道路沥青路面材料的老化与再生技术研究

道路沥青路面材料的老化与再生技术研究

何其芳   郭甲庭

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摘要：

随着交通事业的快速发展，道路沥青路面的老化问题日益突出，严重影响道路的使用寿命和行车安全。本文详细分析了道路沥青路面材料的老化机理，并对再生技术进行了深入研究，以及四种主要的沥青路面再生技术：厂拌热再生技术、就地热再生技术、厂拌冷再生技术和就地冷再生技术。每种技术都包含其工作原理、优势、适用场景以及在实际工程中的应用情况。本研究旨在为解决道路沥青路面的老化问题提供理论依据和技术支持，同时促进道路工程建设的可持续发展。

关键词：道路工程；沥青路面；材料老化；再生技术

引言：

随着交通事业的蓬勃发展，道路工程建设取得了显著成就。然而，道路沥青路面在使用过程中，由于受到车辆荷载、气候环境、材料性能等多种因素的影响，会逐渐出现老化现象，如裂缝、坑槽、松散等，严重影响道路的使用寿命和行车安全。因此，对道路沥青路面材料的老化与再生技术进行研究，对于延长道路使用寿命、降低养护成本、促进交通事业的可持续发展具有重要意义。

一、道路沥青路面材料的老化机理

道路沥青路面作为现代交通网络的重要组成部分，其性能和使用寿命直接关系到行车的安全性和舒适性。然而，随着时间的推移，道路沥青路面材料会经历一系列的老化过程，这些老化现象主要可分为物理老化和化学老化两大类。

物理老化是指由于外部环境因素，如温度变化、湿度变化、水分渗透以及车辆荷载等，导致沥青材料发生的体积变化和性能降低。首先，温度的变化会导致沥青材料的热胀冷缩，长期累积下来会使其产生疲劳裂纹和变形。其次，水分的渗透会使沥青与集料之间的黏附性降低，进一步加速路面的损坏。此外，车辆荷载的反复作用会使路面产生塑性变形和剪切破坏，进一步加剧路面的老化。化学老化则主要源于沥青材料内部的化学变化。沥青是一种复杂的烃类混合物，其中包含多种油分和树脂等成分。在使用过程中，这些油分会逐渐氧化、聚合，形成高分子量的物质，导致沥青的黏度增加、软化点升高、延度降低，从而使得沥青的性能下降。此外，沥青中的某些成分还会与空气中的氧气、水分等发生化学反应，产生酸性物质，加速沥青的老化过程。

物理老化和化学老化是相互作用的，它们共同导致道路沥青路面的性能降低和损坏。因此，在设计和施工过程中，需要充分考虑这些老化因素，采取相应的技术措施来延缓沥青路面的老化速度，提高路面的使用寿命。同时，在路面养护和维修过程中，也需要根据路面的老化程度选择合适的维修方法和材料，以恢复路面的性能，确保行车的安全和舒适。

二、道路沥青路面再生技术研究

（一）再生技术概述

道路沥青路面的再生技术，是一种环保、经济的路面维修与重建方法。该技术通过对旧沥青路面进行翻挖、回收、破碎、筛分等处理，将其转化为可再利用的材料。随后，将这些处理过的旧沥青材料与新沥青、新集料、再生剂等按一定比例重新拌和，制成满足路用性能要求的再生沥青混合料。这种技术不仅有效利用了废旧沥青材料，降低了工程成本，还减少了环境污染，实现了资源的循环利用。

（二）沥青路面再生技术优点

1.资源节约与环保

沥青路面再生技术最显著的优势在于其对废旧沥青材料的再利用。通过回收、破碎、筛分等处理，废旧沥青材料被转化为可再利用的资源，从而极大地节约了自然资源。这种资源节约不仅体现在沥青的节省上，还包括其他原材料的节约，如砂石等集料。此外，再生技术的使用还减少了新材料的开采和加工过程，进一步降低了能源消耗和环境污染。据估算，沥青路面再生技术可以几乎100%地利用旧料，显著减少了矿料开采和旧材料的运输量，对环境的贡献不言而喻。

