摘要：沥青混合料热厂拌再生是利用旧沥青路面回收料与新集料和新沥青或再生剂拌和而成沥青混合料的一种方法。实践证明，如果采用完善的设计和正确的施工方案，热再生可以用来改进原有路面混合料设计中的问题，改善和修复路面外观，达到路用性能的要求，也可以作为路面高程受限时的修复方案。热再生的优点包括：可以重复利用现有材料，对原有设备只需要简单改造，避免了回收混合料堆放和处置问题，同时又符合国家的空气环保要求并且能实现良好的经济效益。 1.厂拌热再生间歇式施工工艺和生产
设备
1.1旧路面的处理
1.1.1冷铣刨
在现有的两种路面处理方法中，冷铣刨是目前应用最广的。冷铣刨被定义为利用专门机器对原路面自动清除至指定厚度的一种方法，经过冷铣刨可以使路面达到规定的厚度和坡度，并且去除拥包和车辙等路面病害。美国沥青再生协会（ＡＲＲＡ）的冷铣刨规范要求铣刨机应具有强大动力，可以自驱动自牵引，并具有操作稳定性。铣刨机应该配备控制纵坡和横坡的自动控制系统，能够铣刨完成指定的路面纵
坡和横坡，并能够准确控制纵坡高程在３ｍｍ以内。铣刨机还应该具有有效控制铣刨粉尘的装置。
自从２０世纪７０年代以来，人们不断通过革新铣刨来提高铣刨机的工作效率，降低铣刨成本。内置收集系统可以扫除大部分成块的铣刨料并输送到传送带上，前装载设备可以自动收集传送带上的回收料，而且铣刨的同时粉碎作业也可以完成。铣刨机有不同的尺寸和功率，铣刨宽度可以是１ｍ到整个车道，铣刨深度可以从２０ｃｍ变化至３８ｃｍ。
1.1.2深翻/粉碎
深翻/粉碎是原有路面处理的另外一种方法，现场采用的仪器包括翻地机、路面破碎机或深翻机械。路面翻松后装车运往粉碎场。深翻机类型的选择由碎石机处理的最大翻料尺寸决定。这种方法特别适用于低等级道路升级而且原路面材料单一的条件。深翻/粉碎不能同冷铣刨一样在现场完成粉碎，因此生产效率比冷铣刨低。但是，冷铣刨会在现场产生大量的粉尘，而深翻/粉碎不会这样。1.2粉碎和堆放
回收料粉碎的目的是在外力作用下使回收料的粒径达到最大允许粒径以下。例如，要求95%的回收料可以通过50mm的筛网。冷铣刨机可以在现场直接粉碎回收料，其粉碎程度取决于原来混合料的石料最大粒径和级配。而在深翻/粉碎处理过程中，通常使用挖掘机来深翻路面，然后再由运输车运往工厂粉碎。因为粉料裹附有大量的老化沥青，所以应该注意避免再生混合料中的粉料缺失。回收料破碎机也不应该产生过多的粉料或者破碎过分，否则会使混合料需要更多的外加沥青，从而使成本增加。不
同料源、不同沥青含量和不同集料级配的回收料应分开堆放。回收料在处理前后都可以堆放，一般采用翻斗铲车或分散堆垛机进行处理。过去普遍认为低而平的回收料堆比高而尖的料堆好，不容易出现回收料再粘结。但是，最近的经验证明，高而尖的料堆更好，而且回收料并不会在大料堆中粘结。实际上，在料堆上会形成20-25cm的硬壳，这个硬壳会防止雨水流入和下面的回收料粘结。对于高料堆，硬壳很容易用铲车挖除，但是对于低而平坦的料堆就不容易操作。料堆要堆放在硬地面上，以防止料堆下面污染或地面沉降。较细的集料容易吸收水分，因此在生产中需要更多的热量来排除水分。由于再生过程中的热量主要来自外加的热集料，而且再生拌和楼的集料加热量是有限的，所以水分增加后，或者每小时再生产量减少，或回收料的比例降低。 1.3回收料添加比例的选择
回收料添加比例是指再生过程中铣刨下来的旧路面材料占整个再生混合料的比例。影响回收料比例的因素有回收料的含水量、外加集料加热的温
度、回收料堆放的温度、再生混合料的期望拌和温度、再生混合料的单位产量、拌和仓和称量仓的排气能力，以及回收料中通过0.075mm细料的含量。美国沥青再生协会的研究，厂拌热再生的回收料添加比例一般为10%-20%，上限为30%-35%，尽管40%的回收料比例也可以使用。在含水量极低和回收料不用预热的情况下，回收料的比例最高可以达到50%。美国各个州在基层、结合层和面层中的回
哭泣的圆明园收料比例上限有着不同规定。回收料比例的上限既有规定小于15%的，也有规定可以采用100%的。根据我国现有的施工经验和技术条件，采用20%-40%作为间歇式厂拌热再生的回收料比例上限比较合适。
2.厂拌热再生连续式施工工艺和生产设备
