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-29-废旧路面材料综合利用研究综述王志新1，李作钰2*，田 霞1，吕健涵1，李俊宝1（1.济南金曰公路工程有限公司，山东 济南 250000；2.山东省交通科学研究院，山东 济南 250031）摘要：为提高废旧路面材料的利用率，对废旧路面材料综合利用方式进行了综述。梳理了废旧路面材料发展的进程，总结了废旧路面材料性能特征，提出了降低废旧路面材料变异性措施及降低废旧路面材料含水率的堆料方式；介绍了废旧路面材料处置工艺；分析了冷、热再生混合料的性能特征及废旧路面材料本身与再生的利用优势。最后总结了冷、热再生技术利用率的影响因素，同时提出了未来的研究方向。关键词：道路工程；废旧沥青混合料；性能评价；再生技术中图分类号：U414文献标识码：AA review of the comprehensive utilization of waste pavement materialsWANG Zhixin1,LI Zuoyu2*,TIAN Xia1,LYU Jianhan1,LI Junbao1（1.Jinan Kinyue Highway Engineering Co.,Ltd.,Shandong Jinan 250101 China;2.Shandong Transportation Institute,Shandong Jinan 250031 China）Abstract:Inordertoimprovetheutilizationrateofwastepavementmaterials,thecomprehensiveutilizationmethodsofwastepavementmaterialsarereviewed.Thispapersortsoutthedevelopmentprocessofwastepavementmaterials,summarizestheperformancecharacteristicsofwastepavementmaterials,andputsforwardmeasurestoreducethevariabilityofwastepavementmaterialsandstackingmethodstoreducethemoisturecontentofwastepavementmaterials.Thedisposalprocessofwastepavementmaterialswasintroduced.Theperformancecharacteristicsofcoldandhotrecycledmixturesandtheutilizationadvantagesofwastepavementmaterialsandrecyclingwereanalyzed.Theinfluencingfactorsoftheutilizationrateofcoldandhotregenerationtechnologyaresummarized,andthefutureresearchdirectionisproposed.Key words:roadworks;wasteasphaltmixture;performanceevaluation;regenerativetechnology0 引言我国高速公路建设历经三十多年的发展取得了很大的成绩，部分高速已经进入翻修阶段，从而产生大量的铣刨料。根据统计，我国沥青铣刨料的实际利用率不足30%，远低于发达国家90%的利用率1。目前提高废旧路面材料再生利用水平已成为我国交通建设的重要课题。1 废旧路面材料研究1.1 废旧路面材料研究进程铣刨料是利用旧沥青路面通过铣刨机或者翻地机进行破碎回收和重复利用的材料。20世纪50年代，美国艾奥瓦州立大学的CSANYI博士获授权一种利用泡沫沥青稳定土壤的发明专利，并开始在路面再生施工中应用2。直到1973年石油危机爆发后这项技术才引起美国的重视，再生技术得到快速发展，并于1983年发布了沥青路面冷再生技术手册。日本于1984年制定了路面废料再生利用技术指南，对路面铣刨料的配合比设计、拌和站等做出了指导性的建议与规定，至2004年路面废料再生利用率已经超过68.8%，日本几乎每个拌和站都具备生产再生混合料的能力。