沥青路面热再生试验检测研究

随着我国公路建设里程的持续增长，早期修建的沥青路面逐渐进入大规模养护周期。沥青路面热再生技术通过对旧料的循环利用，可减少石料开采与沥青消耗，降低碳排放达 30% 以上，符合 “双碳” 战略需求。然而，热再生工艺中加热温度控制、再生剂用量优化、新旧料性能匹配等关键问题，需通过系统的试验检测进行科学验证。当前国内热再生工程中，因试验检测体系不完善导致的再生路面早期病害占比达 17.6% ，凸显出建立标准化检测流程的紧迫性。

1 沥青路面热再生试验检测意义

1.1 评估热再生工艺的效果

热再生工艺通过加热软化旧沥青、添加再生剂恢复性能，其效果需通过系统的试验检测体系进行量化评估。在实验室层面，采用马歇尔试验对再生前后混合料的马歇尔稳定度、流值、空隙率等核心指标进行对比分析，能够精准判断沥青胶结料性能的恢复程度。

在工程应用阶段，通过现场检测压实度、平整度、构造深度等指标，可直观反映热再生工艺的实际适用性。采用核子密度仪、连续式平整度仪等专业设备进行动态监测，能够获取施工过程中的实时数据，为工艺参数的动态调整提供依据。例如，在某机场跑道热再生项目中，通过对现场压实度的持续监测，发现局部区域因加热不均匀导致压实度未达标，及时调整加热设备参数后，压实度合格率提升至 98% ，确保了工程质量。

1.2 优化热再生工艺参数

加热温度与再生剂掺量是热再生工艺的核心控制参数，其优化需依赖大量试验数据支撑。研究表明，旧料加热温度对沥青性能影响显著：当加热温度超过 180℃时，沥青的老化度增加 15% ，导致其黏结性能下降；而温度低于 140℃时，再生剂在旧沥青中的扩散效率降低 30% ，无法充分发挥性能恢复作用。为确定最佳加热区间，研究人员设计了多组对比试验，分别在 140℃、 150^∘C 、 160^∘C 、170℃温度下对旧料进行加热处理，并测试混合料的针入度、软化点等指标。结果显示，155℃-165℃区间内，再生混合料的综合性能最佳，既能保证再生剂充分扩散，又能避免沥青过度老化。

再生剂掺量需根据旧沥青的黏度损失程度进行精准调控。采用动态剪切流变仪（DSR）对不同掺量下的旧沥青进行 60℃高温流变性能测试，结果表明：当旧沥青的60^∘C 黏度恢复至原样的 85% 时，再生剂最佳掺量为旧料质量的 1.2%-1.5% 。

1.3 验证热再生工艺的可行性

在工程应用前，需通过系统的试验检测验证热再生工艺对特定旧料的适应性。首先对不同老化程度的旧沥青进行四组分分析，研究发现当蜡含量超过 5% 或老化指数大于 0.4 时，单纯添加再生剂难以恢复沥青的路用性能，需通过复配新沥青来改善混合料性能。例如，在某重载交通道路改造工程中，对旧沥青进行组分分析后发现其蜡含量高达 6.2% ，老化指数达到 0.5，通过添加 20% 的新沥青与再生剂复配，使再生沥青的延度从 3cm 提升至 12cm，满足了道路使用要求。 此外，集料的物理性能对再生工艺选择至关重要。在某高速改扩建工程中，通过对旧料进行筛分试验发现，其集料破碎率达 22% ，细集料含量显著增加。基于此，研究团队调整再生工艺为 "现场热再生 +20% 新集料"，并通过实验室性能验证和足尺试验路铺筑，最终确定该工艺方案。经长期跟踪监测，采用该工艺的再生路面使用寿命超过 8 年，证明了工艺调整的有效性和可行性。

2 沥青路面热再生试验检测技术应用

2.1 沥青路面加热

加热工艺的检测重点包括温度场均匀性与加热速率控制。采用红外热像仪对再生路面进行实时测温，要求表面温度差控制在 ±5^∘C 以内，避免局部过热导致沥青老化。加热速率应控制在 5～8°C/min ，过快会造成集料内外温差过大产生裂纹。某试验段数据显示，采用多阶段加热（ 120^∘C 预热→160℃恒温）的旧料，其沥青黏弹性能恢复率比单一温度加热高 18% 。

