摘要：本文通過RAP均勻性定量評價，分析再生瀝青混合料的最大允許RAP摻量，對瀝青路面加熱行為特性進行分析，研究在附加RAP干燥和加熱的間歇式瀝青拌合站中高RAP再生瀝青混合料精細化生產(chǎn)技術。研究結果表明，通過計算RHMA關鍵篩孔通過率的偏差，可以得到再生瀝青混合料的最大允許RAP摻量；RAP含水率和摻量對礦料加熱溫度具有顯著的影響作用。

關鍵詞：瀝青路面；回收再生；RAP；溫度；摻量；均勻性

中圖分類號：U416.217""""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文章編號：1673?6478（2023）05-0164-04

Application of Key Technologies of Thermal Reclaimed Asphalt Pavement Based on Rap Recovery and Regeneration Mechanism

YAN Huaping ZENG Chengfu BU Yin

（1. Nanchang North Management Center of Jiangxi Provincial Communications Investment Group， Nanchang Jiangxi 330025， China; 2. Jiangxi Transportation Engineering Group Co.， Ltd.， Nanchang Jiangxi 330000， China; 3. Jiangxi Province Tianchi Highway Technology Development Co.， Ltd.， Nanchang Jiangxi 330000， China）

Abstract： Through the quantitative evaluation of RAP uniformity， the maximum allowable RAP content of reclaimed asphalt mixture is analyzed， and through the analysis of the heating behavior of asphalt pavement， the fine production technology of high RAP reclaimed asphalt mixture in the batch asphalt mixing station with additional RAP drying and heating facility is studied. The results show that the maximum allowable RAP content of reclaimed asphalt mixture can be obtained by calculating the deviation of key sieve passing rate for RHMA. Moisture content and mixing amount of RAP have a significant effect on the heating temperature of aggregate.

Key words： asphalt pavement; recycling and regeneration; RAP; temperature; mixing amount; uniformity

0 引言

從已鋪筑的瀝青路面中回收瀝青和骨料，在降低生產(chǎn)成本的同時，可以節(jié)約瀝青和碎石自然資源。然而，只有在生產(chǎn)的再生瀝青混合料（RHMA）性能和壽命等于或優(yōu)于傳統(tǒng)混合料的情況下，才能證明舊料回收是合理的。

已有研究證明，合理的RAP管理和處理可以確保RAP的均勻性等于或接近新骨料，通過精細化RAP回收管理、標準化生產(chǎn)和嚴謹?shù)幕旌狭显O計程序，高RAP路面也可以達到與傳統(tǒng)瀝青路面相同的預期使用性能和壽命[1]。美國國家瀝青技術中心的一項綜合研究評估了北美18個摻加30%以上高RAP路面的長期性能，得出的結論是，其性能與不含RAP的傳統(tǒng)瀝青路面相似。雖然，高RAP路面的生產(chǎn)應用已被證實是可行的，但是目前仍然使用較少，其中一個原因是，很多研究是在實驗室進行的，對生產(chǎn)技術和改進手段的研究很少。另外，大部分利用RAP效果不理想的原因是使用了未處理的RAP和熱混裝置。路面使用性能取決于設計和生產(chǎn)，只有充分考慮這兩個因素，才能達到預期應用效果。

本文在分析瀝青路面回收再生原理的基礎上，重點研究影響瀝青路面熱回收效果的各組分相互作用的因素及如何提高再生瀝青混合料的均勻性。基于均勻性，分析再生瀝青混合料的最大允許RAP摻量。通過對瀝青路面加熱行為特性進行分析，研究在附加RAP干燥和加熱的間歇式瀝青拌合站中高RAP再生瀝青混合料精細化生產(chǎn)技術。

