摘要:伴随着我国高等级公路大量进入维修养护期，全行业对沥青路面再生应用技术的呼声和需求高涨；同时沥青路面再生利用问题也日益突出。文章从沥青再生原理、沥青再生技术分类及特点、国内外应用概况、亟待解决的问题等方面，对沥青路面再生应用技术进行了分析。


 
1  前言
目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已经超过2000亿元。在90年 代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏国家来说是一种资源的浪费，而且大量的使用新石料，开采石料会导致森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏。按照沥青路面的设计寿命（15－20年），从现在起，每年有12%的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万吨之巨，如能加以利用，每年可节省材料费3.5亿人民币，而这个数字是以每年15%的速度增长的。10年以后，沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万吨，届时通过再生利用每年可节约材料费15亿元。因此，沥青路面再生技术的研究，对保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义。
 
 
2  旧沥青路面再生原理
旧沥青路面的再生利用，就是将旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整 套工艺。旧沥青路面在车轮荷载与自然力作用下，沥青混合料会发生老化现象。沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化，同时导致沥青性能下降。旧沥青再生的机理研究目前有两种理论，一种理论是“相容性理论”，认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低，导致组分间溶度参数差增大，认为掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小，沥青即能恢复到(甚至超过)原来性质。另一理论是“组分调节理论”，认为由于组分的移行，沥青老化后，各组分间比例不协调导致沥青路用性能降低，认为通过掺加再生剂调节其组分，可使沥青恢复原来的性质。因此，要使老化沥青恢复原有性能，就需要将老化沥青和原沥青的组分进行比较后，向老化沥青中加入所缺少的组分(即添加沥青再生剂)，使组分重新协调。
 
 
3  沥青路面再生技术分类
沥青路面再生技术是一种通过特定工艺将旧沥青路面材料进行处理，得到满足路用要求的混合料，从而实现旧路面材料重复利用。美国沥青再生协会（The Asphalt Recycling and Reclaiming Association） 将再生技术分为5种不同的类型：场（厂）拌热再生（Hot Recycling），就地热再生（Hot In- Place Recycling），场（厂） 拌冷再生（Cold  Recycling），就地冷再生（Cold In- Place Recycling），全深式再生（Full Depth Reclamation）。
（1）场（厂）拌热再生。场拌热再生技术是将旧沥青混凝土路面铣刨后运到沥青混合料拌和场（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、集料级配等情况，掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂（必要时）等进行热态拌和，使混合料达到规定的各项指标，并按热拌沥青混合料的施工工艺重新铺筑路面。
（2）就地热再生。就地热再生技术是指利用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行现场加热、翻松，掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂等，经混拌、摊铺、碾压等工序, 一次性实现对表面一定深度范围内（一般不超过6cm）的旧沥青混凝土路面再生的一种技术。
（3）场（厂）拌冷再生。场拌冷再生技术是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和场（厂） , 通过破碎、筛分(必要时) , 并根据旧料中沥青含量、沥青老化度、集料级配等指标, 掺入一定数量的新集料、再生结合料（乳化沥青、泡沫沥青等）、再生剂（必要时）进行常温拌和，使混合料达到规定的各项指标，按常温沥青混凝土的施工工艺重新铺筑，形成路面基层或者下面层的一种技术。
（4）就地冷再生。就地冷再生技术是指利用专用的就地冷再生设备，对沥青路面进行现场冷铣刨，掺入一定数量的新集料、再生结合料（乳化沥青、泡沫沥青、水泥、消石灰等）、再生剂（必要时），经混拌、摊铺、碾压等工序, 一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青路面再生，形成路面基层或下面层的一种技术。
（5）全深式再生。将沥青层和部分基层材料同时进行就地冷再生，形成路面基层的一种技术。全深式再生实际上是就地冷再生的一种，只不过是再生厚度范围内包含了部分基层。国内全深式再生工程的再生结合料绝大部分采用水泥，个别采用乳化沥青和泡沫沥青。
 
