摘 要：
文章通过室内试验研究分析了不同 RAP 掺量的厂拌热再生沥青混合料的各项性能，探讨了热再生沥青混合料的施工工艺，并且分析了不同 RAP 掺量的热再生混合料的经济效益情况。结果表明，热再生混合料的高温性能高于普通沥青混合料，但其水稳定性及低温性能均低于普通沥青混合料，当上面层 RAP 掺量为 30%、中面层 RAP 掺量为40% 时，再生混合料的经济效益及各项路用性能均较好。厂拌热再生技术可以较好地利用废旧铣刨料，可有效降低养护成本，在高速公路路面养护工程中具备良好的应用前景沥青网sinoasphalt.com。
关键词：沥青路面；沥青混合料；废料再生；厂拌热再生
0 引言
我国高等级公路基本上为沥青路面结构，特别是高速公路，90% 以上为沥青路面。近年来，随着经济的快速增长，交通运输行业迎来飞速增长，超重货车在运输中所占的比例逐年增加，高速公路每服役一段时间都会出现路面坑槽、开裂、车辙和推挤等多种病害，每年都有大量高速公路的沥青路面需要进行养护维修、铣刨重铺，并且养护维修的频率也在不断增加，由此产生巨量的沥青路面铣刨废料 [1]。传统的沥青路面铣刨料堆弃方式存在浪费资源、污染环境等问题，废旧沥青混合料再生技术是处理铣刨废料的最佳方式，在节省沥青与石料资源的同时，还可以处治堆弃的铣刨废料资料，实现资源的再生利用，可以大幅度降低沥青路面的工程造价，节约路面养护成本，有助于高速公路运营、养护的可持续发展。
该文分析厂拌热再生混合料的各项路用性能，并探讨旧再生路面的施工工艺、施工质量控制指标，以及再生技术所带来的经济效益，为高速公路厂拌热再生技术的规模化应用提供支撑，以提高资源利用效率，降低高速公路养护维修及改扩建工程的成本及项目碳排放水平，有助于打造以“绿色低碳、资源节约、生态环保”为主要特征的高速公路绿色工程。
1 废旧沥青混合料厂拌热再生
厂拌热再生是指在回收的沥青混合料（Reclaimed Asphalt Pavement，RAP）旧料中加入再生剂、新沥青、新骨料等，重新进行级配设计，使 RAP 料重新加入沥青混合料中，铺筑形成结构层的工艺。厂拌热再生的最大的特点是可以较好地保障再生混合料的质量 [2]，通过对回收的铣刨料中沥青及级配等参数进行检测，结合合理的配合比设计，从而使再生混合料的质量满足相关规范要求。厂拌热再生的主要工艺流程如下：
（1）废旧沥青混合料铣刨与预处理路面铣刨时应对原路面进行分层铣刨，且 RAP 在使用前需要进行破碎、筛分处理，并将其至少筛分成两档进行使用。
（2）再生沥青混合料拌和在常规厂拌热再生拌和时，将新加入的集料与新沥青和矿粉进行湿拌，然后与加热至适当温度的 RAP 进行拌和。在可能的情况下，应使再生剂先与热熔的 RAP 进行作用 [3]，使老化沥青的性能得到恢复。
（3）沥青混合料运输与摊铺应结合施工现场运距、厂站设备拌和效率等因素配置运输车辆，保障运料车可以形成不间断的供料。在运输过程中，再生沥青混合料必须加盖苫布（棉被），防止温度降低过快或结壳、防雨、防污染，确保沥青混合料的温度符合施工技术要求。
（4）沥青路面压实热再生沥青混合料的压实温度宜比普通沥青混合料的温度高约 5℃ ~10℃，压路机应以均匀缓慢的速度紧随沥青摊铺机工作，确保在高温状态下进行碾压，施工时碾压温度、碾压速度等参数应依据试验段进行确定。
（5）开放交通及其他在完成再生沥青道路的施工后，当其温度降至 50℃以下方能允许车辆进入，同时对铺设的再生沥青路面进行交通控制，不得造成污染。
2 热再生混合料性能研究