1 RAP回收分離

舊瀝青路面材料在沒有被壓碎之前，大部分呈現(xiàn)為不均勻的塊狀或板狀結構。RAP中不同大小的粒料應相互分離，以便在混合過程中重新改變它們彼此之間的位置以及它們在混合料中的位置。另外，再生劑可以通過開放的間隙滲透，從而均勻分布在再生瀝青混合料中，使得老化瀝青可以與再生劑充分接觸。

RAP中不同大小的骨料是通過破壞黏結它們的瀝青薄膜進行分離得到的。由于老化瀝青附著力大于內(nèi)聚力，機械沖擊下的RAP一般通過瀝青膠漿發(fā)生分解。當瀝青路面受到破碎分解時，理想的狀態(tài)是骨料分離界面發(fā)生在瀝青膠漿中，避免從骨料內(nèi)部產(chǎn)生破壞。因為，骨料自身破碎時，會形成新的未裹覆瀝青表面，增加RAP中粒料的表面積，從而增加混合料中新瀝青的需求量[2]。實際上當瀝青路面在冷銑刨或其回收的塊狀、板狀舊料在破石機中被分離時，一些骨料不可避免地會受到破碎。此外，如果在再生瀝青混合料設計過程中，不確定骨料的分離程度，并且在添加新料時不考慮黏連粒料的影響，將會得到細集料含量較高的RHMA。因此，RAP分離的方法和技術應保證在盡可能減少骨料破碎的情況下，骨料之間能夠得到充分的分離。如果瀝青路面通過預加熱的方式，即在RAP分離前通過加熱降低老化瀝青的黏度，使得黏結強度低于骨料強度，從而使RAP能夠輕易從膠結料中分離出來，這樣骨料破碎的概率就會降低。

2 RAP干燥加熱

通過銑刨回收的RAP料經(jīng)常含有一定量的水分，并且如果儲存不當，也會增加RAP料的含水量。RAP料中的水分會對再生瀝青混合料的溫度和性能產(chǎn)生不利的影響，只有完全去除RAP料表面水膜，才能增加再生瀝青與礦料的附著力，從而保證再生瀝青混合料的強度[3]。為了消除RAP料中的水分，可以在拌合站中采用以下兩種方式進行干燥和加熱，一種是RAP冷料與熱礦料混合，通過熱傳遞原理吸收其部分熱量進行干燥并加熱；第二種是將RAP料放在一個附加燃燒器中，利用燃燒器輻射的熱量進行加熱。當路面采用就地熱再生設備回收時，可以由頂部的紅外線燃燒器或者底部熱風機進行加熱。另外，建議將準備使用的RAP料儲存在大棚或倉庫中。

需要注意的是，當RAP持續(xù)處在高溫條件下，老化瀝青的未黏結面與周圍空氣接觸，瀝青會發(fā)生強烈的氧化，從而使瀝青的性能惡化，因此，對再生瀝青加熱時，老化瀝青的性能不宜因過熱而惡化。通常，加熱RAP溫度控制在100℃～120℃。此外，再生瀝青混合料的溫度不宜過高，施工時間不宜過長，應盡量縮短再生瀝青混合料的儲存、運輸、攤鋪和碾壓時?間。

3 RAP瀝青再生

RAP裹覆有一定厚度、瀝青質(zhì)含量較高的極黏性瀝青膜，由于部分瀝青吸附在骨料開口的微孔隙中，這種結構瀝青幾乎很難熔化和分解[4]。在裹覆結構瀝青外部的同時也黏附著一層自由瀝青膜，因為它們不直接接觸骨料，該層瀝青膜與骨料表面的相互作用很弱。當自由瀝青高于它們的軟化點時，會熔化成一種可以單獨流動的黏性液體，在再生瀝青混合料中起到一定的潤滑作用，從而增加RAP的和易性，并且能夠在分子水平上與再生劑發(fā)生深度融合。

