孙海南

摘要：我国高等级公路每年因养护维修而产生大量的RAP（废旧沥青混合料）。沥青路面在环境以及荷载的长时间作用下，其整体性能将不能满足规范要求，但是RAP作为路面再生技术的原材料仍然具有很高的价值。在冷再生的施工过程中，RAP中的旧沥青很难与新添加的乳化沥青有效融合，RAP中的颗粒主要是作为“黑色集料”在发挥作用;这样很难实现RAP的利用率最大化。因此，如果能够提高RAP的利用率，既能节约大量的资源，同时避免RAP闲置堆积造成生态环境破坏，符合可持续发展的理念，具有显著的经济和生态效益。研究综述了乳化沥青冷再生混合料的组成及相关性能的评价，探索了乳化沥青冷再生技术未来的发展方向和研究重点。

关键词：RAP;乳化沥青;冷再生技术;性能评价

中图分类号：U418文献标识码：A文章编号：1006—7973（2022）05-0152-03

1引言

沥青路面是一个国家经济发展和日常生活的重要资产。随着交通量的增加，道路行业面临着巨大的压力与挑战，发展节能环保的路面技术似乎具有特殊的意义[1，2]。近年来，随着中国高等级公路逐渐进入大修周期，每年因养护维修产生了大量的废旧沥青混合料（RAP）;如果不能采取有效的方式对RAP进行处理，不仅会造成资源的浪费，还会破坏生态环境;而对RAP中老化沥青的再生利用，是解决这方面问题最有效的方式[3，4]。

冷再生技术以其独特的优势受到了很多研究者的青睐，尤其是以乳化沥青冷再生技术。乳化沥青冷再生是一种节约能源、保护环境、循环利用资源和低成本的沥青路面养护维修技术，已成为实现低碳交通的重要途径之一[5，6]。

结合相关文献和技术规范，从乳化沥青冷再生技术的角度展开综述;首先介绍乳化沥青冷再生混合料的组成，其次对冷再生混合料性能评价展开综述，最后对乳化沥青冷再生技术的发展进行总结与展望。

2乳化沥青冷再生混合料的组成

2.1乳化沥青

乳化沥青是由沥青、乳化剂、水及添加剂（如需要）组成，具有节能环保、绿色低碳、冷态施工等一系列的施工优越性，所以非常有助于公路的修建和养护。

2.2集料（新集料和RAP）

刘海鹏[7]等综合考虑材料的经济性原则，推荐矿粉用量3%、机制砂和9.5～19.0mm粗集料用量均为20% 时对冷再生混合料作用效果最好。蒋应军[8]等经过试验分析冷再生混合料中9.5～19mm粗集料掺量10%～30%、机制砂掺量20%、矿粉掺量3%为宜。此外，RAP分散或成团会影响混合料的级配，从而影响冷再生混合料相应的技术性能;何东坡[9]等研究认为相比RAP原样筛分，应用RAP抽提筛分调整冷再生混合料的级配效果更好。

2.3添加剂

2.3.1再生剂

再生剂（Rejuvenating Agent）作为乳化沥青冷再生技术中的常用添加剂，其主要作用是弥补RAP中老化沥青缺乏的轻组分（饱和分和芳香分）以达到恢复老化沥青性能的目的;此外，应当根据RAP中沥青的老化程度和含量，并考虑沥青与再生剂的配伍性情况综合考慮选择再生剂的种类[10]。郝林[11]等确定自制再生剂的掺量为8%，且再生剂组成成分基础油、增塑剂及抗老化剂三者比例为80：20：4时冷再生混合料具有良好的再生效果。废植物油等也可被用来作为再生剂，王林芳[12]研究发现当废旧食用油掺量为1.5%时，冷再生混合料的路用性能达到最佳。

2.3.2纤维

纤维是提高乳化沥青冷再生混合料力学及路用性能常用的添加剂[5]。以纤维的类型和掺量作为研究的变量，蒋应军[13]等研究发现聚酯纤维、木质素纤维掺量分别为0.6%和0.4%时，冷再生混合料分别具有最佳的低温性能和高温性能。杨东光[14]发现玄武岩纤维提高冷再生混合料技术性能的效果最好且掺量为0.3%，其次是聚丙烯晴纤维且用量为0.35%;然后是聚酯纤维及聚丙烯纤维，最佳掺量均为0.3%。从兼顾不同特性纤维的配比设计的角度研究，张庆[15]等选用木质素纤维及废旧玻璃纤维进行配比优化设计;当冷再生混合料具有优良的路用性能时，两种纤维的用量为0.3%且二者之比为7：3。

