瀝青混合料熱再生講座

1、瀝青混合料熱再生RRiPii0RRiPii0主要內(nèi)容 一、瀝青混合料再生技術(shù)研究背景 二、瀝青混合料再生分類 三、瀝青老化及再生機(jī)理 四、再生瀝青混合料的設(shè)計(jì) 五、瀝青混合料廠拌熱再生施工工藝 六、廠拌熱再生設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)及主要設(shè)備一、瀝青混合料再生技術(shù)研究背景路面大修的問題： 廢料的堆放場(chǎng)地 資源的有效利用 環(huán)保 1.1 國(guó)外研究概況 瀝青路面再生技術(shù)始于二十世紀(jì)30年代，1973年石油危機(jī)促進(jìn)了國(guó)外大規(guī)模推廣應(yīng)用。至二十世紀(jì)80-90年代，瀝青路面再生技術(shù)發(fā)展已經(jīng)十分成熟，得到普遍的應(yīng)用。 1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)在50到90年代，曾在不同程度上利用過廢舊瀝青混合料來修路，但都是作為廢物

2、利用考慮 20世紀(jì)90年代，我國(guó)進(jìn)入高速公路建設(shè)高峰時(shí)期，瀝青路面再生技術(shù)的研究與推廣卻幾乎被擱置。近年來，一批早期建成的高速公路路面陸續(xù)進(jìn)入大修或改建階段，瀝青路面再生技術(shù)重新引起各級(jí)決策者的重視。二、瀝青混合料再生分類 瀝青路面再生技術(shù)是將不能滿足使用要求的舊瀝青路面瀝青混合料經(jīng)過一定的加工和處理，包括對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行翻挖、破碎、篩分，再和新集料、新瀝青、再生劑（必要時(shí)）重新混合，變成可以達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的混合料以后，重新鋪筑為新的路面。 2.1 再生方式的分類 按照舊路面的性質(zhì)不同可分為瀝青路面的再生和混凝土路面的再生； 按再生形成的層位不同可分為再生面層、再生基層和再生底基層（或墊層）

3、； 按拌和地點(diǎn)的不同可分為現(xiàn)場(chǎng)再生和廠拌再生； 按再生方式分為冷再生和熱再生。 2.1.1 現(xiàn)場(chǎng)熱再生現(xiàn)場(chǎng)熱再生 現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)也稱為表層再生技術(shù)。該技術(shù)通過現(xiàn)場(chǎng)加熱、翻耕、混拌、攤鋪、碾壓等工序，一次性實(shí)現(xiàn)就地舊瀝青路面再生，具有無須運(yùn)輸廢舊瀝青混合料，工效高，對(duì)公路運(yùn)營(yíng)影響低等優(yōu)點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)存在諸多局限性，不適宜于高速公路路面再生。局限性主要表現(xiàn)在： （1）處理厚度小。僅適合處理車轍、泛油、麻面和磨光等表面缺陷。對(duì)需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)性再生（中、下層以至基層損壞的情況）的路面大修無能為力。 （2）由于不加入或加入很少新集料，無法有效調(diào)整配合比，對(duì)表面層集料級(jí)配不滿足的路面不適用。 （3）由

4、于不加入或加入很少新瀝青，必須利用專門的再生劑恢復(fù)瀝青的性能，難以保障路面的耐久性。 （4）無法處理采用改性瀝青鋪筑的表面層。 （5）對(duì)路面層厚不均勻或質(zhì)量狀況變化大的路面難以保證質(zhì)量要求。因此,目前現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家也未得到普遍采用。 2.1.2 廠拌熱再生廠拌熱再生 廠拌熱再生技術(shù)先將舊瀝青路面銑刨后運(yùn)回工廠，通過破碎、篩分，并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、碎石級(jí)配等指標(biāo)，摻入一定數(shù)量的新集料、瀝青和再生劑（必要時(shí)）進(jìn)行拌和，再按照與普通瀝青路面完全相同的方法重新鋪筑。 廠拌熱再生技術(shù)利用舊瀝青回收料（RAP）一般不超過50%，通常用10%30%，因此，摻入數(shù)量較大的新集料和新瀝

5、青，使再生混合料的級(jí)配和瀝青結(jié)合料性能均得到充分改善； 而且，在RAP用量不大的情況下，不需要使用專門的軟化劑（再生劑），使混合料具有穩(wěn)定的質(zhì)量。 根據(jù)上述國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)研究成果，只要采用適當(dāng)?shù)呐浜媳仍O(shè)計(jì)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，廠拌熱再生瀝青路面具有與普通瀝青路面相同的路用性能和耐久性。 2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)冷再生現(xiàn)場(chǎng)冷再生 現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)是用大功率路面銑刨拌和機(jī)將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎，再加入穩(wěn)定劑、水泥、水（或加入乳化瀝青）和骨料同時(shí)就地拌和，用路拌機(jī)原地拌和，最后碾壓成型。 碾壓成型后的攤鋪層可作為低等級(jí)公路的面層和高等級(jí)公路的下面層或基層。 現(xiàn)場(chǎng)冷再生使用的再生材料有穩(wěn)

6、定類（水泥、石灰、粉煤灰）和粘結(jié)類（乳化瀝青或泡沫瀝青）兩種，必要時(shí)加入一定量的新骨料以改善級(jí)配。 2.1.4 廠拌冷再生廠拌冷再生 將銑刨下來的舊瀝青混凝土路面材料運(yùn)回穩(wěn)定土攪拌廠，經(jīng)過破碎作為穩(wěn)定土骨料，加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化瀝青等一種或多種穩(wěn)定劑和新料（必要時(shí)）進(jìn)行攪拌，然后鋪筑于基層或底基層。 這類基層具有柔性基層的特點(diǎn)。 廠拌冷再生技術(shù)缺點(diǎn)：未充分利用廢棄材料中的舊瀝青，而且舊瀝青還會(huì)在一定程度上影響混合料的抗壓強(qiáng)度。 優(yōu)點(diǎn)是其生產(chǎn)過程幾乎不需要專用設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)。對(duì)于不能熱再生回收的舊料（如改性瀝青混合料、老化嚴(yán)重難于再生的混合料），可以有效解決舊料廢棄和環(huán)境污染等問題，在國(guó)外

7、被普遍采用，實(shí)踐證明具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 2.2 瀝青再生方式的選擇瀝青再生方式的選擇 2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)冷再生：現(xiàn)場(chǎng)冷再生： 現(xiàn)場(chǎng)冷再生對(duì)設(shè)施要求較低、生產(chǎn)成本不高，但同時(shí)再生路面的質(zhì)量不是很好。因此，目前該方法在國(guó)內(nèi)主要是用于低等級(jí)道路路面和基層的鋪筑，國(guó)外多用于鄉(xiāng)村道路的翻修。 2.2.2 廠拌冷再生廠拌冷再生 雖然能保證工程質(zhì)量，但僅能用于基層或底基層，經(jīng)濟(jì)性不理想；而且基層極少大規(guī)模翻修，少量修補(bǔ)又難于壓實(shí)，一般被水泥混凝土或?yàn)r青混合料代替，市場(chǎng)空間很小。但廠拌冷再生設(shè)備相對(duì)較簡(jiǎn)單，費(fèi)用也較低。 2.2.3 廠拌熱再生廠拌熱再生 具有較好的適應(yīng)性，適用于各類被破壞路面，經(jīng)過嚴(yán)格的配合比

8、調(diào)整，再生瀝青混合料能確保技術(shù)指標(biāo)不低于使用全部新料拌制的瀝青混合料，路用性能滿足高級(jí)路面的使用要求，能最大限度地發(fā)揮瀝青混凝土路面廢料的作用。 2.2.4 現(xiàn)場(chǎng)熱再生現(xiàn)場(chǎng)熱再生 與廠拌再生工藝相比而言，其再生混合料的拌和質(zhì)量控制難度較大，再生設(shè)備價(jià)格也比較昂貴，但現(xiàn)場(chǎng)再生具有施工速度快、舊料利用率高、減少了舊料的運(yùn)輸與儲(chǔ)存等優(yōu)點(diǎn)。 多用于基層承載能力良好、面層因疲勞而龜裂的路段，特別適用于老化不太嚴(yán)重，但平整度較差的路面。 三、瀝青老化及再生機(jī)理 3.1 瀝青的組成和結(jié)構(gòu)瀝青的組成和結(jié)構(gòu) 瀝青的使用性能與其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系,研究瀝青中各個(gè)化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)。對(duì)于搞清楚瀝青性質(zhì)的變化原因

