1 概述

随着科技的进步以及人们对环保和社会效益的关注，RAP广泛应用于沥青路面热再生。Chen等统计发现RAP是目前世界上回收率最高的材料之一。通过沥青厂进行热循环利用、现场热再生、现场冷再生和全厚度回收的RAP可用于新路面施工。

该文主要通过研究再生方法与不同再生剂(类型和剂量)对老化沥青和混合料特性的影响，并评价再生剂在再生路面结构中的使用效果。

沥青路面的再生一般通过在老化路面混合料中添加再生剂来实现。特别是当再生混合料的RAP含量较高时，通常必须采用再生剂。虽然沥青再生剂和沥青软化剂之间存在差异，但是再生剂有时也被称为软化剂或回收剂。软化剂用于降低沥青胶结料的黏度，再生剂则用于恢复沥青质/饱和分的比率。

Martins Zaumanis等发现必须仔细选择再生剂类型以满足其短期和长期性能标准。在短期标准中，再生剂必须迅速溶解到RAP胶结料并活化老化沥青。通过形成均匀混合料涂层来降低再生混合料的永久变形(车辙)敏感性以及避免减小摩擦系数。此外，再生剂很难完全扩散到RAP胶结料中，从而导致再生混合料不均匀。根据Carpenter的研究，再生剂的扩散过程包括4个步骤：① 再生剂形成黏度很低的膜聚集在集料颗粒的周围，这些集料颗粒被老化的沥青胶结料包围；② 再生剂开始渗入老化胶结料中并使其软化；③ 再生剂渗透到老化的胶结料中，并使其内层和外层的黏度逐渐降低；④ 随着时间的推移，再生剂在大部分再生沥青膜薄层上达到平衡。

分析影响再生剂扩散率的因素主要有：① 分子或团块的大小和形状；② 分子间作用力；③ 温度；④ 扩散分子的结构刚度(对于弯曲和扭曲的抵抗)；⑤ 可能存在的相对固定相的微观结构。

2003年，Karlsson和Isacsson利用红外光谱分析了温度、胶结料膜厚度、沥青的类型和胶结料的化学性质等不同参数对扩散率的影响，发现温度对扩散速率的影响最大。

在长期标准中，除了考虑胶结料的流变性质之外，还应尽量改变再生剂化学性质，以最大限度地降低疲劳和低温开裂风险。当采用较软胶结料时，要求对抗车辙性没有影响。同时，再生的沥青应该在集料之间能提供足够的黏结力和内聚力，以防止出现水损坏和松散。鉴于再生胶结料的老化速度比原胶结料快，故应评价再生沥青混合料的性能。

2 再生剂使用方法

研究统计发现有3种再生方法。目前，第一种方法也是沥青路面再生时最常见的方法，即将再生剂与老化沥青混合料在高温下进行拌和；第二种方法被称为再生密封剂(RSM)法，即把再生剂直接喷洒在沥青路面的表面，通常在完成路面施工后3～4年使用。RSM法使用过程中的两个重要影响因素：① 再生剂的有效渗透深度；② 沥青胶结料的扩散效果。RSM法可以改善混合料性能；防止由水、汽油、柴油和风化作用而引起的破坏；甚至可以改善道路混合料的表面抗裂性能。当再生剂渗入到沥青混合料的孔隙中，可以防止胶结料氧化。然而，RSM法也存在一些不足。首先，再生剂必须渗透到路面所需要的深度，否则可能造成表面抗滑性能降低，从而导致交通开启延迟。RSM法的另一个不足则是可能污染环境；再生剂的第三个方法是胶囊封装法。在这种方法中，再生剂被封装在胶囊中(胶囊的工作机理，如图1所示)。使用该方法的前提是需要分析作用在胶囊表面上力的分布情况。从图1中可以看出：由于交通荷载(点1)的作用，混合料中的胶囊逐年弱化。沥青硬度和分布在胶囊表面的力同时改变，最终会导致胶囊破裂(点2)。因此，在点3处，胶囊受到恒定的交通荷载作用产生变形，此时再生剂从胶囊中溢出并扩散到胶结料中。

图1 胶囊方案

近来，随着微胶囊化工艺的发展，在微胶囊理论中，微胶囊破裂后释放的再生剂会渗入路面微裂纹中，以帮助路面愈合，见图2。同时，由于微胶囊的外壳通常由聚合物材料制成，所以其不仅能提供适当的强度和韧性，而且在高温下也表现出良好的热稳定性。

图2 在沥青路面中的微胶囊

3 再生剂的种类

再生剂可以多种渠道获得，但其类型和剂量的选择非常重要。过量的再生剂会导致沥青膜从骨料中剥落等问题。再生剂的类型包括：植物油、废料衍生油、工程产品以及传统和非传统精炼厂基础油。良好的再生剂应适当地与老化沥青反应，从而生产高质量的再生胶结料。然而，Ping-Sien Lin等认为目前尚缺少关于再生剂是如何改善老化胶结料性质进而提高再生混合料质量的相关资料。

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