路面再生材料可以与新集料、沥青结合料或再生剂一起拌和生产厂拌热再生料。沥青混合料热再生既可以在间歇式工厂生产，也可以在连续式工厂生产。与间歇式相比，连续式厂拌热再生具有以下优点：
1.移动方便：连续式拌和厂组装时间较短，
移动较为方便；
2.再生能力强：连续式工厂可以采用高比例
的回收料生产；
3.生产效率高：工厂的生产效率不受回收料
比例的影响；
4.拌和质量好：由于回收料事先加热并于外
加集料和沥青搅拌时间长，所以连续式热
再生生产出的混合料较为均匀。
12.7mm高射机2.1 连续式厂拌热再生生产过程
因为回收料一旦接触到燃烧器的火焰就会冒出大量浓烟，在普通的连续式拌和厂没有办法生产再生材料。如果在金属刮板和底板处产生细料和沥青堆积，会给生产造成更大困难。有资料显示，生产中的浓烟是外加沥青的轻组分油引起的，而清除这一问题的有效办法是改造连续式拌和设备。
连续式工厂热再生有很多方法，中间加料法是应用最广泛的一种。这种方法要求回收料在新加集料的下游进入拌和筒，新集料将热量传递到回收料中。前面加入拌和筒的新石料形成了一层幕布，使回收料不会直接接触燃烧器的火焰，从而避免产生浓烟。有时，还使用特殊提升叶片、金属漏斗形叶片或环形钢制火焰网来防止火焰接触回收料，以消除浓烟。
2.2 回收料添加比例
影响连续式滚筒拌和机再生比例的因素有回收料和外加集料的含水量和温度、再生的生产能力、再生
混合料的成品温度和含水量。连续式拌和机的最大回收料添加比例是70%，但是一般不宜超过50%。回收料添加比例采用50%时，需要提高滚筒内的气流温度，从而造成外加集料无法阻挡火焰对回收料的烘烤，产生大量烟雾。所以，大多数滚筒式拌和机都采用30%-50%再生料比例。
根据国内外的施工经验和滚筒热再生的特点，建议回收料的添加比例不高于20%。在有些特殊情况下，回收料的添加比例不应高于30%。
2.3 回收料添加系统
常规冷料添加系统可以在滚筒式拌和机中添加回收料。但是，为了便于卸料和减少回收料堆积，加料仓应该体积较小，侧边较陡，而且底部应较宽。回收料应该分次装满加料仓，否则会造成回收料压密，形成板结难以倾卸。而且，加料仓不宜采用振动，因为振动也会造成回收料相互粘结。在炎热天气条件下，回收料不应在加料仓中放置2h以上。平时尽量在加料仓中只添加一半料，保持回收料随用随添。
在计算机控制的拌和机上，可以实现拌和操作的自动控制，有效协调集料的皮带速度、沥青的流动速度和混合料产量。
3 沥青混凝土再生料路用性能试验
3.l 路用性能现状评价
课题组采用湖北京珠高速公路养护铣刨的RAP, 为确保再生料质量的稳定性 , 先将 RAP
破碎筛分为 3#:0～4.5mm 、 2#：4.5～13.2mm 、l#：13.2～31.5m 三档料 , 试验检测 RAP 的级配和油石比 ( 见表 l ) , 同时对 RAP 进行抽提后检测旧沥青老化程度 (见表 2) 。
表 1 旧沥青混合料的级配及含油量
项目19 13.2 9.5 4.75 2.36 0.075 沥青含量RAP破碎后(未筛〉99.1 93.9 81.6 78.3 54.5 8.3 4.7%
RAP0～4.5mm 97.2 64.8 45.5 33.8 22.l 6.2 4.0% RAP4.5～13.2mm 100 100 83 36.7 21.7 5.4 3.25% RAP 13.2～31.5mm 100 100 100 98.3 78 l0.1 7.0%
表 2 旧沥青的技术指标及规范要求
项目
for seal针入度（0.1mm）延度(cm)
软化点
(℃〉
针入度指数
PI
粘度(布氏)
(60℃、Pa.s) 15℃25℃30℃5℃15℃
回收沥青10 28 46 4 15 59.5 -0.662 ＞1000 重交沥青
70号(A类)
60～80 ＞100＞46 -1.5～1.O ＞180
从表 2 可见 , 旧沥青针入度和延度显著降低 , 粘度和软化点升高 , 说明旧沥青已经发生了一定程度的老化。
3.2 沥青混凝土再生料配合比设计
从表 l 可见 ,RAP 受铣刨影响级配偏