9、、改進(jìn)瀝青質(zhì)量、延長(zhǎng)瀝青壽命和開展瀝青的再生研究有十分重要的意義。 瀝青一般可分為石油瀝青和天然瀝青：石油瀝青是石油經(jīng)過各種煉制工藝加工得到的產(chǎn)品；天然瀝青是地殼中石油在各種自然因素的作用下，其輕質(zhì)油分蒸發(fā)，經(jīng)濃縮、氧化形成的產(chǎn)品。道路瀝青主要是石油瀝青。 3.1.1 瀝青的化學(xué)組成瀝青的化學(xué)組成 1）元素組成）元素組成 瀝青是由多種碳?xì)浠衔镆约胺墙饘伲ㄑ酢⒘?、氮）的衍生物組成的混合物,它的主要元素是碳（80%-87%），氫（10%-15%）,其次是非烴元素，還含有少量的微量的金屬元素。瀝青是由多種化合物組成的混合物， 由于其組成結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及目前分析技術(shù)的限制，要將瀝青分離為純粹的化合

10、物單體，存在許多困難，也沒有必要。 2）化學(xué)組分 化學(xué)組分分析就是利用瀝青在不同有機(jī)溶劑中的選擇性溶解或在不同的吸附劑上的選擇吸附，將瀝青分離為幾個(gè)化學(xué)性質(zhì)與路用性能有一定聯(lián)系的組，這些組就稱為瀝青的“組分”，每一種組分反映了瀝青的不同性質(zhì)。 我國(guó)習(xí)慣用四組分分析方法將瀝青分為飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。 1、瀝青質(zhì)、瀝青質(zhì) 瀝青質(zhì)為黑褐色到黑色易碎的粉末狀固體，平均相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)數(shù)千到一萬，是高度縮合的芳香烴，相對(duì)密度大于1，沒有固定的熔點(diǎn)，加熱時(shí)會(huì)首先膨脹，到達(dá)300時(shí)會(huì)分解成氣體和焦炭。 瀝青質(zhì)是瀝青膠體體系的核心，在瀝青中的含量一般為8%15%。 瀝青質(zhì)有很強(qiáng)的極性，其含量對(duì)瀝青的

11、流變性能、熱穩(wěn)定性和粘性有很大的影響。其含量越高，瀝青的軟化點(diǎn)越高，粘度也越大，瀝青就相應(yīng)的越硬、越脆。相反瀝青質(zhì)的相對(duì)含量越低，瀝青的流變性會(huì)增加。 2、膠質(zhì)、膠質(zhì) 膠質(zhì)也稱極性芳烴，平均相對(duì)分子質(zhì)量在1300-1800，相對(duì)密度在1.01.08之間，膠質(zhì)的含量一般為20%40%。膠質(zhì)對(duì)瀝青的粘結(jié)力、延度有很大的影響。 膠質(zhì)的化學(xué)組成和性質(zhì)是介于瀝青質(zhì)和油分之間，但是更加的接近瀝青質(zhì)，一般為半固體狀態(tài)或粘稠狀物質(zhì)。有很強(qiáng)的極性，影響了瀝青的分散效果，具有很強(qiáng)的粘附力。 膠質(zhì)和瀝青質(zhì)之間的比例決定了瀝青的膠體結(jié)構(gòu)的類型。 膠質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性比較的差，在吸附劑的影響下稍稍加熱，甚至在室溫的條件下，

12、在有空氣存在時(shí)（特別是有光照的作用下）很容易氧化締合，部分的變?yōu)闉r青質(zhì)。 3、芳香分、芳香分 芳香分是一些帶環(huán)烷和長(zhǎng)鏈烷基的芳香烴，平均相對(duì)分子質(zhì)量在8001000，它是溶膠瀝青質(zhì)的分散介質(zhì)，在瀝青中的含量一般為33%48%。 芳香分是由瀝青中分子量最低的環(huán)烷芳香化合物組成，粘稠狀液體，呈棕色，對(duì)其他高分子烴類物質(zhì)有較強(qiáng)的溶解能力。 4、飽和分、飽和分 飽和分主要由直鏈和支鏈飽和烴、烷基烴和一些烷基芳香烴組成，平均相對(duì)分子質(zhì)量在500800之間。飽和分是一種非極性的稠狀油類，顏色比較淺，在瀝青中的含量一般為18%25%。 飽和分和芳香分統(tǒng)稱為瀝青中的油分，對(duì)瀝青有潤(rùn)滑和軟化作用。隨飽和分的增加

13、瀝青的稠度降低，溫度的感應(yīng)性加大。 3.1.2 瀝青溶液的結(jié)構(gòu)瀝青溶液的結(jié)構(gòu) 1）瀝青膠體結(jié)構(gòu)理論）瀝青膠體結(jié)構(gòu)理論 現(xiàn)代膠體理論認(rèn)為, 瀝青的膠體結(jié)構(gòu)以固態(tài)微粒的瀝青質(zhì)為分散相, 液態(tài)的芳香分、飽和分為分散介質(zhì), 半固態(tài)的膠質(zhì)起著膠溶劑的作用。若干瀝青質(zhì)微粒聚集在一起, 吸附極性的膠質(zhì), 形成“膠團(tuán)”, 膠溶于分散介質(zhì)中, 形成穩(wěn)定的膠體。 根據(jù)瀝青中各組分的化學(xué)組成和相對(duì)含量的不同, 膠體結(jié)構(gòu)可分為3 種類型：溶膠結(jié)構(gòu)、溶凝膠結(jié)構(gòu)和凝膠結(jié)構(gòu)。（a）溶膠型結(jié)構(gòu) （b）溶凝膠型結(jié)構(gòu) （c） 凝膠型結(jié)構(gòu) 1、溶膠型瀝青、溶膠型瀝青 當(dāng)瀝青質(zhì)的含量不多（例如10%以下），相對(duì)分子質(zhì)量也不很大，同時(shí)

14、有一定量的膠質(zhì)，這樣膠團(tuán)就可以完全膠溶而分散在芳香分和飽和分的介質(zhì)中,這樣的瀝青在實(shí)際上可視為真溶液或分散度非常高的近似真溶液。 這種溶液具有牛頓液體的性質(zhì)，其粘度與應(yīng)力成比例。 此時(shí)膠團(tuán)相距比較的遠(yuǎn),他們之間的吸引力比較的小,瀝青的粘附力主要是由于范德華力和偶極力引起的。這類瀝青對(duì)溫度的變化很敏感，在瀝青的分子中沒有相對(duì)分子質(zhì)量很大或很小的物質(zhì)，即相對(duì)分子質(zhì)量的分布范圍較窄，分散相和分散介質(zhì)之間的化學(xué)組成及性質(zhì)比較接近。 這類瀝青在路用性能上，具有較好的自愈性和低溫的變形能力，但是溫度感應(yīng)性比較的差。 2、溶凝膠型瀝青、溶凝膠型瀝青 瀝青中瀝青質(zhì)含量適當(dāng)（例如15%-25%之間），并有較多數(shù)

15、量芳香度較高的膠質(zhì)。這樣形成的膠團(tuán)數(shù)量增多，膠體中膠團(tuán)的濃度增加，膠團(tuán)距離相對(duì)靠近，它們之間有一定的吸引力。這是一種介于溶膠與凝膠之間的結(jié)構(gòu)，稱為溶凝膠結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的瀝青稱為溶凝膠型瀝青。 這類瀝青在高溫時(shí)具有較低的感溫性，低溫時(shí)又具有較好的變形能力。修筑高等級(jí)瀝青路面時(shí)所使用的瀝青，都屬于這類膠體結(jié)構(gòu)類型。 3、凝膠型瀝青、凝膠型瀝青 當(dāng)瀝青質(zhì)的濃度增大（例如大于30%），同時(shí)可溶質(zhì)沒有足夠的芳香族組分，分散介質(zhì)的溶解能力不足，生成的膠團(tuán)較大，或由于分子聚集體的形成而生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)粘度，表現(xiàn)出非牛頓流體的性質(zhì)，這類瀝青一般為凝膠型瀝青。 這類瀝青的特點(diǎn)是彈性比較的好,溫度的感應(yīng)性比

