废旧沥青在市政道路冷再生混合料中的性能研究
摘要
关键词
废旧沥青;市政道路;冷再生混合料;路用性能;资源再生
正文
一、引言
城镇化建设持续推进过程中,城市市政道路养护、翻新及改造工程量逐年递增,每年产生千万吨级的废旧沥青路面材料。传统道路施工模式多采用新料铺筑,废旧沥青材料大多直接废弃或简单填埋,不仅消耗大量天然砂石与沥青资源,提升工程建设成本,还会占用土地资源、污染土壤与水体环境,不符合绿色交通、低碳施工的行业发展理念。沥青冷再生技术无需高温加热废旧集料与沥青材料,可在常温下完成破碎、筛分、拌合、摊铺碾压全流程施工,大幅降低能源消耗与废气排放,是废旧沥青资源化高效利用的核心技术。但废旧沥青经过长期行车荷载、温度干湿循环、自然老化作用,沥青组分发生异变,集料出现磨损、破碎、粘附性下降等问题,导致冷再生混合料存在早期强度低、水稳定性不足、高低温性能不均衡等缺陷,制约了该技术在市政主干道中的推广应用。目前行业内针对热再生技术的研究较为成熟,针对市政道路工况的废旧沥青冷再生混合料系统性性能研究仍较为匮乏,参数适配性与性能调控体系不够完善。基于此,本文系统研究废旧沥青冷再生混合料的各项路用性能,剖析性能影响机制,提出性能优化思路,为市政道路冷再生工程的高质量施工提供依据。
二、废旧沥青原材料性能特性
废旧沥青混合料的原材料性能是决定冷再生混合料整体质量的基础,其性能劣化主要集中于沥青胶结料与集料两大组分。废旧沥青胶结料长期暴露在自然环境中,受氧化、光照、雨水侵蚀及行车反复荷载作用,轻质组分不断挥发,重质组分占比大幅提升,表现为针入度减小、软化点升高、延度降低,沥青脆性显著增大、粘结性能大幅衰减,无法直接满足新拌混合料的粘结要求。废旧沥青集料经长期碾压磨损,颗粒棱角性减弱、表面平整度提升,集料间嵌挤咬合能力下降,同时长期干湿循环导致集料内部产生细微裂隙,抗压强度、耐磨性能出现不同程度衰减。此外,废旧沥青混合料回收过程中易混杂尘土、杂质与旧路基层粉料,若筛分、清洗处理不到位,会大幅降低集料与乳化沥青的粘附性,导致混合料内部粘结界面薄弱。相较于全新沥青混合料,废旧沥青材料的性能离散性更大,稳定性、均匀性较差,这也是冷再生混合料力学性能与耐久性能弱于新料混合料的核心原因,需通过配合比优化、添加外加剂等方式弥补材料性能短板。
三、冷再生混合料核心性能影响因素
结合市政道路服役工况,废旧沥青冷再生混合料的核心路用性能包括力学强度、高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性,其性能优劣受多重因素协同影响。废旧沥青掺量是核心影响指标,低掺量下混合料集料嵌挤结构不完善,整体强度不足;过高掺量会加剧老化沥青的脆性缺陷,导致混合料易开裂、整体性变差。乳化沥青作为冷再生核心胶结材料,其用量直接决定混合料粘结强度,用量过低会导致集料粘结松散、空隙率过大,用量过高则会造成混合料泛油、高温稳定性下降。无机外加剂的掺入可有效改善混合料早期强度,水泥、矿粉等外加剂能够填充混合料内部空隙,加速乳化沥青破乳成型,提升混合料早期抗压与劈裂强度。养护龄期对混合料性能影响显著,冷再生混合料强度增长具有明显的时效性,前期强度增长缓慢,随龄期延长,浆液逐步固化、结构不断密实,力学性能与耐久性能持续提升。同时,拌合均匀度、碾压工艺、施工温度等因素也会影响混合料内部结构密实度,进而改变整体路用性能。
四、混合料性能优化调控策略
针对废旧沥青冷再生混合料存在的性能短板,结合其影响机制,从材料处理、配合比设计、助剂适配三个维度提出性能优化策略。首先,优化废旧沥青预处理工艺,对回收废旧沥青材料进行分级破碎、精准筛分,剔除杂质与不合格细料,控制集料级配连续性,保证集料颗粒均匀性,同时通过适量再生剂微调老化沥青组分,恢复沥青部分粘结活性,改善沥青脆性缺陷。其次,精细化优化配合比参数,结合市政道路施工等级确定废旧沥青合理掺量,适配最优乳化沥青用量,平衡混合料粘结强度与空隙率,避免泛油、松散等问题。合理掺加无机活性填料,利用填料的填充效应与水化反应提升混合料密实度与早期强度,改善混合料水稳定性。最后,严控施工成型工艺,保证拌合均匀性,规范摊铺、碾压流程,结合环境温度调整养护制度,保障混合料强度稳步增长。通过多维度协同调控,可有效平衡冷再生混合料的高低温性能与水稳定性能,提升混合料整体耐久性,适配市政道路长期服役需求。
五、结论
废旧沥青冷再生技术是市政道路绿色施工与资源循环利用的重要手段,兼具经济与生态双重效益。本文通过分析废旧沥青原材料性能劣化特征,探究冷再生混合料路用性能的核心影响因素,明确了废旧沥青掺量、乳化沥青配比、外加剂及养护龄期对混合料力学性能、高低温稳定性与水稳定性的作用规律。研究得出,废旧沥青老化劣化、集料性能衰减是导致冷再生混合料性能偏弱的本质原因,配合比不合理与施工管控不当会进一步加剧性能缺陷。通过原材料精细化预处理、配合比参数优化、无机外加剂适配及标准化施工养护,可显著改善废旧沥青冷再生混合料的内部结构,全面提升其路用性能与服役稳定性,使其满足市政道路基层及次面层的使用标准。未来可进一步开展废旧沥青再生改性技术研究,优化智能化配合比设计体系,持续提升冷再生混合料的综合性能,推动市政道路废旧沥青资源的规模化、高质量再生利用。
参考文献
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