废旧沥青路面材料冷再生混合料性能优化研究

黄印

湖北宇升建筑工程有限公司  430000

摘要

公路沥青路面长期服役过程中，受行车荷载、自然气候侵蚀及材料老化等多重因素影响，易出现裂缝、车辙、沉降、松散等病害，产生大量废旧沥青路面材料。传统废旧沥青材料多采用废弃填埋或热再生处理方式，存在资源浪费、环境污染、能耗过高等问题，不符合道路工程绿色低碳的发展理念。沥青路面冷再生技术可就地回收利用废旧路面材料，无需高温加热，具备节能环保、造价低廉、施工高效等优势，是道路养护与改造的核心绿色技术。但常规冷再生混合料存在粘结性能差、强度成型慢、水稳定性不足、低温抗裂性弱等技术缺陷，制约其在高等级公路路面工程中的推广应用。为改善冷再生混合料综合路用性能，本文系统分析废旧沥青路面材料的性能特性，探究影响冷再生混合料路用性能的核心因素，从配合比设计、外加剂掺量、成型工艺等方面开展性能优化研究，总结科学的性能提升技术路径。研究结果可有效弥补传统冷再生混合料的性能短板，提升混合料整体稳定性与耐久性，为废旧沥青路面材料资源化高效利用及冷再生技术的规范化应用提供理论支撑与技术参考。

关键词

废旧沥青路面材料；冷再生混合料；配合比设计；性能优化；路用性能

一、引言

我国道路交通路网规模持续扩大，早期建设的沥青路面逐步进入大修与改造周期，每年产生海量废旧沥青路面材料，传统处理方式不仅造成不可再生石料与沥青资源的严重损耗，还会带来固废污染、施工扬尘等环境问题。在双碳战略与绿色交通建设背景下，废旧路面材料资源化再生利用已成为道路工程领域的重点发展方向。沥青冷再生技术相较于热再生技术，无需对废旧材料进行高温加热重塑，大幅降低施工能耗与碳排放，简化施工工序，缩短工期，兼具经济与生态双重效益，广泛应用于各级公路基层、底基层改造养护工程。但废旧沥青材料存在沥青老化、集料磨损、粉料杂质含量高等问题，导致冷再生混合料内部粘结力不足，成型后抗压强度、劈裂强度、水稳定性及低温抗裂性能难以满足高标准道路施工要求。现阶段冷再生混合料性能管控体系仍不完善，材料配比、固化工艺等参数缺乏统一优化标准，极大限制了冷再生技术的应用场景。因此，开展废旧沥青路面材料冷再生混合料性能优化研究，改善混合料路用综合性能，对推动道路工程固废资源化利用、实现道路建设绿色低碳可持续发展具有重要意义。

二、废旧沥青冷再生混合料基础性能及缺陷分析

废旧沥青路面材料经长期服役与自然老化，自身材料特性相较于新集料存在显著差异，是导致冷再生混合料性能偏弱的根本原因。老化沥青组分发生质变，轻质组分大量挥发，重质组分占比提升，沥青脆性增大、粘结性能大幅衰减，无法充分包裹集料颗粒，导致混合料内部结构松散。同时，废旧集料经过长期碾压、磨损与风化，颗粒完整性下降，针片状颗粒、破损颗粒占比升高，集料级配杂乱，颗粒间嵌挤能力不足，直接降低混合料整体密实度与结构稳定性。

常规工艺制备的冷再生混合料存在多项路用性能缺陷。在力学性能方面，混合料早期强度增长缓慢，成型周期长，初期承载力不足，易出现路面变形、松散等病害；长期服役过程中抗压、劈裂强度衰减较快，结构耐久性较差。在耐久性能方面，混合料内部孔隙率偏大，雨水易渗入结构内部，在动水压力作用下引发集料剥落、结构松散，水稳定性缺陷突出。同时，混合料低温韧性不足，低温环境下易产生收缩裂缝，高温稳定性也难以适配重载交通路段的使用需求，整体路用性能存在明显短板。

三、废旧沥青冷再生混合料性能优化关键技术

针对常规冷再生混合料的性能缺陷，可通过级配优化、胶结体系改良、外加剂调控三大核心路径实现性能优化，全方位提升混合料路用指标。首先是集料级配优化，通过筛分试验对废旧沥青材料进行分级处理，剔除杂质与超细粉料，根据道路施工技术标准重新搭配粗细集料比例，填充结构孔隙，优化混合料骨架嵌挤结构，提升整体密实度与力学承载性能，从结构层面改善混合料稳定性。

其次是胶结体系优化，依托水泥、乳化沥青复合胶结体系替代单一胶结材料，结合两种材料的性能优势。乳化沥青可提升混合料柔性与粘结性能，缓解低温开裂问题；水泥可快速提升混合料早期强度，缩短成型周期，改善混合料整体刚度。通过调控二者掺配比例，平衡混合料的强度与韧性，解决传统混合料强度不足、成型缓慢的问题。最后是外加剂优化，适量掺入再生剂可软化老化沥青，恢复沥青轻质组分，修复沥青粘结性能；掺入抗剥落剂、引气剂等外加剂，可有效提升混合料水稳定性与抗冻性能，规避渗水、冻融引发的结构损坏。

四、冷再生混合料成型工艺优化与性能调控

除材料配比优化外，施工成型工艺直接决定冷再生混合料的最终路用性能，精准的工艺参数调控可进一步固化优化效果。混合料拌和阶段，需严格控制拌和时间、拌和顺序与用水量，保障胶结材料、外加剂与废旧集料均匀融合，避免局部材料配比失衡，确保混合料性能均匀稳定。针对冷再生混合料含水率敏感的特性，精准控制最佳含水量，减少成型后干缩、湿缩变形问题。

压实成型与养护工艺是性能调控的关键环节，需根据混合料特性确定分层压实厚度、压实次数与压实速度，逐步提升混合料密实度，降低内部孔隙率。同时，优化养护制度，把控养护温度、湿度与养护周期，保障胶结材料充分水化、沥青逐步固化，促进混合料强度稳步增长。通过材料配比与施工工艺的双向优化，可有效解决冷再生混合料强度不足、稳定性差、耐久性弱等核心问题，全面提升混合料综合路用性能，满足公路工程施工使用标准。

五、结论

废旧沥青路面材料冷再生技术是道路工程固废资源化利用、绿色低碳建设的重要技术手段，具备显著的经济、环境与社会效益。受废旧材料老化、级配紊乱、传统配比与工艺滞后等因素影响，常规冷再生混合料存在力学性能薄弱、水稳定性不足、低温抗裂性差、成型缓慢等诸多缺陷，难以适配高标准道路工程建设需求。通过集料级配重构、复合胶结体系配比调控、功能性外加剂掺入的材料优化方式，结合拌和、压实、养护全流程施工工艺优化，可有效改善冷再生混合料的内部结构，修复老化沥青粘结性能，提升混合料密实度、力学强度与耐久性能。材料与工艺的协同优化，能够彻底弥补传统冷再生混合料的性能短板，大幅提升废旧沥青材料再生利用质量。未来持续优化冷再生混合料标准化配比与施工工艺体系，可进一步拓宽冷再生技术的应用范围，推动道路工程废旧资源高效循环利用，助力交通基建行业绿色高质量发展。

参考文献

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