16、較的低,低溫變形能力比較的差。 老化瀝青由于氧化比較的嚴(yán)重,多屬于這種結(jié)構(gòu)。 2）瀝青溶液理論）瀝青溶液理論 在瀝青高分子溶液里，分散相瀝青質(zhì)與分散介質(zhì)瀝青脂（樹脂質(zhì)和油分）具有很強(qiáng)的親和能力，而且在每個(gè)瀝青質(zhì)分子的表面上緊緊的保持著一層瀝青脂的溶劑分子，形成高分子溶液。 瀝青脂減少時(shí),瀝青質(zhì)含量相對(duì)增加,為濃溶液,如果增加瀝青脂就可以變?yōu)檩^稀的溶液。 凝膠型瀝青，瀝青質(zhì)的含量高，為較濃的高分子溶液；溶膠型瀝青,瀝青質(zhì)含量較少,為稀的高分子溶液；而溶凝膠型瀝青就是位于二者之間。 3.1.3 瀝青的化學(xué)組成與膠體結(jié)構(gòu)的關(guān)系瀝青的化學(xué)組成與膠體結(jié)構(gòu)的關(guān)系 石油瀝青的化學(xué)組成對(duì)使用性能的影響，通常表

17、現(xiàn)在化學(xué)組成對(duì)瀝青的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和瀝青混合料路用性能的影響，如石油瀝青中的飽和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)對(duì)石油瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度和粘度的影響。 由于石油瀝青是一個(gè)膠體分散體系，其分散相是以瀝青質(zhì)為核心吸附部分膠體而形成的膠束。因此，瀝青的物理化學(xué)性質(zhì)和使用性能很大程度決定于其膠體體系的性質(zhì)，而能否形成穩(wěn)定的膠體體系又與其化學(xué)組成有密切的關(guān)系。 瀝青的化學(xué)組成與膠體性能存在如下的關(guān)系： 1)瀝青中飽和分的含量不能過多,飽和分過多，將使瀝青中分散介質(zhì)的芳香度過低，不能形成穩(wěn)定的膠體分散體系。 2)瀝青中芳香分的存在是必需的，它的存在提高了瀝青中分散介質(zhì)的芳香度，使膠體體系易于穩(wěn)定。 3)膠質(zhì)

18、本身具有良好的塑性和粘附性，是瀝青中必不可少的組分，它能使瀝青質(zhì)穩(wěn)定地膠溶于體系中。 4)瀝青質(zhì)的存在可改善瀝青高溫性能，但瀝青質(zhì)含量過多會(huì)使瀝青的延度大大減小，而且在低溫情況下易于脆裂。 3.2 瀝青的老化瀝青的老化 瀝青的老化是指瀝青從煉油廠被煉制出來后，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工和使用過程中，經(jīng)受各種環(huán)境因素如受熱、氧氣、陽(yáng)光和水的作用下，發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化、聚合，乃至瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，同時(shí)發(fā)生性質(zhì)變化的過程。 瀝青路面的破壞或路用性能的下降很大程度上是因?yàn)闉r青老化后，失去了膠結(jié)能力和延度降低，變硬變脆，從而導(dǎo)致瀝青混凝土產(chǎn)生裂縫、松散等，最終失去抗剪切、抗沖擊的能力。 3.2.1 瀝青

19、老化后技術(shù)指標(biāo)的變化瀝青老化后技術(shù)指標(biāo)的變化 1）軟化點(diǎn)）軟化點(diǎn) 在紫外線和熱氧老化作用下，隨著作用時(shí)間的增加，瀝青的軟化點(diǎn)均持續(xù)升高，且升高速率逐漸減?。辉陂L(zhǎng)期熱氧作用下，瀝青的軟化點(diǎn)不斷升高。以往研究表明：在長(zhǎng)期熱氧作用過程中，瀝青軟化點(diǎn)的升高速率明顯比長(zhǎng)期光氧作用下的慢，增加量也少。 2）延度）延度 在紫外線和熱氧老化作用下，隨著作用時(shí)間的增加，瀝青的延度均持續(xù)減少；在長(zhǎng)期熱氧作用下，隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，瀝青的延度不斷下降，但下降的速率比長(zhǎng)期光氧作用下的要慢得多。 3）針入度）針入度 在紫外線和熱氧老化作用下，隨著作用時(shí)間的增加，瀝青針入度一直減??；在長(zhǎng)期熱氧作用下，隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，

20、瀝青的針入度降低，但降低的速率隨時(shí)間的增加明顯減緩。 4）粘度）粘度 在紫外線和熱氧老化作用下，隨著作用時(shí)間的增加，瀝青的粘度逐漸增加；在長(zhǎng)期熱氧作用下，隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，瀝青的粘度持續(xù)增加。 3.2.2 瀝青的老化機(jī)理瀝青的老化機(jī)理 1）組分遷移理論）組分遷移理論 組分遷移理論認(rèn)為，瀝青發(fā)生氧化、縮合作用時(shí)，總的趨勢(shì)是小分子量的化合物向大分子量的化合物轉(zhuǎn)化，高活性、高能級(jí)的組分向低活性、低能級(jí)的組分轉(zhuǎn)移，即低分子化合物向高分子化合物轉(zhuǎn)變。 在瀝青組分中，油分（飽和分和芳香分）屬于低分子化合物，經(jīng)過氧化、縮合作用后，其中的芳香分向膠質(zhì)轉(zhuǎn)變，膠質(zhì)向?yàn)r青質(zhì)轉(zhuǎn)變；而飽和分由于分子比較穩(wěn)定，自然條件

21、下一般不參加反應(yīng)，變化不大；膠質(zhì)由于活性比瀝青質(zhì)高，在自然狀態(tài)下也會(huì)向?yàn)r青質(zhì)轉(zhuǎn)化；而瀝青質(zhì)本身則聚合成更大的分子。 瀝青老化的整個(gè)過程就是芳香分膠質(zhì)瀝青質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程。所以瀝青老化的實(shí)質(zhì)是瀝青組分的轉(zhuǎn)移，瀝青組分的移行轉(zhuǎn)化愈明顯，則瀝青老化程度愈深。 2）相容性理論）相容性理論 一種瀝青能否形成穩(wěn)定的溶液，不決定于溶質(zhì)顆粒的大小，而決定于溶質(zhì)（瀝青質(zhì)）在溶劑（軟瀝青質(zhì)）中的溶解度和溶劑對(duì)溶質(zhì)的溶解能力，這就是所謂相容性理論。 優(yōu)良的瀝青其瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)應(yīng)有很好的相容性，也就是瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)很接近（或溶解度參數(shù)差值很小），它們形成穩(wěn)定的濃溶液。 隨著瀝青的老化，瀝青及其組分中各種化

22、合物產(chǎn)生脫氫、聚合和氧化等化學(xué)變化，由于化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，使其溶解度參數(shù)亦隨之變化?？傏厔?shì)是分子量變得越來越大，而溶度參數(shù)隨著分子量的增大而增大，故瀝青質(zhì)和軟瀝青質(zhì)的溶度參數(shù)都會(huì)逐漸變大。但通常瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)的提高比軟瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)快，所以老化后瀝青的瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)溶解度參數(shù)差值增大，破壞了瀝青中瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)的相容性，因而引起瀝青路用性能的衰降。 3.3 再生劑再生劑 3.3.1再生劑的選用再生劑的選用 再生劑通常選用低粘度油料，主要是一些石油系列的礦物油，如精制潤(rùn)滑油時(shí)的抽出油、潤(rùn)滑油、機(jī)油和重油等。有些植物油也可作為再生劑。 一些研究和試驗(yàn)證明加入的油料最好是芳香族油，這樣它和