改善老化瀝青性能的再生劑應均勻分布在再生瀝青混合料中，確保再生劑擴散到老化瀝青后，其再生瀝青的性能可以恢復到與新瀝青相近的水平[5]。再生劑滲透到老化瀝青的過程越完整，相互融合越充分，瀝青的性能恢復程度越高。再生劑在老化瀝青中擴散的時間不能按瀝青回收的全過程計算，有效擴散過程主要發(fā)生在再生劑與瀝青開始接觸的時候。因此，再生瀝青與新瀝青應盡可能在短時間內(nèi)混合充分，因為只有在完成這一過程后，再生瀝青新結構才會形成，并獲得瀝青所需的黏彈性。

在廠拌再生過程中，為了再生瀝青混合料的級配能夠在合理要求范圍，并且獲得最佳瀝青含量，需要添加一定量的新集料和新瀝青。新集料會吸收部分老化瀝青，老化瀝青從RAP料表面轉(zhuǎn)移，裹覆在新集料表面，阻礙新瀝青與集料的直接接觸，新瀝青將覆蓋在老化瀝青的外層。當采用就地熱再生設備回收時，新的HMA混合料首先被新瀝青裹覆，部分老化瀝青直接轉(zhuǎn)移到新瀝青的外層上，從而獲得不同的雙層瀝青膜：老化瀝青外層和新瀝青內(nèi)層膜。這兩種不同的熱回收技術影響了再生劑的擴散過程和新舊瀝青的融合，從而造成瀝青膜的不同結構、厚度和再生瀝青的性能[6]。

4 基于均勻性的RAP最大摻量確定

在評價和確定RAP、新集料、新瀝青、再生劑的性質(zhì)與成分后，對RHMA進行設計，RHMA性能應符合標準規(guī)范要求。RAP的均勻性越差，制備的RHMA混合料體積參數(shù)和性能越難以達到要求[7?8]。因此，在回收過程中，應采取有效措施降低工藝參數(shù)誤差，從而使RHMA的實際體積參數(shù)和使用性能在允許偏差范圍內(nèi)。另外，準確定量評估RAP的均勻性也是十分必要的。

生產(chǎn)RHMA需要使用額外的技術設備回收、儲存、批處理、干燥、加熱RAP并與原材料混合[9]。用于回收RAP的設備取決于RAP的最大摻量，干燥和加熱方法。當RAP摻量僅為10%～20%時，采用常規(guī)的間歇式拌和設備即可。當RAP摻量增加到20%以上時，需要在附加的圓筒干燥器中獨立進行干燥加熱。如果使用具有集成鼓式混合機或雙筒干燥混合器的連續(xù)式拌和設備時，則可回收利用50%以上的RAP料。最近的理論和實踐成果使得RAP的回收利用率可以達到100%[10]，這個可能與在理想的實驗室控制條件下進行有關。RAP的不均勻性對RAP摻量有很大影響。由于缺乏有效的實用技術方法使回收的RAP均質(zhì)化，從而限制了高RAP摻量再生瀝青混合料的應用。

5 基于RAP加熱方式的礦料加熱溫度確定

6 結論

（１）RAP應盡可能在減少骨料破碎的情況下進行充分的分離，在拌和前，采用預加熱措施是一種較好的分離方法。

（２）RAP回收過程中，應盡量減少水分的進入，通過加熱干燥消除水分時，需要控制好溫度，避免瀝青性能發(fā)生過大的老化。

（３）再生劑在RAP中的擴散和熱回收技術決定著再生瀝青性能恢復，再生劑擴散越均勻，與老化瀝青融合越充分。

（４）對RAP的一項或多項指標偏差進行分析，可以定量評價RAP的均勻性?；诰鶆蛐裕ㄟ^計算RHMA關鍵篩孔通過率的偏差，可以得到再生瀝青混合料的最大允許RAP摻量。

（５）RAP含水率和摻量對礦料加熱溫度具有顯著的影響，根據(jù)經(jīng)驗公式，可以計算得到礦料加熱溫度，同時，通過RAP預熱能夠大大降低礦料所需加熱溫度。

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