在20世纪90年代后期，随着我国环境保护和可持续发展战略实施，沥青路面再生技术得到进一步重视，2008年交通运输部出版了公路沥青路面再生技术规范（JTGF412008）23，路面再生技术得到了全面的推广并取得了实质性的进步。作者简介：王志新（1983），男，山东临清人，高级工 程师。*通讯作者：李作钰（1998），男，山东济宁人，助理工程师。王志新，李作钰，田 霞，吕健涵，李俊宝：废旧路面材料综合利用研究综述-30-1.2 废旧路面材料性能特征沥青路面回收料主要由旧沥青、粗集料和细集料三部分组成。根据公路沥青路面再生技术规范（JTG/T55212019）3要求对路面回收料的沥青含量及回收沥青的25针入度、60延度、软化点、15延度等指标进行试验，对粗集料进行压碎值、针片状试验，对细集料进行棱角性、砂当量试验。魏义仙4对铣刨料分级进行分析，结果表明铣刨料分级可以有效降低材料变异性。姚玉权等5通过RAP来源、特性进行分析，提出马歇尔指标回归模型反映RAP料的变异性，可以判断材料组成的合理性。含水率也是RAP料的重要指标之一，RAP料的含水率随着堆放时间增长而增长。由于再生生产过程中的热量主要来自于外加的热集料，而且生产过程中拌和站对集料加热是有限的，所以水分的增加会使产量显著减少。防水布、防水塑料布会使水积聚在再生料内表面，并不能有效控制RAP的含水量。张昌波6提出防雨棚或采用高而尖的堆料更好，过去普遍认为低而平坦的堆料方式好，再生料不容易出现黏结现象，实际高堆垛不会因为重力产生结块，表面反而会形成100200mm的硬壳，可以防止雨水的入侵。1.3 废旧路面材料处置工艺铣刨料的加工处理方式大致可分为两种，一种是铣刨机在现场铣刨的同时直接粉碎沥青混合料；另一种是翻地机破碎路面但达不到粉碎效果，需要运输车运送至拌和厂通过碎石机粉碎。从两种施工工序进行分析：铣刨机有工作效率高、施工工艺简单、铣削深度易于控制、操作方便灵活、机动性能好、铣削的旧料能直接回收利用的优点，作业快、工序少、施工便利，符合现代化施工的要求；翻地机是通过力的作用使路面产生变形达到破裂的目的，无法对路面进行同一深度的精准破碎，而且没有粉碎功能，需要配备运输车辆，增加施工工序。2 再生利用方式与再生混合料性能特征2.1 再生利用方式沥青路面再生是将旧沥青路面经过破碎筛分后，与再生剂、新集料、新沥青或者将旧沥青混合料作为新集料加以利用的过程。我国通常将再生技术大致分为就地热再生、厂拌热再生、就地冷再生和厂拌冷再生四类。就地热再生通常用在表层再生，该技术通过现场加热、耙松、混合、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青路面混合料的再生。厂拌热再生是将旧沥青路面铣刨后运回拌和厂，通过破碎、筛分，结合旧沥青路面混合料中沥青含量、沥青老化和级配等指标，掺入一定比例的新沥青、新集料并加入再生剂后进行拌和，使混合料满足公路沥青路面施工技术规范（JTGF402004）24的各项指标，按照与新建沥青路面完全相同的方式进行铺筑。就地冷再生是利用专业再生铣刨机械，通过现场铣刨的方式，加入乳化沥青、再生剂、稳定剂等，加过拌和、摊铺、预压，再由压路机进一步压实。厂拌冷再生是先将旧沥青路面铣刨料运回拌和厂，经过破碎作为再生混合料的新集料，加入水泥或石灰、乳化沥青进行搅拌，然后进行摊铺。2.2 热再生性能特征近年来不同学者对热再生混合料性能开展了大量研究。对于高温稳定性随着RAP掺量的增加而增大得到学者一致结论7-9。有一些学者认为当RAP掺量30%时高温、低温、水稳定性、疲劳性能与新集料沥青混合料无明显差异；当RAP掺量30%时，低温性能会明显下降，水稳定性性能下降较小10,25。倪伟等11通过研究提出乳化剂可以改善沥青性能，提高热再生混合料的低温性能。张威地12通过研究结果表明掺入乳化剂的热再生混合料的低温性能远低于新集料的沥青混合料的低温性能。宋小峰13通过研究表明再生剂可以改善沥青混合料疲劳性能，有一些学者认为再生剂并不能显著提高热再生混合料的疲劳性能，可以通过玄武岩纤维改善高RAP掺量的低温和疲劳性能14；郝培文等15-16提出了当RAP料掺量30%，在进行热再生混合料配合比设计时需要考虑新旧沥青融合程度的因素，新旧沥青的融合程度好，有利于提高混合料的低温抗裂性能。胡宗文等17通过研究表明：随着再生剂掺量的增加，热再生混合料高温性能逐渐降低。