2.3.3水泥

在乳化沥青冷再生混合料施工过程中加入一定量的水泥，利用水泥吸水水化加速乳化沥青破乳，达到提高早期强度、提早开放交通的目的[16，17]。郭银涛[18]等研究发现当水泥掺量为3%时，冷再生混合料抗疲劳性能最佳;而水泥掺量为2.0%时，具有较好的低温性能。另外孙岩松[19]发现冷再生混合料的高温性能随水泥掺量（0～5%）的提高而不断增强并逐渐稳定，水稳定性则是先平缓增长一段时间而后迅速增长;当水泥掺量为1.5%时，低温性能最佳。

此外，从微观检测的角度也能研究水泥掺量对乳化沥青冷再生混合料的影响。魏唐中[20]等研究认为在较高的水泥用量下，冷再生混合料的早期及后期强度越高;水泥的水化产物和破乳后的沥青结合使冷再生混合料的强度增加。王宏[21]观测分析不同水泥掺量冷再生混合料的细微观形貌特点，认为水泥的掺量不宜超过2%。与王宏等的研究思路不同，杨彦海[22]等将微观检测手段与宏观性能评价相结合，分析认为水泥的水化产物与沥青相结合起到“加筋”的作用使冷再生混合料的强度得到提高;并且建议水泥掺量在1%～2%范围内。

2.3.4其他

高炉矿渣随着冶炼工业的迅猛发展而大量产生。目前，大量的高炉矿渣只能闲置堆积而无法被有效的利用，导致大量土地被占用且严重污染环境。杨涟[23]等发现掺加1.5%高炉矿渣和0.3%消石灰对冷再生混合料路用性能的改善效果与掺加1.5%水泥相当。

生石灰是一种能与水发生消化反应并放热的无机胶结材料。研究认为掺加一定量的生石灰能显著提高冷再生混合料的强度且节省相应的时间[24]。金成[25]等发现生石灰掺量（0～1.5%）范围内冷再生混合料的强度基本稳定。杜少文[26]研究认为消石灰或消石灰矿渣粉均能提升冷再生混合料相应的技术性能，但是二者的作用效果比水泥差。

3乳化沥青冷再生混合料的性能评价

3.1高低温性能

王宏[27]等发现低标号沥青或增加水泥用量均能显著提高冷再生混合料的高温性能，同时受到早期含水率及冷再生混合料后期强度的影响。董文龙[28]等比较了三种结构形式的高温性能，发现ECR（乳化沥青冷再生混合料）的高温性能优于HMA（热拌普通沥青混合料）和ECR/HMA。李瑞红[29]研究发现足够的养生时间能够显著提高冷再生混合料的高温性能。随着乳化沥青冷再生混合料层位使用范围的不断扩大，其低温性能也逐渐成为研究者们所关注的焦点;李锋[30]等将断裂能作为评价冷再生混合料低温性能的指标，分析认为水泥用量不超过1.5%为宜。

3.2疲劳性能

随着交通量和轴载的不断增加，道路使用年限出现大幅度下降;而乳化沥青冷再生混合料优于半刚性材料的主要品质是其优良的抗疲劳性能[31，32]。王之怡[33]等研究发现RAP掺量100%的冷再生混合料比RAP掺量80%拥有更好的抗疲劳性能。汪德才[34]等比较影响冷再生混合料疲劳寿命的因素，RAP掺量及针入度>延度及乳化沥青用量〉水泥用量及应力水平。目前，缺乏对服役一定时间的冷再生混合料疲劳性能的研究分析，孙立军[35]等发现现场服役多年的冷再生混合料存在疲劳性能增长的过程。

3.3水稳定性

我国幅员辽阔，从北向南处于寒带、温带和热带;使得乳化沥青冷再生混合料铺筑的路面需要承受冻融循环的作用[36]。杨彦海[37]等研究发现冻融循环对非饱和乳化沥青冷再生混合料的高、低温性能影响显著，低温劈裂强度随着冻融循环次数的增加降低幅度逐渐减小，而高温抗剪强度的变化规律正好相反。由于乳化沥青冷再生混合料的孔隙较大，当存在级配不当的情况，再加上受到水的侵蚀以及重载交通作用时很容易损坏[38];高磊[39]等研究发现造成冷再生混合料低透水性的重要原因是空隙尺寸和分布特征。

4结论与展望

（1）再生剂是用于恢复RAP中老化沥青性能的添加剂，再生剂必须能够提供老化沥青所缺乏的轻组分（饱和分与芳香分），同时应具有耐热性和耐候性。

（2）研究发现水泥能够加速乳化沥青的破乳，其水化产物与破乳后的沥青进一步组合使冷再生混合料强度得到提高。

（3）将微观形貌特征与宏观性能评价结合起来研究冷再生混合料的材料组成与强度机理是乳化沥青冷再生技术研究的发展趋势。

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