沥青路面温拌再生利用技术研究

我国高速公路飞速建设的同时，已经进入了持续的大规模养护维修期，目前的热再生技术虽然做到了废弃料的循环利用，但是在生产过程中需要更高的加热温度以保证使用性能，这就意味着目前的热再生技术尽管做到了成本节约，但却是以高能耗大排放为代价的。我国的公路建设要真正意义上做到可持续性发展，实现节能减排，资源节约已经势在必行。因此，传统的热再生技术已经进入了技术瓶颈期。本项目以沥青路面温拌再生技术为研究对象，首先提出沥青混合料中沥青性能的评价新方法；进而结合老化沥青混合料的材料特征，进行温拌再生剂的研发，以达到低于常规温度下激活老化沥青，并对其性能进行恢复的温拌再生目的；进一步结合再生沥青混合料的材料特征，对常规温拌技术进行改造，以实现新老沥青低于常规温度下的温拌混溶目的，并针对温拌再生沥青混合料材料特征，提出三层次配合比性能设计方法；最后依据试验路的铺筑，提出温拌再生沥青混合料施工工艺与质量评定标准。

本研究从微观结构特征、微观性质等机理出发，落脚于物理性能、材料选择、工艺优化、设计方法等技术应用范畴，针对沥青路面温拌再生技术进行了深入研究，重点完成了沥青性能衰变与老化机理研究、老化沥青再生机理与关键问题分析、老化沥青混合料性能恢复评价方法研究，温拌再生剂开发研究、不同温拌技术机理与性能分析、温拌再生关键工艺参数控制研究以及温拌再生配合比设计方法与工程应用研究，完成了项目预定研究内容，达到了项目预期研究目标。. 研究了包括热、氧、水、紫外线等外界影响因素对沥青老化性能的影响，结合宏观性能试验和微观结构测试，分析了沥青性能老化规律与微观结构老化特性，揭示了沥青老化机理；从微观组分调和、宏观性能复合以及扩散混溶过程角度揭示了再生剂的作用机理，研究了再生剂对老化沥青的性能再生规律，基于实际工艺条件设计了室内再生剂扩散混溶试验，分析了常规再生剂对老化沥青扩散能力不足造成的再生沥青胶浆分布不均匀现象以及对混合料性能的影响；针对老化沥青抽提回收试验方法存在的不足进行了优化分析，从力学性能和路用性能角度分析了沥青混合料的性能衰变规律，在此基础上设计了环形加载试验，从混合料性能的角度对老化程度及性能恢复效果进行评价，并且提出了基于混合料性能恢复的再生剂种类及用量选择方法；提出了再生剂开发新思路以及“模块化”再生剂开发模式，并进行了材料的试验选择与复配，完成了温拌再生剂的研发，试验验证了温拌再生剂对老化沥青的良好软化扩散能力以及性能恢复能力；分析了有机降粘温拌技术以及表面活性温拌技术的温拌机理，试验验证了不同温拌技术的温拌降粘效果以及对沥青混合料性能的影响；基于分散试验和性能验证提出旧料的合理加热温度范围在120~140℃，针对温拌再生建议使用120℃，基于烘干筒设备传热计算得到旧料的加热温度大致为110℃~140℃，分析提出温拌再生沥青混合料的实际出料温度相比于热拌再生沥青混合料降低幅度控制在20℃以内；基于现行工艺设备条件，提出温拌再生的旧料添加量大致为15~50%；试验验证了温拌再生剂对再生沥青混合料的性能改善作用，分析了不同温拌剂对再生沥青混合料性能的影响，提出了基于旧料残余性能的配合比设计方法，分别对常规方法和改进方法所设计出的温拌再生混合料的性能进行了检验，证明了基于旧料残余性能的配合比设计方法的优越性，结合试验段铺筑验证了温拌再生的可行性和实用性。