目前对于热再生提高RAP料掺量，高温稳定性明显增加结论是一致的。低温、疲劳性能争议较大，有些学者认为添加乳化剂可以提高低温性能，另一方面研究则认为添加乳化剂提高低温、疲劳性能的同时会降低高温稳定性。还有少量研究提出掺加玄武岩纤维可以改善热再生混合料的低温和疲劳性能，但缺乏路面长期监测数据。如何在使用乳化剂提高低温性能的同时不降低高温性能，研发新的物质代替乳化剂，或者创造新的设计方法，从而达到兼顾高温性能、低温性能和水稳定性是新的研究方向。2.3 冷再生性能特征杨彦海等18研究发现乳化沥青冷再生的贯入强度接近改性沥青抗剪强度的上限，说明乳化改性沥2023 年第 4 期山东交通科技-31-青拥有较好的高温稳定性。李俊升等19研究发现冷再生混合料的低温性能远小于新拌沥青混合料性能，存在早期低温性能不足的情况。随着我国交通建设的快速发展，部分高速已经进入翻修阶段，冷再生的层位使用范围也在扩大，其低温性能已成为行业关注的重点，郝培文等20提出面层使用乳化沥青冷再生时增加OT试验抗裂性能评价指标，并提出乳化改性沥青冷再生RAP掺量不超过70%，水泥掺量不宜超过1.5%，有利于提升低温抗裂性能。随着交通量的不断增加，车辆超载的现象频发，道路使用年限出现下降。倪富健等21研究表明就地冷再生在3a使用过程中结构强度逐渐增长，同时提高了旧路路面结构性能及抗高温变形能力，减少大量的裂缝，具有极好的抗裂能力。符适和赵轩22采用改性乳化沥青SBR对冷再生性能进行了研究，研究表明SBR改性乳化沥青可以显著提高疲劳性能，但和热拌沥青混合料仍存在一定差距。改性乳化沥青的疲劳性能不如热拌沥青混合料的原因在于热拌沥青混合料沥青含量通常大于冷再生的沥青含量。冷再生具有较好的高温稳定性同时具有强度逐渐上升特性，但目前室内试验并不能完全反映冷再生未来几年力学强度，因此冷再生宏观指标沥青性能与微观沥青强度形成机理是冷再生性能研究的趋势。3 废旧路面材料综合利用优势多年的工程实践证明，厂拌热再生已成为一种有效的路面修复方式。在合理级配设计与施工条件保障下，厂拌热再生的使用性能与新集料沥青混合料的使用性能没有显著差异。就地热再生可以节约大量的砂、石和沥青等原材料，维修时只需添加再生剂以及部分原材料，使得路面维修成本显著降低。经过再生的旧路面可以改善路面级配，消除路面非结构性问题，延长路面寿命。厂拌冷再生可以通过掺配不同材料满足再生混合料质量的要求，具有生产效率高，施工期短等优势。厂拌冷再生一般用在低等级路面面层和各等级路面基层以及需要加罩表面处置的磨耗层，具有延缓反射裂缝的作用和提高行车舒适性等优点。就地冷再生主要用于结构层的翻修，可以节约新料的用量以及运输成本，同时减轻环境污染、减少能源消耗。4 结语（1）热再生在高掺量RAP料情况下低温、疲劳性能不如新混合料，因此将热再生做高等级路面中上面层时，RAP掺量受到了严格的限制。解决高掺量RAP热再生低温、疲劳问题，将高掺量的热再生技术转为温拌高掺量再生技术，提出高掺量温拌技术的相应标准是今后重点研究的方向。（2）冷再生路用性能与普通沥青混合料相比存在明显差距，一般用于高等级路面中面层以下部位，更多的应用在基层与下面层，而基层与下面层少有大规模的翻修，所以解决冷再生综合使用性能，提高其使用层位，才能真正提高冷再生的利用率，也更有利于促进我国达成碳达峰碳中和的目标。参考文献：1 牛文广.湿热地区就地热再生沥青路面疲劳特性及衰变预估研究D.重庆:重庆交通大学,2019.2 田隽.沥青铣刨料冷再生混合料性能与路面结构适应性研究D.济南:山东大学,2017.3 中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面再生技术规范:JTG/T 55212019S.北京:人民交通出版社股份有限公司,2019.4 魏义仙.沥青路面铣刨料级配分级研究J.交通世界,2020（13）:124-125.5 姚玉权,黄伯承,宋亮,等.多来源RAP下RHMA材料组成的动态控制策略J.山东大学学报（工学版）,2022,52（6）:79-88.6 张昌波.沥青混凝土厂拌热再生技术研究D.西安:长安大学,2006.7 陈雅雯.厂拌热再生沥青混合料性能及应用研究D.杭州:浙江大学,2018.8 王勋,黄红明.厂拌热再生沥青混合料性能影响试验研究J.低温建筑技术,2016,38（5）:27-29.9 李金成.