最终路面；对于高等级公路，这种路面可作为高等级公路的 基层。 就地冷再生施工技术具有诸多优点，概括起来可归纳为 以下４点： 成本低。由于全部利用了旧的铺层材料，大大减少了道 路维修或改造时旧铺层材料的挖起、运输、废置．以及新材料 的购置，从而使得成本大幅度下降。据国外施工资料介绍，与 在旧铺层上加铺新料的维修方法相比，浅层就地再生约可降 低成本２０％，深层就地冷再生约可降低成本４６％： 效率高。道路就地冷再生机械施工一次性可以完成铣 刨、破碎、添加、拌和及摊铺，简化了施工程序，缩短施工工 期。使用就地冷再生机械．每天施工可完成５０００ ８０００ｍ２的 工作量： 利用。施工过程中路面的几何线形及厚度能得到很好地保 持： 污染少。由于旧料得以充分再生利用，从而大大减少了 新筑路材料的开采量；也不存在旧料的运输与存放问题，不 仅可以节约大量投资，更有利于环境保护，因此被人们称之 为“绿色”施工技术。 ４结语 本文通过我国沥青再生技术的分析得到以下结论： ４．１沥青老化是一种内部结构发生变化的过程。沥青老化会 使软化点升高、针入度降低及延度下降等，因而造成使用性 能的衰竭。 ４．２废旧沥青再生剂的作用机理可归纳为增溶分散机理、稀 释调和机理及蜡晶分散机理。可以通过调节沥青的流变性、 调节沥青的黏度和加入添加剂使沥青具有稳定性、抗老化 性、弹性和强度等方法是废旧沥青再生。 ４．３废旧沥青材料的再生工艺主要为厂拌热再生施工工艺、 厂拌冷再生施工工艺、就地热再生施工工艺和就地冷再生施 工工艺。 ４．４四种废旧沥青再生工艺有其各自特点。其中厂拌热再 生沥青路面可以达到普通全新沥青的质量标准：就地热再 生技术工作效率高，但主要适用于矫正道路表面的损坏，而 不是结构上的问题；厂拌冷再生技术能很好的解决难以进 行热再生回收的旧料，能有效解决旧料废弃和环境污染问 题；就地冷再生技术有成本低、效率高、质量好和污染少的 优点。ｅ 【参考文献】 ［１］德鲁・迈尔斯．表面、界面和胶体：原理及应用【Ｍ］．吴大诚，朱谱新， 王罗新，等，译．北京：化学工业出版社．２００５． ［２］Ｓａｄｄｉｑｕｉ Ｍ．Ｎ，Ａｌｉｓ Ｍ Ｆ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ａｒａｂｉｕｍ ａｓｐｈａｌｔｓ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，１９９９，７８（９）：１００５—１０１５． ［３］余国贤，周晓龙，金亚清，李承烈．废旧沥青再生剂的实验研究ｌＪＩ ．石油学报：石油加工，２００６，２２（５）：９６—１００． ［４］马卫民，拾方治．沥青路面再生技术手册［Ｍ］．北京：人民交通出版 社．２００６． ［责任编辑：王迎迎］ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＩＳＩＯＮ科技视界Ｉ ３４１ Ｉ Ｉ
