就地熱再生中的瀝青再生研究

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摘要：從20世紀的90年代末開始，我國在早期建成的瀝青路面已陸續進入大修的狀態。瀝青再生技術的應用能夠通過重復利用瀝青混合料達到恢復路用性能低目的，達到節約資源及保護生態環境的目的。下面就對就地熱再生瀝青再生進行探討，希望可供相關從業者參考。

關鍵詞：就地熱再生；瀝青再生；混凝土路面

前言：本文主要經過對舊瀝青路面的瀝青基本性能測試及再生試驗進行分析，提出了舊瀝青再生地相關理論及設計方法。

一、回收瀝青指標的分析

瀝青路面經過長時間的使用之后，因為受到各種自然因素如：空氣、水、光、溫度等的作用，瀝青會逐漸老化。瀝青老化將使其內聚力、粘附性塑性下降，瀝青混合料的形變能力降低，最終導致瀝青路面在低溫下發生脆裂破壞。

經過相關資料表明：舊路面所用瀝青為AH — 70，與表1末列瀝青路面氣候分區為1 — 3 區的A 級70 號新瀝青技術標準以及倒數第2 列后文所用新A — 70 瀝青的實測數據相比可以看出：回收瀝青的針入度減小，延度大幅度降低，軟化點可能有所增大。這說明取樣路面的瀝青已明顯老化，如不加以處理勢必造成路面加速破壞。《規范》[1]建議瀝青路面就地熱再生應具備的條件之一是原路面瀝青的25 ℃針入度不低于20，可見本路面可以滿足該要求。

二、瀝青再生機理

瀝青老化的組分遷移理論認為瀝青老化的主要原因是組成瀝青的一些組成發生了遷移，若是添加合理的再生劑，能夠使老化瀝青的組分恢復到原來的水平，則可以實現瀝青的再生。由此可以得到瀝青再生的組分協調理論。可以根據生產調和瀝青的原理，在老化瀝青中添加合適比例的低粘度油料、適當稠度的新瀝青或一些專門的再生劑，經過適當調配以盡量恢復瀝青原有的組分，使調配后的瀝青能夠滿足瀝青的使用性能。

而瀝青老化的相容性理論認為瀝青老化是由于瀝青里面的溶質與溶劑的溶解性參數失去平衡，由此可以得到瀝青再生的相容性再生理論。如果添加一定的再生劑，使瀝青的組分溶解度參數恢復到原來的范圍，瀝青就實現了再生。由于再生劑中一般都含有一些縮合度高的芳香分，原瀝青中小分子芳香分和飽和分對其的吸附能力小于老化后瀝青中的膠質和瀝青質對其的吸附能力，因此老化瀝青的組分就實現了重新分配，從而改善了瀝青的使用性能。這兩種理論并不沖突，而是相互補充的。

三、舊瀝青再生目標標號的確定及再生劑用量的預估

就地熱再生瀝青混合料，應充分考慮再生路面的氣候、交通特點、層位等因素來確定舊瀝青再生的目標標號。一般應接近新路面上的瀝青標號，也可比同一地區經常使用的新瀝青標號低。一般而言，較低的目標標號對高溫性能較有利，而對低溫抗裂性和耐久性較不利。本路面就地熱再生后用于表面層，屬于重載交通，該地區的瀝青路面氣候分區為1～3區（夏炎熱冬冷區）；鑒于氣候、交通、層位等因素對高溫穩定性的較高要求，并考慮路用性能的綜合要求，我們把舊瀝青再生的目標標號暫定為該區重載路面常用的A—70號，視再生劑對舊瀝青的改善情況再予以最終確定。

四、舊瀝青的再生試驗

對既有瀝青混凝土面層的再生，首要條件是對其瀝青的再生，常見的方法是加入適當的新瀝青

或再生劑。一般舊瀝青老化較嚴重或RAP 摻加比例過高時，需要加入再生劑，降低瀝青質的相對含量，提高瀝青的針入度和延度，恢復其路用性能。

1、再生劑的質量指標

再生劑要能與老化瀝青充分融合，進而調節老化瀝青的組分和粘度。飽和分是瀝青質的促凝劑，芳香分具有溶解和分散瀝青質的能力，故而再生劑中芳香分應含量較大而飽和分不應太多。再生劑也應具有適當的粘度，太小則加熱時易揮發，太大則不能與老化瀝青充分融合。另外，熱拌再生的高溫施工以及設計壽命期間自然因素的作用等要求再生劑必須具有一定的耐熱性和耐候性。所以化學組分、粘度、耐老化性能是瀝青再生劑最基本的質量技術指標。

2、再生試驗

（1）再生劑摻量對3 大指標的影響

根據再生的目標標號，用試配法進行舊瀝青再生試驗。將再生劑以不同摻量（0%，4%，6%，8%，10%，12%）摻入舊瀝青，充分混合均勻后靜置24h后，采用T0604 —2011、T0606 — 2011、T0605 —2011規程所述方法分別進行再生瀝青的針入度、軟化點和延度試驗。C 型再生劑鑒于后述原因，未列出試驗數據。

（2）再生劑摻量對抗老化性能的影響

市場上再生劑的質量良莠不齊，有些再生劑的耐老化性能較差，再生瀝青的耐老化性能應該受到充分重視。將再生劑按適宜摻量摻入提取的老化瀝青中，用T0609 -201 1 所述方法進行瀝青薄膜加熱試驗，試驗結果見下表。

五、就地熱再生瀝青混合料配合比設計的流程

初定再生劑摻加比例后，就地熱再生瀝青混合料配合比設計的具體步驟如下：

① 再生混合料級配設計。根據舊路面材料的礦料級配和擬定的設計級配范圍（已采用AC —16C 型），確定摻加的新瀝青混合料的礦料級配和新料摻配率。

② 再生瀝青混合料最佳新瀝青用量的確定。以0.5%為增幅變換瀝青用量，用馬歇爾法測定不同瀝青用量下的體積特性和穩定度、流值等指標，進而確定再生瀝青混合料的新瀝青用量范圍。

③ 再生瀝青混合料的性能檢驗。在以上級配和瀝青用量下成型試件，對再生瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩性等性能檢驗，個別性能不能滿足要求的可采取局部措施甚至調整原材料予以改善。

④ 試驗路檢驗再生混合料性能。就地熱再生瀝青混合料的性能必須經過試驗路檢驗，主要檢驗馬歇爾穩定度、級配、動穩定度、殘留穩定度、凍融劈裂強度比等是否滿足設計和規范要求。

結束語：

總而言之，瀝青路面就地熱再生技術作為公路工程施工建設中的重要技術之一，對公路工程建設的質量提升有著十分重要的作用。瀝青混凝土作為我國高等公路地主要路面材料，也是舊路面維護改造的有效方式，從經濟性進行分析，瀝青就地熱再生技術具有良好的經濟效益，能夠充分滿足市場需求，更是資源節約地有效途徑。

參考文獻：

[1]JTG E20 — 201 1，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[2]江成云.淺談瀝青路面就地熱再生（HIR）施工工藝及質量控制[J].科技信息，2013（08）.

[3]周海洋.面向山區國省干線公路瀝青路面的就地熱再生技術研究[D].重慶交通大學，2014.