23、老化瀝青拌和后可得出非常合適的鋪路瀝青。由于芳香族油的分子最小，具有優(yōu)良的溶解性和貫入性。分子量越小，分子越容易運(yùn)動(dòng)，對(duì)大分子之間的潤(rùn)滑作用就越明顯；同時(shí)，由于芳香族油對(duì)老化瀝青具有優(yōu)良的溶解性和貫入性，就可以將大分子鏈間的許多連接點(diǎn)隔斷，使網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的連接點(diǎn)大大減少，老化瀝青的剛度降低；良好的溶解性和貫入性也可將處于凝膠狀態(tài)的瀝青產(chǎn)生溶漲，從而促使了大分子之間的相互運(yùn)動(dòng)，增加了大分子的柔順性。 3.3.2再生劑的作用再生劑的作用 1）調(diào)節(jié)舊瀝青的粘度，使舊瀝青過高的粘度降低，達(dá)到瀝青混合料所需的粘度。使過于脆硬的舊瀝青混合料軟化，以便在機(jī)械和熱的作用下充分分散，和新瀝青、新集料均勻混合。 2

24、）滲入舊混合料中和舊瀝青充分交融，使在老化過程中凝聚起來的瀝青質(zhì)重新溶解分散，調(diào)節(jié)瀝青膠體結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到改善瀝青流變性質(zhì)的目的。 3.3.3再生劑的技術(shù)要求再生劑的技術(shù)要求 1）再生劑是在施工前或施工拌和時(shí)，噴灑到舊瀝青混合料中。再生劑必須具有親和與滲透能力，故應(yīng)根據(jù)舊料硬化情況選用適當(dāng)粘度的再生劑。若再生劑過分粘稠，則缺乏滲透能力;反之，若粘度太低，則又會(huì)在熱拌時(shí)迅速揮發(fā)，失去效用。通常，再生劑的粘度約在0.0120Pas范圍內(nèi)為好。 2）再生劑在熱拌再生過程中受到高溫加熱，同時(shí)也會(huì)受到自然因素的綜合作用，因此再生劑必須具有一定的耐熱性和耐候性，目前一般用薄膜烘箱試驗(yàn)粘度比指標(biāo)來控制。 3）

25、再生劑必須具有良好的流變性質(zhì)，也就是說，再生劑的流變指數(shù)應(yīng)具有較高的數(shù)值。由于低粘度油料是以某種組分為主要成分的近似單組分材料，不存在或極少存在瀝青質(zhì)，故它多呈現(xiàn)牛頓液體性質(zhì)。因此，低粘度油料的流變指數(shù)C值大都接近于1。 4）再生劑必須具有溶解和分散瀝青質(zhì)的能力，而且舊瀝青材料中瀝青質(zhì)含量越高，要求再生劑具有溶解和分散的能力越高。芳香分具有溶解和分散瀝青質(zhì)的能力，因此再生劑芳香分含量的多少是衡量再生劑品質(zhì)的重要技術(shù)指標(biāo)之一。 綜上所述，再生劑適當(dāng)?shù)恼扯?、良好的流變性質(zhì)、足夠的芳香分含量以及較低的薄膜烘箱試驗(yàn)粘度比，是再生劑良好品質(zhì)的重要表征。 3.4 瀝青的再生機(jī)理瀝青的再生機(jī)理 3.3.1

26、從恢復(fù)化學(xué)性能對(duì)瀝青再生從恢復(fù)化學(xué)性能對(duì)瀝青再生 根據(jù)瀝青老化的機(jī)理可以通過加入某種再生劑，使極性差異比較大的組分之間能夠很好的相容，從而達(dá)到對(duì)老化瀝青進(jìn)行再生的目的。 使有極性差異的組分形成穩(wěn)定的溶液，其思路可以借助于表面活性劑的原理，表面活性劑的表面活性源于表面活性劑分子的兩親性結(jié)構(gòu)。 依據(jù)“相似者相親”的規(guī)則，親水基團(tuán)（極性部分）使分子有進(jìn)入水的趨勢(shì)，而憎水（非極性部分）的碳?xì)溟L(zhǎng)鏈竭力阻止其在水中溶解而從溶劑內(nèi)部遷移，有逃逸出水的傾向，這兩種傾向平衡的結(jié)果是表面活性劑吸附在水的表面吸附，其結(jié)果是降低了表（界）面的張力，從而改變了表（界）面的化學(xué)性質(zhì)。表面活性劑在溶液的內(nèi)部自聚形成多種形式

27、的分子的有序組合體，這些有序的結(jié)構(gòu)體可以增加膠團(tuán)的增溶能力，使不溶和微溶的物質(zhì)（如烴類和長(zhǎng)鏈醇）可進(jìn)入膠團(tuán)中使其溶解度顯著的增加。 表面活性劑膠溶過程示意圖 再生劑具有兩親性，一端可以和極性較強(qiáng)的瀝青質(zhì)結(jié)合，在瀝青質(zhì)的周圍形成有序緊密排列的單分子膜，也就是所謂的“界面膜”，此膜具有一定的強(qiáng)度，可以對(duì)瀝青質(zhì)起一定的保護(hù)作用，在受到外界條件變化時(shí)，分子內(nèi)部顆粒之間在相互撞擊的時(shí)候，不產(chǎn)生“聚結(jié)”現(xiàn)象，使溶液處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)； 另一端可以和極性相對(duì)較弱的芳香分和飽和分結(jié)合。這樣即可以減小高分子聚合的程度，使重分子量和平均分子量都減小，一定程度上恢復(fù)到老化以前的狀態(tài)，同時(shí)又可以很好的解決相容性的問題

28、。 （a）老化瀝青結(jié)構(gòu) （b）再生瀝青結(jié)構(gòu)軟 瀝 青 質(zhì)瀝 青 質(zhì)再 生 劑 3.3.3 從恢復(fù)流變性對(duì)瀝青再生從恢復(fù)流變性對(duì)瀝青再生 老化瀝青的再生，可以根據(jù)生產(chǎn)調(diào)合瀝青的原理，在老化瀝青中加入某種組分的低粘度油料（即再生劑）；或者加入適當(dāng)稠度的新瀝青材料，進(jìn)行調(diào)配，使調(diào)配后的再生瀝青具有適合的粘度和所需要的路用性質(zhì)，以滿足筑路的要求，所以再生瀝青實(shí)際上也是一種調(diào)合瀝青。 在老化瀝青中加入適量的油料，以補(bǔ)充瀝青隨著老化而失去的油相，恢復(fù)油相對(duì)瀝青中大分子的潤(rùn)滑作用。從瀝青的流變性質(zhì)上來說，就是使瀝青的相位角有所增大，恢復(fù)瀝青的粘性部分；使瀝青的勁度減小，提高瀝青的低溫抗裂性能。 在老化瀝青中

29、添加的油基本有三種類型：芳香族、環(huán)烷族、石蠟族。其中芳香族分子最少最密實(shí)；環(huán)烷族大小中等；石蠟族分子最大，密實(shí)性最差。 3.3.4 從降低溶解度參數(shù)差值對(duì)瀝青再生從降低溶解度參數(shù)差值對(duì)瀝青再生 隨著瀝青的老化，瀝青及其組分中各種化合物產(chǎn)生脫氫、聚合和氧化等化學(xué)變化，使其溶解度參數(shù)亦隨之發(fā)生變化。通常瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)At的提高較軟瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)M快。 所以老化的實(shí)質(zhì)是：瀝青中各組分化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，引起瀝青中瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)溶解度參數(shù)的變化，導(dǎo)致瀝青質(zhì)與軟瀝青質(zhì)之間的溶解度參數(shù)差值增大，因而相容性降低，膠體結(jié)構(gòu)遭到破壞最終表現(xiàn)為瀝青路用性能衰減。 摻加再生劑后，一方面可使瀝青質(zhì)的相對(duì)含

30、量降低，因而提高瀝青質(zhì)在軟瀝青質(zhì)中的溶解度；同時(shí)，摻加再生劑后又可提高軟瀝青質(zhì)對(duì)瀝青質(zhì)的溶解能力，使軟瀝青質(zhì)與瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)差值降低，從而改善瀝青的相容性。 芳香分的溶解度參數(shù)與飽和分相比更接近瀝青質(zhì)的溶解度參數(shù)。因此，較好的再生劑應(yīng)富含芳香分組分。四、再生瀝青混合料的設(shè)計(jì) 再生混合料依據(jù)如下技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)： （1）再生混合料必須具有足夠的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，夏季高溫下不出現(xiàn)泛油、推擠、擁包和車轍； （2）再生混合料具有良好的低溫抗裂性。為此，要求混合料在低溫下表現(xiàn)為較低的線收縮系數(shù)，較高的抗彎拉強(qiáng)度和較低的彎拉模量； （3）再生瀝青路面應(yīng)具有足夠的抗滑性和防滲性； （4）再生瀝青路面