细 ,19mm 筛网通过率几乎为 100%, 为提高 RAP 利用率 , 再生料采用 AC－ 20 型沥青混合料。为分析RAP 掺量对再生料路用性能的影响 ,RAP 掺配比例分别采用 25%、35%、 45%、 55%, 采用PG76-22SBS 改性沥青、 70 号重交沥青两种新沥青以适应不同交通量的要求 , 再生剂为 GL 型
沥青热再生剂 , 新矿料为普通石灰岩 , 各项技术指标符合规范的要求。
采用马歇尔方法进行再生料的目标配合比设计, 为检验再生料的路用性能, 分别采用PG76-22SBS 改性沥青、 70 号重交沥青进行新料配合比设计 , 并比较再生料与新料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗疲劳性能等路用性能。
按照 RAP 掺量的不同 , 根据 AC-20 型沥青混合料的级配要求补充新矿料 , 通过系统的马歇尔试验确定再生料各种材料比例如下 :
表 3 各档RAP 在整个再生料的比例
再生料类型
RAP 1# RAP 2# RAP 3#
新矿料0~4.5mm 4.5～13.2mm 13.2～31.5mm
RAP25% 12 5 8 75 RAP35% 18 5 12 65 RAP45% 25 5 15 55 RAP55% 32 5 18 45
采用马歇尔再生料设计方法 , 按照高速公路密级配沥青混合料的技术标准进行再生料配合比设计 , 各个再生料设计方案以新沥青混合料的最佳油石比为预估中间值 , 变化±0.3%, 成型马歇尔试件 , 测定马歇尔技术指标 , 最终确定的各种再生料的最佳油石比和体积指标。由于 RAP 己经老化 , 为此在 RAP 加热后掺入 5% 的 GL 再生剂。各种方案的马歇尔试验结果见表 4。
表 4 各种配合比的马歇尔试验结果
混合料类型
最佳油vv VFA VMA MS LL
钋-210
石比(%) 〈%〉(%〉(%〉（KN）0.01mm 技术标准3～6 65～75 ≥12 ≥7.5 20～40
方案一l-1 RAP25%(70号) 4.2 4.O 69.5 14.3 13.22 29.8 l-2 RAP35%(70号) 4.2 4.O 70.9 13.8 15.87 35.O 1-3 RAP45%(70号) 4.3 4.269.914.114.539.1 l-4 RAP55%(70号) 4.4 4.5 68.5 14.3 13.9 44.4
方案三
3-1RAP35%(70号)+5%GL 4.2 4.2 69.5 14.3 12.9 31.1 3-2RAP45%(70号)+5%GL 4.3 4.0 70.9 13.8 12.4 28.7 3-3RAP55%(70号)+5%GL 4.4 4.2 70.2 14.1 13.1 33.4 新沥青混合料(70号) 4.2 4.2 69.8 13.9 13.O 26.0上上下下的享受
方案二2-1RAP25%（PG76-22） 4.2 4.2 69.8 13.9 13.5 33.l 2-2RAP35%(PG76-22) 4.3 4.3 69.4 14.1 13.7 38.9 2-3RAP45%(PG76-22) 4.4 4.2 69.914.O14.839.1 2-4RAP55%(PG76-22) 4.4 4.2 70.0 13.9 15.4 48.1
新沥青混合料(PG76-22) 4.3 4.3 70.2 14.O 14.7 26.2
从表 4 可见 , 再生料的最佳油石比随 RAP 掺配比例的增加有一定程度的增大 , 且稳定度和流值都有增大的趋势; 如果不掺再生剂, 在RAP 掺配率过高 (45% 以上 ) 时 , 再生料的流值将不满足规范要求 , 说明 RAP 高掺量下必须掺入再生剂。掺入 GL 型再生剂后 , 各项技术指标都满足新拌沥青混合料的技术要求。
3.3 再生料的路用性能
（1）再生料的水稳定性
以马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂试验测定的残留稳定度 (％)和残留强度比 (％) , 评价再生料的水