2.2 掺加再生剂及沥青材料

再生剂掺加前需进行配伍性试验，将再生剂与旧沥青按不同比例混合，通过旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）后测定黏度比，要求黏度比变化率小于 10% 。新沥青掺量检测

需结合旧料沥青含量，当旧料沥青含量低于 3.2% 时，需添加新沥青使总沥青含量达4.5%5.0% 。采用荧光显微镜观察再生剂扩散效果，理想状态下再生剂在沥青相中的分布均匀度应大于 90% 。

2.3 旧沥青混合料试验分析

旧混合料的筛分试验需采用水洗法，准确测定各档集料的级配偏差。当 0.075mm 以下颗粒含量超过 5% 时，需进行粉尘含量修正。旧沥青的延度试验应采用 - 10^∘C 低温条件，当延度小于 5cm 时，表明沥青老化严重需增加再生剂用量。通过动态模量试验（DMA）测定旧料的黏弹参数，为再生工艺设计提供力学依据，某旧料在 10Hz 频率下的储能模量达 8000MPa ，需采用高渗透型再生剂改善其低温性能。

2.4 再生沥青混合料试验分析

2.4.1 再生试验分析

再生混合料的马歇尔试验需控制击实温度在 165～170^∘C ，击实次数采用双面 75次。稳定度应不低于 8kN，流值控制在 20\~40（ 0.1mm ）。通过冻融劈裂试验测定再生混合料的水稳定性，要求残留强度比大于 80% 。车辙试验中动稳定度需达到 2800 次/mm 以上，确保再生路面的抗变形能力。

2.4.2 再生沥青混合料级配分析

再生混合料的级配设计需遵循 “嵌挤密实” 原则， 4.75mm 筛孔通过率宜控制在35%～40% ，确保骨架结构稳定。当旧料中 2.36mm 以上集料破碎率超过 15% 时，需添加新集料调整级配。采用贝雷法（Bailey method）计算集料骨架参数，要求 CA 比（粗集料骨架间隙率与沥青混合料毛体积间隙率的比值）在 0.8\~1.0 之间，保证混合料的骨架嵌挤性能。

2.5 渗透试验分析

2.5.1 试验方法设计

采 用 变 水 头 渗 透 仪 对 再 生 混 合 料 进 行 渗 透 系 数 测 试 ， 试 件 尺 寸 为Φ100mm×100mm ，在 0.1MPa 水压下保持 30min ，记录渗水量。当渗透系数大于 1×10 Ω^-3mm/s 时，表明再生路面防水性能不足，需调整级配或增加沥青用量。对比不同再生工艺的渗透系数，现场热再生混合料的渗透系数比厂拌热再生高 30% ，需在施工中加强压实。

2.5.2 试验工艺情况

试验发现加热温度对渗透性能影响显著， 160^∘C 加热的再生混合料渗透系数比180^∘C 加热低 25% ，因高温导致沥青老化后黏度增加，填充空隙能力下降。再生剂掺量超过 1.8% 时，混合料渗透系数增大 15% ，因过量再生剂稀释沥青导致黏结力下降。最佳工艺参数为加热温度 165^∘C 、再生剂掺量 1.3% ，此时渗透系数可达 5×10^-4mm/s 以下，满足防水要求。

2.5.3 施工要点及解决方法

针对试验中发现的渗透性能不足问题，施工中可采取双钢轮振动压实（振幅0.8mm 、频率 35Hz ）提高密实度，使渗透系数降低 20% 。当旧料级配偏粗时，可添加5%～8% 的机制砂调整细集料含量，改善空隙率。在再生路面表面加铺 1cm 厚的微表处封层，可使渗透系数进一步降低至 1×10^-4mm/s 以下，有效提升防水性能。

3 结语

沥青路面热再生试验检测是保障再生工艺效果的关键环节，通过构建从旧料性能评估到再生混合料性能测试的全流程检测体系，可实现工艺参数的精准优化。研究表明，加热温度控制在 160\~170℃、再生剂掺量为旧料质量的 1.2%～1.5% 时，再生混合料各项性能指标可达新拌混合料的 85% 以上。未来需进一步完善再生沥青的微观性能检测手段，开发基于人工智能的再生工艺参数智能优化系统，推动热再生技术向低碳化、智能化方向发展，为 “十四五” 时期公路养护绿色转型提供技术支撑。

参考文献：

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