31、應(yīng)具有良好的抗老化性能，路面經(jīng)久耐用； （5）盡可能多地使用舊路面材料，提高舊料摻配率，最大限度地節(jié)約瀝青和砂石材料。 4.1 馬歇爾設(shè)計(jì)方法馬歇爾設(shè)計(jì)方法 4.1.1 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 再生瀝青混合料的馬歇爾設(shè)計(jì)方法中涉及的主要內(nèi)容如下： （1）確定舊路面材料的摻配比例； （2）選擇再生劑和新瀝青材料并確定它們的用量； （3）選擇砂石集料；確定新舊集料的配合比例； （4）檢驗(yàn)再生瀝青品質(zhì)并確定再生混合料最佳油石比； （5）根據(jù)路用要求，檢驗(yàn)再生混合料的物理力學(xué)性質(zhì)。 4.1.2 舊料摻配比例的確定原則舊料摻配比例的確定原則 1）舊路面材料品質(zhì)的影響）舊路面材料品質(zhì)的影響 舊路面材

32、料的使用品質(zhì)對(duì)再生混合料的性能影響很大，在進(jìn)行設(shè)計(jì)之前首先應(yīng)對(duì)舊瀝青混合料的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括舊瀝青含量、舊瀝青性質(zhì)、舊集料性質(zhì)和級(jí)配組成等。 2）再生混合料的用途及其質(zhì)量要求的影響）再生混合料的用途及其質(zhì)量要求的影響 當(dāng)再生瀝青混合料直接用于路面面層，道路的交通量較大時(shí)，要求其具有良好的品質(zhì)，舊料的配合比例應(yīng)較低，如30%40%；若再生混合料雖用于路面面層，但道路的交通量不大，則舊料的配合比例可取到較高，如50%60%。 參考日本的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)再生混合料用途的不同，舊料配合比從20%30%變化到70%80%，甚至100%使用舊料。 3）施工條件的影響）施工條件的影響 當(dāng)采用間歇式拌和機(jī)拌制再生

33、混合料時(shí)，為保證再生混合料出料溫度不致過低，必須限制舊料的摻配比例，一般不超過30%。采用滾筒式拌和機(jī)進(jìn)行拌制，根據(jù)滾筒式拌和機(jī)改裝的不同，舊料的摻配比例可為40%80%。 4）新的原材料使用品質(zhì)、供應(yīng)情況及經(jīng)濟(jì)效益影響）新的原材料使用品質(zhì)、供應(yīng)情況及經(jīng)濟(jì)效益影響 在瀝青和砂石材料供應(yīng)困難，資金短缺的情況下，又要解決近期路面工程改建、維修任務(wù)，以滿足交通運(yùn)輸?shù)男枰獣r(shí)，可放寬對(duì)再生混合料品質(zhì)的要求，將之鋪筑在路面下層或基層，以提高舊料的利用率。 4.1.3 熱再生混合料配合比設(shè)計(jì)熱再生混合料配合比設(shè)計(jì) 1）舊料摻配率的確定）舊料摻配率的確定 合理地確定舊料的摻配率（利用率）；要根據(jù)舊料的老化程度

34、確定是否要摻加再生劑，并確定其摻加的數(shù)量 。 舊料摻配率是舊料占整個(gè)再生混合料的重量百分率 式中 P一舊料摻配率，%； G0一再生混合料中舊料的重量，kg； GR一再生混合料重量，kg 2）再生劑的選擇與用量的確定）再生劑的選擇與用量的確定 （1）再生劑的選擇）再生劑的選擇 當(dāng)回收的舊瀝青材料其針入度小于瀝青路面要求的瀝青最稠的針入度，即舊瀝青針入度小于40 （1/10mm）時(shí)，宜考慮使用再生劑。選擇再生劑，包括選擇再生劑的品種和選擇再生劑的粘度。 選擇再生劑的品種選擇再生劑的品種 若根據(jù)再生混合料使用要求，只要求再生劑能夠軟化舊瀝青，調(diào)節(jié)其粘度，而不要求改善其性能，在這種情況下，可任意選用各

35、種低粘度的瀝青作再生劑，如潤(rùn)滑油、機(jī)油、抽出油及其廢料，而不管其芳香分或飽和分的含量如何。 根據(jù)再生混合料使用要求，不但要求再生劑能夠調(diào)節(jié)舊瀝青的粘度，而且要求對(duì)舊瀝青的路用性質(zhì)有所改善，則必須根據(jù)舊瀝青質(zhì)含量的多少，選取芳香分含量足夠多的油料作再生劑。 選擇再生劑的粘度選擇再生劑的粘度 粘度較低的再生劑具有較強(qiáng)的滲透能力，老化脆硬的舊路面材料，宜選用粘度較低（0.5PaS）的油料作再生劑。反之，則可選用粘度在0.520 PaS范圍內(nèi)的油料作再生劑。 （2）再生劑用量的確定）再生劑用量的確定 再生劑的用量與舊瀝青粘度、再生混合料的設(shè)計(jì)粘度以及再生劑本身的粘度有關(guān)。舊瀝青粘度0和再生劑粘度b由試

36、驗(yàn)測(cè)得。舊瀝青用再生劑調(diào)配后的粘度R，根據(jù)混合料設(shè)計(jì)要求確定。再生劑用量X由下式經(jīng)計(jì)算后求得： 3）摻加再生劑后舊料的瀝青含量）摻加再生劑后舊料的瀝青含量 舊路面材料若先用再生劑軟化，舊料的瀝青含量因此而發(fā)生變化，則應(yīng)計(jì)入再生劑所增加的油量，對(duì)此可按式3-3計(jì)算摻加再生劑后舊料的瀝青含量。 （ 3-3） i0一舊料摻入再生劑后的瀝青含量，%； i0一舊料瀝青含量，%； X一再生劑的用量。以小數(shù)計(jì)。 4）新瀝青材料的選擇與用量的確定）新瀝青材料的選擇與用量的確定 新瀝青材料標(biāo)號(hào)的選擇新瀝青材料標(biāo)號(hào)的選擇 拌制再生混合料時(shí)，添加新瀝青材料的目的在于補(bǔ)充混合料所需的結(jié)合料，使混合料中的瀝青結(jié)合料含量

37、達(dá)到最佳狀態(tài)；同時(shí)，還要某種程度上調(diào)節(jié)舊瀝青的粘度，改善舊瀝青的性質(zhì)。 新瀝青一般根據(jù)道路所在地區(qū)的氣候條件按道路石油瀝青技術(shù)要求確定，最好采用A級(jí)瀝青。新瀝青應(yīng)具有良好的溫度穩(wěn)定性、與集料有良好的粘附性以及耐老化等性能。通常，我們特別注意瀝青材料的延性。應(yīng)該說，延性好的瀝青其路用性能必然是比較好的，而且其流變性質(zhì)也比較好，因?yàn)檠有院玫臑r青其流變指數(shù)都比較高。 新瀝青材料的粘度，以再生瀝青的設(shè)計(jì)粘度作為選擇的依據(jù)。若舊料先用再生劑軟化，則新瀝青材料的粘度基本上可以取用和再生瀝青設(shè)計(jì)粘度一樣的標(biāo)號(hào)。 再生瀝青的針入度的計(jì)算再生瀝青的針入度的計(jì)算： 再生瀝青的設(shè)計(jì)針入度應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件確定，但實(shí)

38、際上其值與舊瀝青的針入度以及新、舊瀝青的配合比有關(guān)。 若舊料不先用再生劑軟化，而是直接用新瀝青材料調(diào)節(jié)瀝青稠度，則再生瀝青的針入度可以按下式計(jì)算： 式中 PR一再生瀝青材料的針入度，0.1mm； Pb新瀝青的針入度，0.1 mm； P0一舊瀝青的針入度，0.1mm； X一新瀝青材料的摻配比例，以小數(shù)計(jì)； A一常數(shù)，通常取A =4.65690 當(dāng)舊瀝青老化比較嚴(yán)重，首先采用再生劑使之軟化，使其軟化后的針入度達(dá)到或接近新瀝青的針入度。因新瀝青的針入度與舊瀝青的針入度相差不大，則無需計(jì)算再生瀝青的針入度。 新瀝青用量的確定新瀝青用量的確定 新瀝青材料的摻配比例X下式計(jì)算確定： 式中 iR再生混合料的