热再生沥青混合料AC-20路用性能试验研究J.合成材料老化与应用,2019,48（5）:49-53,75.10 陈永锋,耿德华,陆志红,等.RAP掺量对热再生沥青混合料疲劳性能影响研究J.建材世界,2022,43（4）:34-38.11 倪玮,刘化学,刘强.基于性能设计法的就地热再生混合料设计方法研究J.路基工程,2012（1）:92-95.12 张威地.就地热再生沥青混合料路用性能及其耐久性研究D.苏州:苏州科技大学,2019.13 宋小峰.厂拌热再生沥青混合料疲劳性能研究D.南京:南京林业大学,2015.14 贾立术,卢争艳.高RAP掺量热再生混合料抗裂性能研究J.公路工程,2017,42（2）:296-301,308.15 郝培文,李洪祥,崔鹰翔,等.新旧沥青融合程度对热再生沥青混合料性能影响J.硅酸盐通报,2021,40王志新，李作钰，田 霞，吕健涵，李俊宝：废旧路面材料综合利用研究综述-32-（11）:3837-381016 陈静云,王峻,刘佳音.高比例RAP热再生沥青混合料低温抗裂性能J.沈阳建筑大学学报（自然科学版）,2013,29（5）:782-787.17 胡宗文,孙宏伟,马士杰.SBS改性沥青SMA混合料的就地热再生性能J.公路交通科技,2012,29（12）:29-34,47.18 杨彦海,钱百通,安中华,等.乳化沥青厂拌冷再生技术使用效果评价研究J.公路工程,2021,46（4）:129-137,15619 李俊升,樊江,王永鹏,等.厂拌乳化沥青冷再生混合料低温抗开裂性能研究J.中国建材科技,2020,29（5）:86-88.20 郝培文,李万军,韩钰祥,等.基于OT试验的乳化沥青冷再生面层混合料抗反射裂缝性能研究J.材料导报,2021,35（S2）:150-157.21 倪富健,高磊,严金海,等.乳化沥青就地冷再生技术研究与应用C.北京:人民交通出版社股份有限公司，2013:471-479.22 符适,赵轩.改性乳化沥青冷再生技术的路用性能研究J.现代交通技术,2021,18（3）:1-6,13.23 中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面再生技术规范:JTG F412008S.北京:人民交通出版社,2008.24 中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面施工技术规范:JTG F402004S.北京:人民交通出版社股份有限公司,2004.25 简强.厂拌热再生沥青混合料在云勇公路中的应用J.山东交通科技,2022（4）:28-31.（上接第28页）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 0.7 0.8012345600.10.20.3注浆后图 5 裂缝类病害注浆后雷达图谱注浆后图 6 面积类病害注浆后雷达图谱6 结语采用非开挖注浆技术对通启高速G15共线段沥青路面病害进行了处治，结果表明：（1）本次裂缝注浆效果良好，相关施工参数能够指导大规模施工。（2）为提高非开挖注浆处治的病害针对性，同时考虑到布孔的合理性及施工效率，在进行非开挖注浆前，针对结构内部裂缝病害需要进行雷达检测，并在现场准确放样，确保注浆的精准性。（3）注浆属于精细化工艺，施工过程中应严格把控每个环节，按照要求规范操作，严禁出现裂缝漏注、路面拱起等问题。参考文献：1张光勇,刘建均,王海朋.非开挖修补沥青路面半刚性基层地聚物材料研究J.湖南交通科技,2022,48（2）:21-26,49.2高勇.道路非开挖注浆加固技术研究综述J.佛山科学技术学院学报（自然科学版）,2021,39（1）:13-19.3杨德强.沥青道路水泥稳定粒料基层注浆补强技术探究及案例分析D.南昌:南昌大学,2019.4张仲夏.基于非开挖技术的沥青路面裂缝快速修补技术研究J.中国新技术新产品,2019（7）:118-119.5林占锋.道路非开挖式地聚合物注浆加固技术的研究与应用C.北京:建筑科技与管理组委会,2018:65-68.6韩宁宁.基于非开挖技术的沥青路面裂缝快速修补技术研究D.重庆:重庆交通大学,2018.7张磊,问鹏辉,王朝辉,等.道路非开挖注浆加固补强材料研究进展J.材料导报,2017,31（21）:98-105.8李会安.非开挖式地聚合物注浆技术研究与应用D.西安:长安大学,2015.