 
4  沥青再生技术的特点
就地再生与场拌再 生的区别是前者实现了旧路面材料的就地再生利用，而后者则是将旧路面材料以场拌的方式实现再生利用。一般情况下，从再生混合料性能的角度而言，场拌再生混合料的性能优于就地再生混合料。无论是就地施工还是场拌施工，冷再与热再生的最大区别是再生温度（拌和、摊铺过程中的材料温度）的不同。正是由于作业温度 的不同，使得冷再生和热再生有着各自的技术特点和适用场合。
4.1 就地热再生技术
（1）主要功能
通过沥青路面的就地热再生，可以实现：a. 修复沥青路面表面层病害；b. 恢复沥青表面层物理力学性能；c. 恢复沥青路面平整度，修复沥青路面车辙；d. 实现旧路面沥青层材料的就地再利用。
（2）适用场合
就地热再生一般用于高等级公路沥青路面表面层病害的修复。
（3）优缺点
就地热再生的优点：实现了就地的沥青路面再生利用，节省了材料转运费用。
就地热再生的局限性：a.再生深度通常限制在2.5~6cm；b.无法除去已经不合适进行再生的旧混合料，级配调整幅度有限。
4.2 场拌热再生技术
（1）主要功能
通过沥青路面场拌热再生，可以实现：a. 修复沥青路面面层病害；b. 恢复甚至改善沥青路面混合料的路用性能；c. 以热拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用。
（2）适用场合
场拌热再生技术适用于各等级公路沥青路面经铣刨、挖除下来的沥青层材料的再生利用，再生后的沥青混合料适用于各等级公路沥青路面的建设和维修养护工程。
（3）优缺点
场拌热再生的优点：a.再生工艺易于控制，再生后的沥青混合料性能比较理想；b.适用范围广。
场拌热再生的缺点：铣刨下来的旧沥青层材料需要来回运输。
4.3 就地冷再生、全深式再生技术
（1）主要功能
通过沥青路面的就地冷再生，可以实现：a. 实现旧沥青路面层的翻修、重建；b. 实现旧路面沥青层材料的常温拌和及就地再利用。
（2）适用场合
就地冷再生技术一般用于病害严重的一、二级公路沥青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。
（3）优缺点
就地冷再生的优点：a.实现了就地的再生利用，节省了材料转运费用；b.施工过程的能耗低、污染小；c.适用范围广。
就地冷再生的缺点：a.施工质量控制的难度较大；b.一般需要加铺沥青罩面层。
4.4 场拌冷再生技术
（1）主要功能
通过场拌冷再生，可以实现：a. 以冷拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用；b. 恢复和改善旧沥青混合料路用性能。
（2）适用场合
场拌冷再生技术适用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用，再生后的混合料适用于沥青路面的中、下面层及柔性基层。
（3）优缺点
场拌冷再生的优点：a.再生工艺易于控制，再生混合料性能较好；b. 适用范围广；c.能耗低、污染小。
场拌冷再生的缺点：a.再生混合料强度的形成需要较长的时间；b.一般需要加铺一定厚度的罩面层。
 
 
5  再生技术应用现状
5．1国外再生技术应用现状
沥青路面的再生应用(中国沥青网http://www.sinoasphalt.com>)在发达国家是成熟技术，早已得到相当广泛的应用。1997 年国际经济合作组织的调查结果显示，欧美主要发达国家路面再生利用率都达到和超过75%，荷兰、比利时等国甚至还实现了还实现了100%完全再生利用。美国最早从1915 年开始进行沥青路面再生利用研究。上个世纪70 年代石油危机之后，美国开始高度重视沥青路面再生利用技术，进行了深入研究和大面积推广。到上个世纪80 年代末，美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半，80%的旧沥青混合料得到再生利用，先后出版有《沥青路面热拌再生技术手册》、《路面废料再生指南》、《沥青路面冷拌再生技术手册》等技术手册。日本由于其能源匮乏，直很重视路面再生技术的研究，从1976 年到现在路面废料再生利用率已超过70%。日本道路协会还发布了《再生沥青铺装技术指针》等技术标准。西欧国家也十分重视这项技术。欧洲沥青路面协会EAPA 最近在互联网上公布，其成员国的废旧沥青路面材料已100%通 过再生方式得以重复利用。联邦德国是最早将再生料应用于高速公路路面维修的国家。芬兰几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作，过去的再生材料主要用于低等级公路的路面和基层，近几年已开始应用于重交通道路上。法国现在对再生技术的研究也颇为重视，在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中开始 逐步推广应用这项技术。前苏联对沥青路面再生技术研究较早，先后出版了《沥青混凝土废料再生利用技术》、《旧沥青混凝土再生混合料技术准则》等规范，提出了适于各种条件下再生利用的方法。
 
1997年国际经合组织发布的部分国家路面再生方式利用情况
 
国家      澳大利亚  奥地利  比利时  加拿大  丹麦  芬兰  法国  日本  荷兰  瑞典 英国   美国
利用率/%    80       80      100     90      90    95          80   100   75    90     80
场拌热再生   G        G       G       G       G     G     G     G     G          G      G
就地热再生   L        L               L       G     G     G           G    G     L      L
场拌冷再生            L               L                   G                G     L      L
就地冷再生   L                        L             G     G                L            L