2.经济效益显著

从经济效益的角度来看，沥青路面再生技术同样具有显著优势。由于旧材料的再利用，该技术降低了材料费用，减少了新材料和旧材料的运输成本。此外，再生沥青混合料的性能稳定可靠，能够满足道路使用要求，从而减少了因质量问题导致的维修和重建费用。据统计，使用沥青路面再生技术可以降低综合成本约20%~30%，这对于道路建设和维护部门来说是一笔可观的节省。

3.降低能耗与污染

与传统的热拌沥青混合料相比，沥青路面再生技术在能耗和污染方面有着显著优势。就地热再生和厂拌冷再生技术都是利用旧料进行再生，无需重新加热至高温，因此能耗更低。同时，这些技术减少了新材料的生产和运输过程中的能源消耗和污染排放。特别是在厂拌冷再生中，由于不需要加热，其能耗和污染排放更低，减排效果更为显著。这不仅有助于降低能源消耗和减少温室气体排放，还有助于改善环境质量。

（三）我国沥青路面再生技术

1.厂拌热再生技术

厂拌热再生技术是一种将回收的沥青路面材料重新利用的技术。该技术首先将回收的沥青路面材料运至沥青拌和厂，经过破碎、筛分等预处理工艺，去除其中的杂质和不符合要求的材料。然后，将处理后的旧沥青材料与新沥青、新集料等按一定比例重新拌和，形成新的沥青混合料。这种技术可以充分利用废旧沥青材料，降低工程成本，同时保证再生沥青混合料的性能满足路用要求。厂拌热再生技术在我国得到了广泛应用，成为沥青路面维修和重建的重要技术手段。

2.就地热再生技术

就地热再生技术是一种直接在旧沥青路面上进行再生的技术。该技术利用专用的就地热再生设备，对旧沥青路面进行加热、铣刨、破碎等处理，使旧沥青材料软化并与新沥青、新集料等再生剂混合。然后，通过热态拌和、摊铺、碾压等工序，将再生沥青混合料重新铺筑于路面。就地热再生技术适用于处理路面病害较轻的情况，可以显著提高施工效率，减少对环境的影响。该技术在我国道路维修中得到了广泛应用，特别是在高速公路和一级公路的维修中，具有显著的经济效益和社会效益。

3.厂拌冷再生技术

厂拌冷再生技术是一种在常温下对回收的沥青路面材料进行再生的技术。该技术将回收的沥青路面材料与新集料、再生结合料等按一定比例进行拌和，形成新的沥青混合料。与热再生技术相比，冷再生技术不需要加热，可以节省能源和降低污染排放。然而，由于冷再生混合料的性能相对较差，一般只用于道路的基层或底基层。尽管如此，厂拌冷再生技术在我国道路建设中仍然具有一定的应用前景。

4.就地冷再生技术

就地冷再生技术是一种环保且高效的道路维修方法。它采用专用的就地冷再生设备，在常温条件下对旧沥青路面进行精准的铣刨和破碎处理，确保旧路面材料得到充分利用。随后，通过添加适量的再生结合料和水，进行常温拌和，使再生混合料达到理想的施工状态。最终，将再生混合料重新铺筑于路面，恢复其平整度和承载能力。该技术特别适用于处理路面病害较轻且对性能要求不特别严格的情况，因其环保性和高效性，在我国道路维修领域得到了广泛的推广和应用。

结束语：

本文对道路沥青路面材料的老化与再生技术进行了深入研究，分析了沥青路面的老化机理，并对再生技术进行了全面探讨。通过对比分析国内外再生技术的现状和发展趋势，提出了适合我国国情的沥青路面再生技术。本研究为解决道路沥青路面的老化问题提供了理论依据和技术支持，同时促进了道路工程建设的可持续发展。未来，我们将继续深化对道路沥青路面材料的老化与再生技术的研究，为交通事业的可持续发展做出更大的贡献

参考文献：

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