市政道路基层材料再生利用技术与性能评估

引言

随着城市基础设施规模扩大和道路服役期延长，市政道路面临严峻的更新挑战。传统“拆旧建新”方式不仅资源消耗高，还带来大量建筑垃圾和碳排放，制约城市可持续发展。推动材料再利用、提升资源效率成为市政道路工程的重要任务。基层作为路面结构关键，其材料性能直接影响整体质量与寿命。通过回收旧料或掺加工业固废开展基层再生，不仅可节约天然材料，还能提高固废利用率，实现经济、环保与工程性能的统一。为此，有必要系统研究基层材料再生技术路径，评估其在不同工况下的性能表现，并提出针对性的应用策略，以支撑高质量、绿色化的市政道路建设实践。

一、市政道路基层材料类型与再生利用的必要性分析

市政道路结构由面层、基层和底基层组成，其中基层承担关键的承载与缓冲作用，直接影响道路性能与寿命。传统基层多使用天然碎石、水泥稳定类材料，大量消耗自然资源，增加环境压力。同时，旧沥青、废混凝土、铣刨料等常被废弃处理，造成资源浪费。随着可持续理念推广，冷再生、热再生、固废掺杂和低碳固化剂改性等技术逐渐应用于基层材料再生，不仅减少新料使用和运输能耗，还提升了固废利用效率，特别适合废料丰富、更新频繁的城市。近年来，《公路建设项目生态环境保护技术规范》《市政工程绿色施工指南》等政策相继出台，明确鼓励材料循环利用。由此可见，推动基层再生利用是实现绿色、高质量市政道路发展的必要途径。

二、基层材料再生利用技术分类与适用性比较

基层再生技术的发展呈现多元化趋势，其适用性与性能表现因材料来源、交通等级、气候条件与施工要求而异。在目前市政道路工程中，主要采用的再生技术路径可归纳为以下几类：一是冷再生技术，通常用于原位施工，适用于沥青路面结构破损但基层结构尚存的情况。冷再生采用泡沫沥青或水泥为再生剂，与铣刨料拌合后重新铺筑，可显著降低施工能耗与碳排放，适合快速改造与中低等级道路。二是热再生技术，主要用于集中厂拌条件下，将旧料加热处理后加入新拌料中混合使用，通过温控与粘结剂优化，实现再生料性能恢复与增强，适合高等级道路施工。三是固废掺杂改性技术，利用建筑废料、工业副产品替代部分天然集料，通过水泥或其他无机胶结材料稳定，再通过机械拌和形成稳定结构，适合新建道路或旧路彻底重构工程。此外，近年来新兴的绿色固化剂（如矿物聚合物、酶基材料等）逐步应用于基层再生，通过物理 - 化学反应提升材料粘结力与抗蚀性能，尤其在降雨频繁或冻融循环明显地区表现优良。从实际应用角度看，不同再生技术对材料回收率、能耗水平、施工工艺要求与性能可控性存在差异，应根据道路等级、荷载强度、使用年限与地区条件进行合理选型与配比设计，以确保工程效果与经济性平衡。

三、再生基层材料的力学性能与耐久性评估

再生材料能否替代传统基层，关键在于其力学性能和耐久性是否符合工程规范。常用评估指标包括无侧限抗压强度、劈裂强度、回弹模量、抗冻性、干湿循环稳定性与抗水损能力。研究表明，适量水泥或泡沫沥青稳定的冷再生混合料，其抗压强度可接近天然碎石基层，且柔性变形能力更强，能有效抑制反射裂缝。热再生材料在原料控制良好的前提下，其力学性能可媲美新拌料，适用于高等级道路。掺粉煤灰、矿渣等固废的再生料可优化级配与粘结性，但须控制掺量与粒径，避免强度下降。在耐久性方面，冷再生料对冻融和干湿循环较敏感，需通过合理养护、纤维掺合和界面处理提升稳定性。水泥稳定型再生料则应关注碳化和收缩开裂，可通过优化胶结材料与复合体系改进长期性能。综上，基层再生材料除满足强度要求外，还应从结构稳定性、耐候性和施工适应性等方面综合评估，确保其长期应用的可靠性。

四、施工工艺对再生基层材料性能的影响机制

再生材料的性能不仅依赖原材料成分，更与施工工艺密切相关。施工流程、拌合方式与压实质量对成型强度与稳定性起决定性作用。冷再生施工中，铣刨深度、再生剂注入均匀性、水分控制及压实遍数直接影响密实度和结构强度；拌合不均易产生“弱界面”，引发沉陷与开裂。热再生工艺则需精准控制加热温度与时间，防止旧料老化或油膜破坏，并根据旧料状况调整添加剂比例。厂拌施工应采用高效机械拌和，结合试验段确定最佳压实参数。固废类再生料施工中，粒径筛分与配比均衡是确保混合均匀性与成型稳定性的关键。养护阶段亦需合理控制温湿度，尤其对水泥稳定型基层，应保障水化反应充分，提升初期强度与后期耐久性。因此，基层再生施工应与试验同步推进，通过试验段验证与过程监测，建立科学的质量控制体系，实现再生材料全过程性能保障。

五、再生基层材料的应用案例与推广策略

近年来，北京、上海、广州等城市在市政道路改造中广泛应用冷再生工艺，有效降低新材料使用与碳排放；南京、成都等地结合建筑固废，探索“就地再生—集中拌合—分区施工”模式，实现再生材料的闭环利用与工程效率提升。实践表明，合理应用再生基层材料可在保障结构性能的同时，降低 10%～20% 的成本，减少 30% 以上的碳排放，具有显著经济与环保效益。然而，当前推广仍面临标准不统一、质量控制难、社会认知低等问题。为推动技术发展，应完善性能指标与施工规程，加强“政产学研用”协同创新，强化政策引导与资金扶持，并通过示范工程和宣传教育提升公众接受度，逐步实现再生材料技术的标准化、规模化与产业化发展。

结论

市政道路基层材料再生利用是实现绿色市政建设的重要途径，兼具环保与工程双重价值。本文从材料特性、再生技术、性能评估、施工工艺到工程应用进行了系统分析，认为再生材料在保障结构强度和耐久性的同时，可有效推动资源循环利用。当前其推广仍面临标准不完善、施工控制难、性能监测不足等问题，需进一步加强规范建设与技术优化。未来，应推动基层再生技术向高效、智能、低碳方向发展，实现由资源消耗型向循环型转变，为生态城市与低碳交通提供有力支撑。

参考文献

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