沥青混合料温拌再生技术研究综述

沥青混合料温拌再生技术研究综述

易高强1

(重庆交通大学 土木工程学院，重庆  400074)

摘要：温拌再生沥青混合料具有降低工程造价、废旧资源循环利用、节能减排等诸多优点，是当前道路养护工程的重点研究方向。本文介绍了国内外温拌再生沥青混合料的应用现状，对当前不同温拌沥青混合料再生技术进行梳理，阐述了不同温拌再生技术机理和性能研究，最后总结了当前温拌再生沥青混合料所面临的一些问题和对以后研究方向的展望。

关键词：温拌再生沥青混合料；机理；性能

1研究现状

废旧沥青的再生利用技术的发展高峰期开始于上世纪70年石油危机的爆发。经过长期的研究，沥青再生利用技术在发达国家已十分成熟，并得到了广泛的应用。目前，美国已实现80%以上的回收利用率[3]。此外加拿大、德国、日本和荷兰等各国家也对再生沥青混合料技术有充分重视且迅速发展了沥青再生技术的研究和应用，德国、荷兰和比利时等国目前已实现回收材料100%的再生利用[4]。随着厂拌热再生技术的广泛应用，其自身回收料利用率低及生产中二次老化的缺点逐渐暴露。温拌技术的引入能较好地解决厂拌热再生存在的缺陷，但目前的研究尚且较少。

我国在废旧沥青再生利用技术和温拌技术的研究均晚于国外。再生技术起步于上世纪80年代，而温拌技术则是2005年在我国成功铺筑第一条试验路，虽然起步较晚，但国内在这两个领域的发展十分迅速。目前，国内对于温拌再生技术的研究尚处于探索阶段。秦永春、黄颂昌等开展了温拌再生沥青混合料中新旧沥青融合性的研究，认为温拌再生过程中新旧沥青的融合性良好，并对其路用性能进行了评价[5]。温拌沥青混合料的优点也得到了行业的普遍认可，并在上海、北京等地得到了大量的应用。

尽管在沥青再生利用和温拌技术两方面已有大量的成果，但是对于温拌再生沥青混合料的研究，国内外尚处于探索阶段。国内外学者对于温拌再生技术的研究主要集中在再生混合料的路用性能方面，但对于温拌再生沥青混合料的可行性、温拌再生的机理、温拌剂与再生剂之间的配伍性问题及性能等方面，尚缺少充分的理论依据，在未来有待进一步的深入研究。

2 温拌再生技术机理

2.1 泡沫降黏技术

泡沫降黏技术的原理是将在热熔的沥青（140~180℃）中加入少量的冷水，由于冷水遇高温后迅速被气化，使沥青产生大量的气泡同时体积膨胀数倍。在这一过程中，沥青的化学性质和组成成分并未发生变化，只出现短暂的物理变化。泡沫状的沥青表现出黏度降低，沥青膜表面积短时间内急剧增加，表观分子张力得到降低，使得泡沫沥青很好地黏附在集料表面，特别是粉化严重的废旧沥青混合料。足够多的裹覆沥青与细集料形成沥青马蹄脂，压实后碎石料相互之间形成整体，具有一定的黏结强度。发泡技术基于在混合过程中与液态沥青粘合剂一起注入少量水，这反过来又导致沥青粘合剂在给定温度下体积膨胀并发泡，发泡过程有助于液体在降低的温度下涂覆骨料。

2.2 有机降黏剂类

有机降黏剂类温拌剂主要是以长链脂肪烃构成的蜡，在高温条件下能有效地降低沥青的黏度，提升施工和易性。低温条件下，高含蜡量的沥青的结晶结构网增加了沥青的刚性，使得沥青胶结料具有较高的弹性和粘性。其熔点在100℃左右，而温拌再生沥青混合料的拌和温度在110~135℃左右，在使用过程中，温拌剂直接投入拌缸中使用即可。常用的温拌有机降黏剂有SAK、Sasobit、Sasobit-redux、Asphaltan-B等。有机添加剂的应用通过降低沥青粘合剂的粘度来降低生产温度，而化学添加剂在不改变粘合剂粘度的情况下降低骨料颗粒之间的内摩擦。

2.3 表面活性剂类

温拌再生沥青混合料表面活性剂类温拌剂最具代表性的是美德维实伟克公司研发的Evotherm，该材料由可改善集料覆盖能力的改性剂和提升路用性能的改性剂组成。在使用过程中，几种化学成分组成的添加剂，以分子的形式分散在沥青中，能提高沥青的裹覆能力、降低粘度，可将混合料的压实温度降低20~60℃，对拌和与摊铺没有特别的要求。根据剂量浓度的不同，分为Evotherm-ET、Evotherm-DAT。拌和温度一般在110~130℃，出料及压实温度在90~120℃之间。

2.4 温拌环氧沥青技术

环氧树脂材料是一种高分子聚合物，具有密实、抗水、抗渗透性好、强度高等特点，同时具有附着力强、常温操作、施工简便等良好的工艺性，而且价格适中，常与沥青混合使用。在120℃左右的温度条件下，环氧沥青粘度不高于1.0Pa·s，在此温度下的沥青混合料具有良好的施工和易性，再生沥青混合料不再需要160~180℃的施工高温即可获得优良施工和易性。与沥青混合后在再生沥青混合料中进行使用，通过树脂材料的基本物理性能，改变了沥青高温下会软化液化的“基本属性”，使树脂沥青固化后成为不可再液化变软的固体材料，同时，大幅度地提高了沥青胶结料的断裂强度和延韧性，同时利用率可实现100%。

3 温拌再生沥青性能研究

Qazi Aurangzeb等人评价了温拌再生沥青混合料的性能，发现其TSR随着RAP的比例升高而增加，而在抗车辙能力和刚度方面温拌再生混合料与传统混合料具有相似的表现。H.A.Rondon等人发现温拌剂可降低再生混合料的空隙率，且再生料具有更高的抵抗变形能力。Julide Oner和Burak Sengoz研究发现，以Sasobit作为温拌剂时，温拌再生沥青混合料性能表现于使用其他温拌剂的混合料。Kumari Monu等人研究了RAP和WMA的掺入对老化密实沥青碎石混合料的各种性能的影响，例如马歇尔稳定性、残留马歇尔稳定性、拉伸强度、抗车辙能力和坎塔布罗磨耗量，发现掺入WMA可显着改善老化密实沥青碎石混合料的上述特性，而与所使用的骨料类型无关。

参考文献

[1]刘朝晖, 褚晨枫, 张起森. 沥青路面厂拌热再生技术与设备 [J]. 建筑机械化, 2007, 28(3): 4.

[2]刘永贵, 凌剑兴, 张继森, et al. Evotherm温拌沥青混合料性能试验研究 [J]. 公路工程, 2013, 1: 3.

[3]SHINICHI T, KOJI G, MASAO Y. A Study on Recycled Porous Asphalt Pavement Using General Recycled Asphalt Materials; proceedings of the China-Japan workshop on pavement technologies;CJWPT 2009, F, 2009 [C].

[4]朱文天. 国外沥青路面再生概况 [J]. 交通世界, 2012.

[5]秦永春, 黄颂昌, 徐剑, et al. 厂拌温再生沥青混合料中新旧沥青的融合性研究 [J]. 公路交通科技, 2015, 32(12): 6.