根据回收废旧沥青铣刨料中旧沥青的老化程度，确定所添加再生剂掺量为 4%。同时，根据沥青路面施工技术规范，按照马歇尔配合比设计方法，进行厂拌热再生上面层 AC-13、中面层 AC-20 沥青混合料的配合比设计工作，上面层选取 20%、30%、40%RAP 掺量进行配合比设计，中面层选取 30%、40%、50%RAP 掺量进行配合比设计，通过比较上、中面层不同 RAP 掺量的再生混合料性能指标，同时结合经济性等因素考虑，确定上、中面层 RAP 的最佳掺量。
根据项目所提供的集料、矿粉、沥青等原材料，按照上述试验分别进行不同 RAP 掺量下的厂拌热再生上面层 AC-13、中面层 AC-20 沥青混合料试验，分别在最佳油石比下成形混合料试件，开展沥青混合料的性能试验。
2.1 高温性能
一般情况下，高速公路所面临的服役条件非常严峻，沥青路面长期承受车辆荷载碾压和恶劣气候等因素的影响，由于沥青材料对于温度比较敏感，致使沥青混合料抗变形能力受高温影响较大，从而导致高温情况下沥青路面的稳定性和服役状态将会变弱 [4-6]，因此规范要求沥青混合料高温稳定性采用60℃的车辙动稳定度进行评价，并按照现行规范要求进行检测。不同 RAP 掺量的再生沥青混合料车辙试验结果见表 1 所示：
由表 1 的试验结果可以看出，不同层位不同 RAP 掺量的热再生混合料的动稳定指标度均满足规范要求，且高于普通新拌沥青混合料，这是由于 RAP 中老化沥青的存在，使再生混合料的高温稳定性得到了一定提升。
2.2 水稳定性
沥青路面长期处于雨水浸泡的不良条件时，可能会出现掉粒、松散等不良情况，病害进一步扩大后会发展成网裂、坑槽等现象。沥青混合料出现这类病害的原因是水的浸蚀降低了沥青的黏附性，沥青容易从集料表面脱离，使得集料之间失去黏结作用而出现松散，最后导致沥青路面的网裂、坑槽等水损害现象 [7-8]。目前，现行沥青路面施工规范中评价沥青混合料水稳定性的方法，主要有残留马歇尔试验、冻融劈裂强度比试验。该文进行了水稳定性等相关试验，对不同 RAP 掺量再生混合料的浸水马歇尔残留稳定度比、冻融劈裂残留强度比等进行了检测，结果见表 2~3 所示。
根据上述试验结果可以发现，上、中面层再生混合 料随着 RAP 掺量增加，浸水马歇尔残留稳定度比和冻融劈裂残留强度比均会明显下降，当上面层再生混合料RAP 掺量达到 40% 时、中面层 RAP 掺量达到 50% 时，再生混合料的水稳定性指标不满足相关规范的要求 [9-10]，其主要原因是 RAP 中部分老化沥青未能与再生剂或者新沥青完全混合均匀，导致矿料与沥青的黏附性不足，造成再生混合料的抗水损害能力有所下降。
2.3 低温性能
再生混合料水稳定性采用 -10℃的小梁弯曲试验评价再生混合料低温抗裂性能，并与新拌混合料进行对比。不同层位不同 RAP 掺量的再生混合料的 -10℃低温小梁弯曲应变的测试结果见表 4 所示：
由表 4 试验结果可以看出，上面层、中面层随着RAP 掺量增加，低温小梁弯曲应变均呈现下降趋势，加入 RAP 后低温小梁弯曲应变小于未加 RAP 的沥青混合料。在上面层 RAP 掺量达到 40% 时，低温抗裂性能不能满足技术要求。中面层 RAP 掺量在 40% 时仍能满足规范要求，但当 RAP 掺量达到 50% 时，-10℃低温小梁弯曲应变低于 2 500 με，其主要原因是废旧沥青中部分老化沥青的脆性依旧较大，降低了再生混合料的低温柔韧性。
3 再生混合料经济性分析
通过对不同层位不同 RAP 掺量的再生混合料进行研究，分别获取了不同层位不同再生剂掺量的再生混合料级配和新沥青用量。为了了解不同 RAP 掺量的再生混合料成本，根据配合比设计和当前市场材料单价对不同类型的再生混合料进行经济分析。不同 RAP 掺量的再生混合料各组成材料配比见表 5 所示：