39、瀝青含量，% i0舊料瀝青含量（若舊料先用再生劑軟化，則其瀝青含量改為i），% P舊料的配合比，% 再生混合料的瀝青含量需要通過混合料配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)確定。 5）集料配合比的確定）集料配合比的確定 再生瀝青混合料的集料可參照規(guī)范JTG G402004的要求選擇，無需其他的特殊要求。配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將舊集料的顆粒級(jí)配對(duì)照設(shè)計(jì)級(jí)配范圍進(jìn)行比較，以確定各種新集料的摻量。 再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)過程，實(shí)際上是通過不斷調(diào)整舊料配合比、集料級(jí)配、再生瀝青混合料性能等方面，找出一個(gè)平衡點(diǎn)，得出符合要求的最佳配合比。 6）瀝青最佳用量的確定）瀝青最佳用量的確定 我國(guó)現(xiàn)在沒有再生瀝青混合料的馬歇爾技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但原

40、則上可以參照熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。然而，由于再生瀝青混合料組成的復(fù)雜性，不能過于拘泥于熱拌瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)。這里簡(jiǎn)要介紹采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法確定再生混合料的最佳油量。 成型馬歇爾試件 測(cè)試試件的體積參數(shù) 測(cè)定馬歇爾穩(wěn)定度和流值 確定再生混合料瀝青用量 7）再生混合料的性能檢測(cè)）再生混合料的性能檢測(cè) 同普通熱拌瀝青混合料一樣，在初步設(shè)計(jì)完成時(shí)，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的再生混合料進(jìn)行性能檢驗(yàn)。內(nèi)容包括車轍試驗(yàn)、殘留馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)等。其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可參考熱拌瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)。 4.2 Superpave設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法 4.2.1 Superpave設(shè)計(jì)方法基本步驟設(shè)計(jì)方法基本步

41、驟 步驟一：評(píng)價(jià)回收的舊瀝青混合料確定舊瀝青混合料與新集料的摻配比例確定新瀝青等級(jí)Superpave 設(shè)計(jì)方法確定最佳瀝青用量 步驟二：評(píng)價(jià)回收的舊瀝青混合料確定新瀝青等級(jí)確定舊瀝青混合料與新集料的摻配比例Superpave 設(shè)計(jì)方法確定最佳瀝青用量 4.2.2 舊料的評(píng)價(jià)舊料的評(píng)價(jià) 同馬歇爾設(shè)計(jì)方法相同，Superpave法也要首先評(píng)價(jià)舊瀝青混合料的性能，其內(nèi)容包括：舊瀝青含量、舊瀝青性質(zhì)、舊集料的級(jí)配組成、舊集料的品質(zhì)等。 對(duì)舊瀝青結(jié)合料的評(píng)價(jià)應(yīng)按SHRP方法，需要評(píng)價(jià)PG分級(jí)下回收舊瀝青的最高溫度、最低溫度和中間溫度指標(biāo)。 1）確定高溫測(cè)算值）確定高溫測(cè)算值： 通過DSR（動(dòng)態(tài)剪切流變儀

42、）試驗(yàn)得出不同溫度下的車轍因子G*/sin，繪制G*/sin與溫度的關(guān)系曲線，得出G*/sin為1.00kPa時(shí)的溫度為高溫溫度。如果G*/sin曲線不包含1.00kPa，則選擇最為接近該值的溫度，用THigh表示，然后由下式計(jì)算高溫溫度。 式中 G1G*/sin在溫度為T1時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)值，kPa； AG*/sin曲線在溫度T1時(shí)的斜率。 同理通過對(duì)RTFOT（旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)）的老化瀝青殘?jiān)M(jìn)行DSR試驗(yàn)，得到G*/sin與溫度T的關(guān)系曲線，得到G*/sin為2.20kPa時(shí)的溫度，若G*/sin不包含2.2kPa，則按下式確定高溫溫度，其中臨界值為2.20kPa。最后根據(jù)上面原瀝青和RT

43、FOT老化瀝青DSR試驗(yàn)臨界溫度確定的高溫溫度較低者作為回收瀝青的高溫溫度Thigh ： 確定中間溫度：確定中間溫度： 對(duì)經(jīng)過RTFOT老化和PAV（壓力老化試驗(yàn)）老化后的瀝青殘?jiān)M(jìn)行DSR試驗(yàn)，得出G*/sin與溫度T的關(guān)系曲線，得到臨界值G*/sin為5MPa時(shí)的溫度為中間溫度Tint，或按下式計(jì)算： 確定低溫溫度：確定低溫溫度： 對(duì)經(jīng)過RTFOT老化和PAV老化后的瀝青殘?jiān)M(jìn)行BBR（彎曲梁流變儀）試驗(yàn)，得出勁度模量S和蠕變速率值m與溫度T的關(guān)系曲線，得到臨界值S=300MPa和m=0.3時(shí)的溫度為低溫溫度Tlow，或按下式計(jì)算： 比較兩臨界值對(duì)應(yīng)的低溫溫度，取較高者作為舊瀝青結(jié)合料的低

44、溫溫度Tlow。 4.2.3 確定新瀝青的等級(jí)確定新瀝青的等級(jí) 確定了舊瀝青混合料的大致?lián)脚浔壤?，可利用下式?jì)算摻加新瀝青的關(guān)鍵溫度，從而根據(jù)PG分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定新瀝青的PG等級(jí)。 式中 Tvirgin新瀝青的關(guān)鍵溫度， Tblend再生瀝青的關(guān)鍵溫度， TRAP回收瀝青的關(guān)鍵溫度， %RAP以小數(shù)表示的舊瀝青混合料中瀝青在總的再生混合料中的摻配比例。 4.2.4 確定舊料的摻配率確定舊料的摻配率 如果確定了新瀝青的PG等級(jí)，可以根據(jù)下式計(jì)算所需舊瀝青混合料的摻配比例 ： 4.2.5確定最佳瀝青用量：確定最佳瀝青用量： 采用Superpave混合料體積設(shè)計(jì)法來確定最佳瀝青用量，基本方法與普通熱拌

45、瀝青混合料相同。 首先預(yù)估幾種瀝青用量間隔為0.5%，然后利用SGC進(jìn)行壓實(shí)成型得出不同油量下混合料的體積特性，繪制出混合料的體積特性參數(shù)與油量的關(guān)系曲線，選取空隙率為4%時(shí)對(duì)應(yīng)的瀝青用量為最佳瀝青用量，同時(shí)要求該最佳瀝青用量下其他體積參數(shù)（礦料間隙率、飽和度等）也滿足Superpave混合料規(guī)范要求。其中碾壓次數(shù)與普通熱拌混合料相同。 最后應(yīng)進(jìn)行混合料水穩(wěn)定性檢驗(yàn)，要求劈裂強(qiáng)度比TSR80%。 一般說來，如果原瀝青路面所采用的瀝青是優(yōu)質(zhì)瀝青，施工時(shí)舊料得到充分分散，拌和均勻，那么，經(jīng)過再生后的混合料性能仍能恢復(fù)到與新拌瀝青混合料性能差不多的水平。 五、瀝青混合料廠拌熱再生施工工藝 瀝青路面廠

46、拌熱再生的施工方法與普通路面的施工過程有很多相同之處： 5.1 舊路的翻挖、破碎和篩分舊路的翻挖、破碎和篩分 舊路面瀝青面層和基層有一定的結(jié)合力，翻挖或銑刨時(shí)有時(shí)會(huì)將基層的少部分材料帶起，如果基層是灰土類材料，應(yīng)盡量清除，否則會(huì)影響再生料的性能。而基層為碎石類（如二灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石），即使基層材料混于再生料中，對(duì)再生料的影響不會(huì)太大。 使用前必須破碎舊料，其粒徑不能過大，一般破碎后的舊料粒徑宜小于25mm，最大不超過35mm。否則再生劑摻入內(nèi)部較困難，且舊油不易釋放，影響整個(gè)混合料的性能。破碎方法有人工破碎、機(jī)械破碎、加熱分解等。 5.2 再生劑的添加再生劑的添加 再生劑的添加方式對(duì)整個(gè)再