注：G标识普遍采用；L标识有限采用。
 
 
5．2 国内再生技术应用现状
上个世纪70～80 年代，我国曾在不同程度上利用过废旧沥青混合料来修路，再生后的材料一般只用于轻交通道路、人行道或道路的垫层。从上个世纪80 年 代后期开始，伴随着我国高等级公路的大规模建设，新建公路路面几乎不再考虑使用废旧路面材料，路面再生技术的研究基本处于停滞状态。路面维修重建产生的废旧路面材料多被当作“建筑垃圾”遗弃，造成了环境污染和资源浪费。近几年，伴随着我国大量高等级公路进入大修、重建阶段，废旧路面材料的再生利用问题重新 得到重视和广泛关注。很多科研院所和高校开始进行路面再生技术的研究和推广，不少公路部门开始在高等级公路上使用沥青路面再生技术，取得了较好效果。
（1）就地热再生。我国从上个世纪90 年代起陆续从日本、德国、加拿大、芬兰等国引进了近10 套就地热再生机组。2003 年起，京津塘高速公路、京石高速公路、四川成渝高速公路、京福高速公路山东段、沪宁高速公路、京珠高速公路河北段、广深高速公路等都成功实施了面积不等的沥青路面就地热再生。目前国内沥青路面就地热再生累计实施面积已接近400 万m2。
（2）就地冷再生、全深式再生。我国近年来从国外引进就地冷再生设备40 余套，西安筑路机械有限公司、德州工程机械有限公司等也先后开发了沥青路面就地冷再生设备，为冷再生技术的推广应用创造了条件。2004年5～8 月，在辽宁省营大一级公路大修工程中，首次成功使用乳化沥青进行沥青路面就地冷再生，再生后的12～15cm 沥青层作为柔性基层，经2 年多使用效果良好。多年来，河北、山东、天津、黑龙江、吉林等地在老油路改造中采用以水泥为结合料的全深式再生技术，也取得了良好的使用效果。
（3）场拌热再生。2004 年，广东省结合广佛高速公路大修工程，采用双滚筒连续式沥青混凝土再生拌和设备，成功应用场拌热再生技术对旧沥青混合料进行再生，并用于沥青路面下面层。
（4）场拌冷再生。2004～2005 年，江苏省在沪宁高速公路改扩建工程中采用乳化沥青场拌冷再生技术对旧沥青混合料进行了再生处理，并作为柔性基层，取得了较好的使用效果；2006 年江西昌九高速公路维修工程也将采用乳化沥青场拌冷再生技术对旧沥青路面进行再生处理。
 
 
6  沥青再生技术亟待解决的问题
（1）设计施工规范与验收评定标准
鉴于沥青路面再生具有显著的经济效益和社会环境效益，应该广泛应用，同时，随着我国高等级沥青路面增多，今后必将面临更多的旧路面再生利用的问题。因此，怎样现有研究成果的基础上有组织地再对该项技 术进行全面的、系统的整理加工，并进行必要的试验验证，使该项技术达到规范和标准化，用以指导全国的道路养护工程建设项目，是摆在我们面前的一项重要任务。
（2）再生剂的规格化与系列化
国外再生剂在都是化工部门研究提供的，我国石油部门目前尚未能顾及。由于过去我国公路大部分沥青路面结构厚度较薄，一般不用再利用，所以对再生剂总的需求量不大。然而，随着我国公路建设的发展，今后 沥青路面再生利用作为公路的一项日常应用技术，对再生剂的需求量必将大大增加，为此，扩大再生剂的料源和品种，使之规格化、系列化、将是石化部门和公路部门的共同研究课题。
（3）旧沥青再生效果的检测
旧料在热态下，旧沥青呈熔融状态，能够与液态的新沥青交融混和而成。然而，这仅是一种理论推测，实际交隔混和的情况到底如何，并无法得知。虽然以再生混合料的物理力学性能试验可间接分析再生效果的优劣，但仍不是一种直观的检测方法。为此，必须研究方便而快速的检测方法。
（4）再生机械
铺筑再生沥青路面，工序多，工艺复杂，既要增加用工，又相当麻烦，以致使有些人望而却步。因此，如何提高施工机械化水平，减轻手工劳动，是沥青路面再生技术能否大面积推广的关键。大面积铺筑再生沥青 路面，迫切需要路面翻挖机械，旧料破碎、筛分机械，混合料拌和机械等。既要有适于集中厂拌的大型机械，又要有适于养路部门使用的各种小型机具。积极组织力量，制订计划，切实抓好各种再生机械的研制和生产，是刻不容缓。
采用沥青再生技术，可以充分利用旧料，通过选择适当的配比及新旧料的掺和比例，可以再生得到质量相当不错的再生混和料。初步的研究和实践均表明，这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时，利用沥青再生技术可以取得相当可观的经济效益和的社会效益。
（5）沥青添加剂特性及其混合料路用性能研究
针对沥青路面在使用过程中出现的诸多病害，人们进行了大量的研究，并指出掺入沥青添加剂可明显改善沥青路面的使用性能；除了常用的树脂类、橡胶类和共聚物类沥青改性剂外，近年来国际上又出现了一些新型添加剂。
 
 
7  结语
近年来，为了响应 中央关于“建设节约型社会”的要求，各地公路部门已迅速行动起来，以“可持续发展”理念为宗旨，以实现“绿色交通”为目标，积极研究应用符合循环经济模式的沥青路面再生利用技术。随着全社会对环境保护、资源保护以及“节约型社会”认识的不断提高，随着沥青路面再生应用技术的不断发展完善和标准规范的出台， 符合循环经济模式的沥青路面再生技术将在以后的公路建设、养护工程中得到更加广泛的应用。 

 

参考文献：
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