通过表 5 计算可以看出，上、中面层随着 RAP 掺量的增加，混合料成本随之降低，与上面层沥青混合料改性 AC-13 相比，当 RAP 掺量分别达到 20%、30%、40% 时，常规厂拌热再生混合料的材料成本也随之降至24.5%、33.2%、39.2%；与中面层沥青混合料改性 AC-20相比，当 RAP 掺量分别达到 30%、40%、50% 时，常规厂拌热再生混合料的材料成本也随之降至 31%、42.4%、49.6%。此外，RAP 回收成本相对较低，仅 10 元 / 吨，但随着 RAP 掺量的增加，新沥青掺量随之降低，致使材料成本进一步降低。
上面层 RAP 掺量为 30% 时，相对于 AC-13 混合料，每方再生混合料节省成本 405 元；中面层 RAP 掺量为40% 时，相对于 AC-20 混合料，每方再生混合料节省成本 468 元。因此，可以计算出在双向四车道的高速公路上，铺设 1 km 的厂拌热再生混合料上、中面层，可产生的经济效益约为 66.4 万元。
4 结论
[1] 何兆益 , 陈龙 , 陈先勇 , 等 . 厂拌热再生沥青混合料力学性能及应用研究 [J]. 建筑材料学报 , 2016(5):871-875+914.
[2] 方杨 , 李善强 , 刘宇 . 厂拌热再生沥青混合料水稳定性能研究 [J]. 重庆交通大学学报 ( 自然科学版 ), 2013(5): 961-964.
[3] 何柳 . 厂拌热再生沥青混合料施工工艺及质量控制探讨 [J]. 公路交通技术 , 2016(2):43-45.
[4] 景广涛 , 陈海强 , 张 婷 . 厂拌热再生沥青混合料RAP 合理掺量与路用性能研究 [J]. 中国水运 ( 下半月 ), 2024(3):132-134.
[5] 袁耀波 . 不同 RAP 掺配比例厂拌热再生沥青混合料路用性能研究 [J]. 公路与汽运，2016(6):151-153+169.
[6] 袁威 , 魏建军 . 厂拌热再生沥青路面施工技术及其应用 [J]. 江西建材 , 2015(7):140-141.
[7] 张晋媛 . 富油 RAP 热再生沥青混合料路用性能研究 [J].石家庄铁道大学学报 ( 自然科学版 ), 2022(1):120-126.
[8] 李泉吴 , 超凡 , 方杨 , 等 . 厂拌热再生 SMA-13 沥青混合料性能研究与应用 [J]. 公路工程 , 2022(5):137-142.
[9] 童海涛 , 郭知涛 , 秦凯强 . 高速公路改扩建铣刨料再生利用技术案例分析 [J]. 公路 , 2020(3):243-247.
[10] 肖兵 , 区桦 , 田小光 . 环氧沥青厂拌热再生技术在高速路面养护中的应用 [J]. 建材世界 , 2022(5):117-120.
参考文献：
[1]徐金枝，郝培文，郭晓刚，等 . 厂拌热再生沥青混 合 料 组 成 设 计 方 法 综 述 [J]. 中 国 公 路 学 报 ，2021（10）：72-88.
[2]马辉，茅荃，李宁 . 沥青路面厂拌热再生 RAP 料掺量影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报 ，2020（9）：97-104.
[3]祁浩东 . 高性能聚合物改性沥青混合料中小跨径钢桥面铺装体系研究[D]. 南京：东南大学，2022.
[4]毛新征，周德宝，陈国强，等 . 高胶改性 ECA-10沥青混合料的试验研究及应用[J]. 国防交通工程与技术，2022（4）：65-68，43.
原创作者：郑松松 , 杨 旗 , 李 彬 , 纪爽怡，葛洲坝集团交通投资有限公司，湖北 武汉 430000。