47、生混合料的使用品質(zhì)有很大的影響，按工序來分主要有兩種方法： （1）在混合料拌和前將再生劑噴灑在舊料上，拌和均勻，靜置數(shù)小時(shí)至12天，使再生劑充分滲透到舊料中，將舊料軟化。靜置時(shí)間的長(zhǎng)短，應(yīng)根據(jù)舊料老化的程度、施工溫度和試驗(yàn)噴灑結(jié)果而定。 （2）先將舊料加熱至100左右，然后在拌缸內(nèi)邊噴灑再生劑邊拌和舊料，接著將加熱過的新料和舊料拌和，再加入新瀝青材料，再加以拌和均勻。這種方法簡(jiǎn)化了工序，生產(chǎn)效率得到了提高。 5.3 施工配料施工配料 按再生混合料的組成設(shè)計(jì)，將舊料、新集料、新瀝青及再生劑（如有需要）進(jìn)行配料。 再生混合料設(shè)計(jì)應(yīng)注意選用品質(zhì)良好的集料和瀝青材料；若舊料老化嚴(yán)重，則應(yīng)注意選用合適的

48、再生劑；應(yīng)通過各項(xiàng)試驗(yàn)確定材料配合比。 5.4 再生混合料的拌和再生混合料的拌和 拌和的程序是： 舊料、新骨料加入拌缸加入新瀝青加入礦粉出料。 舊料與新骨料最先加入拌缸，使兩者有更多的時(shí)間進(jìn)行熱傳遞，使舊油更可能多地釋放出來，再加入新瀝青使舊瀝青溶和。由于礦粉的過早加入使瀝青的流動(dòng)性變差，影響瀝青的均勻分布，故礦粉必須最后加入。 5.5 攤鋪、碾壓和初期養(yǎng)護(hù)攤鋪、碾壓和初期養(yǎng)護(hù) （1）準(zhǔn)備工作）準(zhǔn)備工作 再生混合料攤鋪前的準(zhǔn)備工作，包括修整原有路基、清理基層上的泥土及污穢雜物，修整基層表面，澆灑透層油或粘層油，必要時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)置下封層。對(duì)于基層拱度不當(dāng)，要進(jìn)行調(diào)拱。在攤鋪前一、二天，應(yīng)對(duì)基層表

49、面狀況進(jìn)行一次檢查，無論未補(bǔ)強(qiáng)而僅設(shè)置整平層，還是加鋪了補(bǔ)強(qiáng)層，其上面又設(shè)置了下封層，如發(fā)現(xiàn)局部出現(xiàn)坑洞、脫皮等損壞現(xiàn)象，應(yīng)加以修補(bǔ)。 對(duì)于粒料基層，如不設(shè)置下封層，應(yīng)在攤鋪前掃除浮動(dòng)石子和塵土，并澆灑透層油，以保證基層與瀝青面層能良好的粘結(jié)。若基層設(shè)置有下封層，或再生瀝青面層直接加鋪在舊瀝青面層上，則應(yīng)在表面澆灑粘層油。在陡坡、急彎路段尤其要注意澆灑粘層油，以免瀝青面層產(chǎn)生滑移。 （2）混合料攤鋪、碾壓和初期養(yǎng)護(hù)）混合料攤鋪、碾壓和初期養(yǎng)護(hù) 再生瀝青路面的攤鋪、碾壓和初期養(yǎng)護(hù)等工藝、質(zhì)量要求與一般路面施工基本相同。 5.6 施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收 再生瀝青路面施工質(zhì)量控制和驗(yàn)收

50、參照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTJ032-94）和公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTJ032-98）。六、廠拌熱再生設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)及主要設(shè)備 6. 1廠拌熱再生設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)分析廠拌熱再生設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)分析 6.1.1舊集料的預(yù)熱舊集料的預(yù)熱 舊集料的預(yù)加熱以及預(yù)熱設(shè)備、預(yù)熱方式的選擇：國(guó)外主要采用“雙滾筒”和預(yù)加熱滾筒兩種方式，前者主要用于連續(xù)式再生設(shè)備，后者主要應(yīng)用于間歇式再生設(shè)備。 預(yù)熱溫度通常要控制在100120，過高的溫度會(huì)使舊瀝青融化分解。對(duì)舊集料的預(yù)熱必然對(duì)除塵設(shè)備要求提高。 “雙滾筒”式再生預(yù)熱裝置在外套利用烘干筒的外壁高溫間接加熱，這樣舊瀝青蒸汽進(jìn)入除塵器之前先經(jīng)過內(nèi)層燃燒室，

51、二次燃燒，這樣避免了二次污染； 預(yù)加熱滾筒式預(yù)加熱設(shè)備采用順流加熱方式，對(duì)舊瀝青蒸汽進(jìn)行循環(huán)利用，減輕除塵器的負(fù)擔(dān)。 6.1.2再生混合料的拌和再生混合料的拌和 再生混合料的拌和按機(jī)械設(shè)備的不同主要可分為連續(xù)式和間歇式兩種。拌和時(shí)必須準(zhǔn)確掌握加熱溫度、摻配工藝和劑量，切實(shí)控制拌和溫度。 新集料先進(jìn)入高溫區(qū)，加熱溫度范圍為160240。 而舊料宜進(jìn)入余熱區(qū)通過熱交換和余熱升溫融化，待新舊集料混合且熱傳遞平衡后再加入新瀝青拌和至顏色均勻一致后出料。出料溫度應(yīng)在140160。 不同的摻配比例，廢料不同的含水量，新料的加熱溫度、新舊料在攪拌缸中的熱傳遞拌和時(shí)間都不相同。 連續(xù)式瀝青混凝土攪拌設(shè)備的工藝

52、流程連續(xù)式瀝青混凝土攪拌設(shè)備的工藝流程骨料烘干 攪拌4種冷骨料計(jì)量瀝青計(jì)量礦粉計(jì)量成品倉(cāng)第1種冷骨料配料第2種冷骨料配料第3種冷骨料配料第4種冷骨料配料 間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備的工藝流程間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備的工藝流程骨料烘干4種熱骨料計(jì)量瀝青計(jì)量礦粉計(jì)量成品倉(cāng)第1種冷骨料上料第2種冷骨料上料第3種冷骨料上料第4種冷骨料上料1#熱料倉(cāng)2#熱料倉(cāng)3#熱料倉(cāng)4#熱料倉(cāng)熱骨料篩分?jǐn)嚢锜峁橇咸嵘?兩種瀝青混凝土攪拌設(shè)備工藝的差別： 單獨(dú)拿出骨料在瀝青攪拌設(shè)備中的流程，連續(xù)式的順序是：冷骨料配料冷骨料配料-冷骨料稱量冷骨料稱量-骨料烘干骨料烘干-攪拌；攪拌；間歇式的順序是：冷骨料配料冷骨料配料-骨料

53、烘干骨料烘干-骨料熱篩分骨料熱篩分-熱骨料稱量熱骨料稱量-攪拌攪拌。 為提高骨料計(jì)量精度，間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備采用特有的“二次篩分”裝置。烘干后的熱骨料經(jīng)過篩分，分成四種以上規(guī)格分別存放在四個(gè)以上熱料倉(cāng)中，再用配料稱對(duì)各種熱骨料先后稱量。所以，即使最初的幾種冷骨料各自的規(guī)格不見得符合要求，但經(jīng)過“二次篩分”后，每個(gè)熱骨料倉(cāng)內(nèi)部的分段級(jí)配會(huì)比較穩(wěn)定，再進(jìn)行稱量就可以比較滿意地使混合料的級(jí)配滿足要求。 在連續(xù)式瀝青混凝土攪拌設(shè)備中，間歇式瀝青混凝土攪拌設(shè)備所特有的“二次篩分”裝置不存在。由于連續(xù)皮帶稱僅對(duì)骨料的總量進(jìn)行控制，如果每種骨料相混雜，配料之后的混合料的級(jí)配就不能得到有效的控制。 為了