稳定性 , 其中方案二采用改性沥青混合料的评价标准 , 方案一和方案三采用普通沥青混合料的评价标准 , 并与新拌沥青混合料进行比较。试验结果见下表 :
表 5 再生料的残留稳定度和残留强度比
混合料类型残留稳定度（%）残留强度比(%)
方案一1-1 RAP25%(AH-70) 86.2% 87.2% l-2 RAP35%(AH-70) 86.7% 85.1% l-3 RAP45%(AH-70) 83% 77.0% 1-4 RAP55%(AH-70) 77.2% 73.7%
方案二2-l RAP25%(PG76-22) 89.9% 93% 2-2 RAP35%(PG76-22) 93% 91.2% 2-3 RAP45%(PG76-22) 90.2% 85.2% 2-4 RAP55%(PG76-22) 84.2% 80.4%
方案3-1 RAP35%(AH-70)+5%GL 80.4% 87.2% 3-2 RAP45%(AH-70)+5%GL 82.2% 85.1%
三
一
3-3 RAP55%(AH-70)+5%GL 85.1% 82.0% 4-1新沥青混合料(AH-70)85.2% 80.7%
4-2新沥青混合料(PG76－22) 91.2% 92.3%
从试验结果可见, 随着 RAP 掺量的增加 , 再生料的水稳定性降低 , 在 RAP 掺量不高的情况下 ( 不超过 45%), 再生料的水稳定性仍满足规范要求( 残留稳定度: 普通沥青混合料≥80%, 改性沥青混合料≥85%: 残留强度比 : 普通沥青混合料≥75%, 改性沥青混合料≥80%), 说明新沥青具有一定的再生调和作用, 也说明RAP 具有较好的再生价值。 GL 再生剂可以提高再生料的水稳定性 , 甚至好于新拌沥青混合料 , 在 RAP 掺量高的情况下效果更显著。
（2）再生料的高温稳定性
以车辙试验评价再生料的高温稳定性 , 分别采用各种设计配合比成型车辙试件 , 按规范规定的方法进行车辙试验 , 结果如下:
表 6 再生料车辙试验结果
混合料类型
油石比
(%)
动稳定度（次/mm）
1 2 3 平均要求
国际民航组织方案一RAP25%(AH-70) 4.2 2270 2985 3362.5 2872
＞1000 RAP35%(AH-70) 4.2 3323 4362 3489 3724
RAP45%(AH-70) 4.3 4653 4666 3911 4410
RAP55%(AH-70) 4.3 4362 5369 4362 4697
方案二RAP25%（PG76-22） 4.3 9971 6365 9971 8769
＞2800 RAP35%〈PG76-22〉 4.3 7000 8801 9782 8527
RAP45%（PG76-22） 4.4 8897 8091 10182 9056
RAP55%(PG76-22〉 4.4 7755 11633 13892 11093
方案三
RAP35%(AH-70)+5%GL 4.2 1745 2406 2075.5
＞1000 RAP45%(AH-70)+5%GL 4.2 3877 3034 3455.5
RAP55%(AH-70)+5%GL 4.3 2288 3034 2611
新沥青混合料(AH-70) 4.2 2245 2326 2285 ＞1000新沥青混合料(PG76-22) 4.3 8806 7700 8253 ＞2800
车辙试验结果表明, 再生料有较好的高温稳定性 ,RAP 掺量越大, 动稳定度越高, 而且都好于新拌沥青混合料。需要注意的是掺入再生剂后, 动稳定度有一定程度的降低, 因此应控制再生剂的掺量。（3）再生料的低温抗裂性
以低温弯曲试验评价再生料的低温
抗裂性能, 试验温度为 -10 ℃, 试验结果如下。
表7 低温弯曲试验
混合料类型
最大荷载弯拉强度劲度模量拉应变
(KN) (Mpa) (Mpa) （με）方RAP25%（AH-70） 1.09 11.76 13367 964.3
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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