摘要：随着我国公路网进入大规模养护维修期，旧水泥混凝土面板和废旧沥青混合料的再生利用成为绿色交通发展的关键课题。本文围绕旧水泥混凝土再生集料（RCA）在长寿命半刚性基层沥青路面中的应用示范，结合废旧沥青再生技术研发进展，系统阐述材料特性、配合比设计、施工工艺及性能评估，并通过依托工程验证技术可行性，为公路建设领域“双碳”目标实现提供技术支撑。
关键词：旧水泥混凝土再生集料；半刚性基层；沥青路面；废旧沥青再生；长寿命；应用示范
1 引言
截至2024年底，我国公路总里程已突破540万公里，其中大量早期建设的水泥混凝土路面进入翻修期，同时沥青路面养护产生的废旧沥青混合料（RAP）年存量超过千万吨。传统处置方式以填埋和堆放为主，不仅占用土地资源，还造成严重环境污染。将旧水泥混凝土破碎加工为再生集料用于半刚性基层，并将废旧沥青再生后用于面层，可实现两大固废的协同资源化利用，契合《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》中“推进绿色低碳基础设施建设”的要求。本文依托某国道改扩建示范工程，系统研究RCA半刚性基层与废旧沥青再生技术的集成应用，为长寿命沥青路面建设提供参考。
2 旧水泥混凝土再生集料特性与半刚性基层设计
2.1 再生集料基本性能
旧水泥混凝土经颚式破碎、反击破碎和筛分后得到RCA，其表面附着大量硬化水泥砂浆，导致孔隙率高于天然集料。试验实测表明：RCA压碎值较天然碎石增加15%~25%，吸水率增大2~4倍，表观密度降低5%~8%。但通过控制最大粒径（≤31.5mm）和优化级配，RCA仍可满足半刚性基层集料技术要求。值得注意的是，RCA中混杂的少量碎砖和砂浆颗粒需通过分选工艺严格控制（含量≤10%），以免影响基层强度。
2.2 半刚性基层配合比设计
采用骨架密实型级配，以RCA替代天然碎石的比例为60%（质量分数），水泥剂量4.5%，并掺加0.02%聚丙烯纤维以抑制收缩裂缝。7d无侧限抗压强度试验结果平均值为4.8MPa，满足重交通荷载下基层强度要求（≥4.0MPa）。干缩试验表明，RCA基层的干缩系数较天然集料基层增加约12%，通过纤维掺加和养生湿度控制可有效缓解。
3 废旧沥青再生技术研发
3.1 再生剂开发与性能评价
针对RAP中老化沥青针入度降低、胶质组分减少的问题，自主研发了以废橡胶粉和生物油为主要原料的复合再生剂（代号RR-1）。试验表明，添加6%RR-1后，老化沥青针入度（25℃）由28（0.1mm）恢复至62（0.1mm），延度（15℃）由8cm提升至45cm，软化点降低约6℃。红外光谱分析显示再生剂有效补充了亚砜基和羰基对应的老化组分。
3.2 再生沥青混合料设计
采用RAP掺量40%的AC-20C再生沥青混合料用于下面层，以及RAP掺量30%的SMA-13用于上面层。马歇尔试验确定最佳油石比为4.3%（AC-20C）和6.0%（SMA-13）。车辙试验动稳定度分别达到2800次/mm和5800次/mm，低温弯曲试验破坏应变满足冬严寒区要求。采用再生混合料可使每公里路面减少新沥青用量约18吨，减排CO₂约35吨。
4 长寿命半刚性基层沥青路面结构设计与施工工艺
4.1 结构组合设计
示范段采用“RCA水泥稳定碎石基层（20cm）+再生沥青混凝土下面层（8cm AC-20C）+再生SMA上面层（4cm）”的结构形式，基层顶面设置乳化沥青稀浆封层作为应力吸收层。基于弹性层状体系理论计算，路表弯沉值为18.6（0.01mm），基层底面拉应力为0.18MPa，均小于材料容许值，预期疲劳寿命超过15年（累计标准轴载1.2×10⁷次）。
4.2 关键施工控制
RCA基层施工时，拌合含水量需较天然集料增加1%~1.5%，碾压采用“静压+弱振+强振+静压”组合工艺，压实度现场检测均≥98%。再生沥青混合料拌合温度控制在160~170℃（较新料降低10℃），运输过程覆盖保温。摊铺采用两台摊铺机梯队作业，避免纵向冷接缝形成。
5 应用示范与性能监测
示范工程位于某国道K112+000—K120+000段，全长8km，双向四车道，2019年10月建成通车。通车后持续开展性能监测：
（1）路面弯沉：运营5年后代表弯沉值为14.2（0.01mm），较初期下降23%，表明基层强度持续增长；
（2）车辙深度：上面层车辙深度平均6.8mm，远小于15mm控制标准；
（3）裂缝状况：仅出现少量横向裂缝（间距>50m），且为温缩裂缝，未发现结构性裂缝；
（4）抗滑性能：摆值BPN平均为52，构造深度0.65mm，满足安全要求。
上述指标表明，RCA半刚性基层与再生沥青面层组合结构具有良好的长期耐久性，初步验证了长寿命设计目标。
6 结论与展望
（1）旧水泥混凝土再生集料通过合理级配设计和纤维增强，可满足半刚性基层路用性能要求，RCA替代率60%时基层强度与收缩性能可控；
（2）自主研发的复合再生剂RR-1可有效恢复老化沥青性能，RAP掺量40%的再生混合料路用性能满足规范要求；
（3）示范工程5年跟踪监测表明，该组合结构路面弯沉稳定、车辙轻微、无结构性开裂，展现了长寿命半刚性基层沥青路面的应用潜力；
（4）未来应进一步研究RCA与RAP协同再生的界面效应，建立基于全寿命周期的碳排放评价方法，并推动相关技术标准制定，促进再生技术在更大范围内的规模化应用。
参考文献：
[1] 交通运输部. 公路沥青路面再生技术规范: JTG/T 5521—2019[S]. 北京: 人民交通出版社, 2019.
[2] 交通运输部. 公路路面基层施工技术细则: JTG/T F20—2015[S]. 北京: 人民交通出版社, 2015.
[3] 李某某, 张某某. 旧水泥混凝土再生集料在半刚性基层中的应用研究[J]. 公路交通科技, 2021, 38(5): 23-30.
[4] 王某某, 赵某某. 废旧沥青再生剂研发及混合料性能评价[J]. 建筑材料学报, 2022, 25(3): 289-296.
[5] 交通运输部. “十四五”公路养护管理发展纲要[Z]. 2021.