54、解決該缺點(diǎn)，現(xiàn)在的國(guó)外大多連續(xù)式瀝青混凝土攪拌設(shè)備基本都設(shè)計(jì)了一套連續(xù)的冷骨料預(yù)篩分裝置。在冷骨料的連續(xù)配料計(jì)量工序之前，增加了一個(gè)“骨料預(yù)分級(jí)處骨料預(yù)分級(jí)處理理（亦即冷骨料篩分）”裝置。骨料預(yù)處理流程是：骨料骨料預(yù)分級(jí)處理預(yù)分級(jí)處理多個(gè)冷骨料配料倉(cāng)多個(gè)冷骨料配料倉(cāng)冷骨料連續(xù)計(jì)量（對(duì)骨冷骨料連續(xù)計(jì)量（對(duì)骨料的總量進(jìn)行計(jì)量）料的總量進(jìn)行計(jì)量）。 由于有了該設(shè)計(jì)，不管冷骨料是否已經(jīng)事先分級(jí)，或者已分級(jí)的粒徑是否滿足要求，都要在進(jìn)入配料計(jì)量之前，首先被送到一臺(tái)或幾臺(tái)多層篩分機(jī)上進(jìn)行預(yù)分級(jí)，從而確保冷骨料進(jìn)行計(jì)量時(shí)得到良好的級(jí)配。骨料配料骨料配料烘干烘干熱篩分熱篩分稱量稱量攪拌攪拌a間歇式骨料流程間歇

55、式骨料流程骨料配料骨料配料冷篩分冷篩分稱量稱量烘干烘干攪拌攪拌改進(jìn)連續(xù)式骨料流程改進(jìn)連續(xù)式骨料流程 兩種攪拌方式骨料流程的比較兩種攪拌方式骨料流程的比較 6. 2廠拌熱再生設(shè)備廠拌熱再生設(shè)備 廠拌熱再生施工所用的機(jī)械設(shè)備除了拌和設(shè)備與熱拌瀝青混合料路面施工所用的設(shè)備有一部分不同之外，其他設(shè)備基本相同，必要時(shí)，增加一套破碎、篩分設(shè)備。 6.2.1連續(xù)滾筒式拌和機(jī)連續(xù)滾筒式拌和機(jī) 連續(xù)滾筒式拌和機(jī)是在20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來的，是將新集料與舊瀝青混合料的烘干拌和以及包括添加瀝青及再生劑在內(nèi)的數(shù)道工序同時(shí)在滾筒內(nèi)完成的一種綜合功能機(jī)械。它將烘干筒延長(zhǎng)分為兩部分：前半部分為烘干區(qū)，后半部分為拌和區(qū)

56、，讓烘干和拌和工序在一個(gè)滾筒內(nèi)完成，使烘干和拌和的過程得以連續(xù)進(jìn)行。 早期連續(xù)滾筒式拌和設(shè)備有一系列嚴(yán)重的缺點(diǎn)： （1）殘余含水量和烘干效率控制不嚴(yán)。 （2）冒藍(lán)煙和瀝青老化嚴(yán)重。 （3）瀝青和集料計(jì)量不嚴(yán)、混合料拌和不均勻。 （4）集料控制不嚴(yán)、粉料損失嚴(yán)重。 （5）除塵污染和除塵系統(tǒng)復(fù)雜。 進(jìn)入80年代，連續(xù)式滾筒拌和設(shè)備進(jìn)入了自身發(fā)展的重要時(shí)期，在技術(shù)上作出了重大的改進(jìn)，克服了自身的較多缺點(diǎn)。 （1）在結(jié)構(gòu)上，加長(zhǎng)了滾筒以增大加熱空間，加密了攪拌葉片的布置，加深了葉片的寬度以及在側(cè)面加上擋板等，從而形成了均勻而多層撒布料簾，這樣既改善了集料與燃?xì)庵g的熱交換，又阻止了火焰直接噴向?yàn)r青：把

57、瀝青噴管從嫌氣端伸入改為從滾筒后部伸入，并采用多空噴射，從而防止了瀝青老化。 （2）在燃?xì)馍霞訌?qiáng)了熱輻射，避免火焰直接燃燒。 （3）在計(jì)量上引入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，精確地控制了集料和瀝青的比例。 通過以上的改進(jìn)，使連續(xù)滾筒式拌和設(shè)備一躍超過了間歇式拌和設(shè)備。 在廢料的使用上，連續(xù)式滾筒拌和機(jī)，由于其在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，從而使它在使用廢料上具有間歇式拌和設(shè)備無法比擬的優(yōu)越性，它可以使舊料的摻配率達(dá)到60%以上。 與傳統(tǒng)的間歇式強(qiáng)制拌和工藝比較，連續(xù)式滾筒拌和機(jī)省略了強(qiáng)制式攪拌器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、自身除塵效果好、使用費(fèi)用低和再生比例大等特點(diǎn)，因此發(fā)展很快。 連續(xù)式滾筒拌和機(jī)根據(jù)其舊料的再生效率分為

58、小型（20t/h ）。機(jī)架為整體式設(shè)計(jì)。 中小型設(shè)備可采用拖式行走方式，以適應(yīng)作業(yè)場(chǎng)地轉(zhuǎn)移的需要，大型設(shè)備采用固定機(jī)架，用于在固定場(chǎng)地上進(jìn)行較大規(guī)模的生產(chǎn)。 普通滾筒式拌和機(jī)也可生產(chǎn)再生瀝青混合料，但由于舊料直接接觸高熱火焰會(huì)引起瀝青蒸發(fā)，加劇了舊料中瀝青的進(jìn)一步老化。與此同時(shí)，蒸發(fā)的瀝青在大氣中凝結(jié)成粒度為0.1-0.5 u m的藍(lán)煙，嚴(yán)重污染大氣。另外，舊料常在烘干筒、熱料提升機(jī)等部位堆積起來，造成堵塞，影響正常生產(chǎn)。因此，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)廠家對(duì)普通滾筒式拌和機(jī)進(jìn)行了多種多樣的改裝，使之適于拌制再生瀝青混和料，其中主要有以下幾種改裝形式。 分別送料兩區(qū)域滾筒式拌和機(jī)分別送料兩區(qū)域滾筒式拌和機(jī) 這

59、種拌和機(jī)的基本特點(diǎn)是在滾筒中部設(shè)置熱輻射擋板，將滾筒分隔成加熱區(qū)和拌和區(qū)兩部分。 新集料由加熱區(qū)進(jìn)入，經(jīng)烘干加熱后進(jìn)入拌和區(qū)。舊料在擋板后部加入拌和區(qū)，新瀝青或再生添加劑也在拌和區(qū)加入，與新集料一起拌和后出料。 拌和區(qū)的熱氣流溫度較低，因而防止了舊料中瀝青的進(jìn)一步老化和瀝青藍(lán)煙的產(chǎn)生。 目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的再生拌和設(shè)備以這種分別送料兩區(qū)域滾筒式拌和機(jī)最為常見，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)性能更為成熟。尤其是當(dāng)采用了較精密的電子自控技術(shù)后，其材料配比，如集料配送、添加劑和瀝青的計(jì)量更為準(zhǔn)確，從而使再生瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量明顯提高。 帶熱擴(kuò)散器的滾筒式拌和機(jī)帶熱擴(kuò)散器的滾筒式拌和機(jī) 這種拌和機(jī)在燃燒噴咀的前部附

60、設(shè)一只錐形擋圈，使火焰擴(kuò)散，再?gòu)娘L(fēng)口將大量冷空氣送入燃燒室，降低熱氣流的溫度。舊料在進(jìn)入滾筒之前，噴灑適量的水，以便進(jìn)入滾筒后可進(jìn)一步降低溫度，不致使舊料過熱，同時(shí)也可防止塵土飛揚(yáng)。 這種拌和機(jī)可適當(dāng)提高舊料摻配比例且一次完成送料，不用配備舊料與新集料進(jìn)料機(jī)構(gòu)，從而使拌和機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。但由于對(duì)舊料灑水，又吸入了大量的冷空氣，致使能耗較多。 套筒式拌和機(jī)套筒式拌和機(jī) 套筒式拌和機(jī)即雙滾筒式拌和機(jī)是將一個(gè)直徑較小的滾筒插入原有滾筒加料的一端而成的。 當(dāng)拌制再生混合料時(shí)，先將新集料送入內(nèi)層小滾筒內(nèi)，進(jìn)行150260的過度加熱。從另一進(jìn)料口將舊料送入外層的大滾筒內(nèi)。滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)將舊料帶起，落在內(nèi)層小滾