厂拌冷再生应用研究

厂拌冷再生应用研究

【摘要】发达国家早在上个世纪初就开始研究沥青路面的再生技术。但是真正的规模应用开始于上个世纪70年代。目前，沥青路面再生利用技术已经成为欧美发达国家公路假设与维修养护的最常用技术，普及程度高，技术成熟。上个世纪80年代，我国在不同程度上开展过旧沥青材料的再生技术研究，再生料一般只用于轻交通道路、道路的基层或者非机动车道等。最近几年，伴随着我国公路建设的快速发展和大量高等级公路沥青路面需要进行翻修和重建，旧沥青路面材料的再生利用问题重新得到了重视和广泛的关注。

【关键词】公路建设；沥青路面；再生技术；广泛关注

1.再生技术发展概况

按照每10年左右翻修一次，路面平均宽度22米、翻修厚度10厘米计算，8、5万千米的全国高速公路网平均每年产生接近5000万吨的旧沥青混合料。

因此，我们必须要大力推广路面再生应用技术，充分发挥旧路面材料的价值。促进旧路面材料的循环利用，保护生态环境，减少资源浪费。

近年来，为了适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求，北京、辽宁、广东、江苏、河南、上海、陕西、山东等省市对沥青路面再生技术进行了研究，并铺筑了面积不等的再生工程。沥青路面再生技术在我国公路建设和养护中逐步推广应用。

为促进沥青路面再生技术的广泛应用，推广再生应用技术，保证沥青路面再生工程质量，交通部公路司于2006年9月下达了《公路沥青路面再生技术规范》的编制任务，由交通部公路院等单位负责编写。2008年4月交通部发布了此《公路沥青路面再生技术规范》。

2.再生技术分类

沥青路面再生技术包括：

（1）厂拌热再生。

（2）就地热再生。

（3）厂拌冷再生。

（4）就地冷再生。

其中就地冷再生技术按照再生材料和厚度不同分为：

①沥青层就地冷再生。

②全深式就地冷再生。

就地热再生主要功能：

（1）修复沥青路面表面层病害。

（2）恢复沥青表面层物理力学性能。

（3）恢复沥青路面平整度，修复沥青路面车辙。

优缺点：（1）优点：实现了就地的沥青路面再生利用，接生了材料转运费用

（2）缺点：再生深度通常限制在2、5—6厘米；无法除去已经不合适进行再生的旧混合料，级配调整幅度有限。

其中就地热再生适用的场合：路面有足够的承载能力，沥青路面的病害仅发生在中、上面层（60毫米以内），一般用于高速公路、一、二级公路沥青路面的修复。

其中规范中规定：适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用，再生层可以用作上面层或者中面层。

厂拌热再生的主要功能：

（1）可修复沥青路面的几乎所有病害。

（2）恢复甚至改善沥青路面混合料性能。

优缺点：（1）优点：再生工艺易于控制，再生后的沥青混合料性能比较理想，使用范围广。

（2）缺点：铣刨后的旧沥青混合料需要来回运输；RAP用量比较少，一般仅为10—25%，连续式拌合楼可为30—50%。

厂拌热再生适用场合：适用于各等级公路沥青路面经铣刨、挖除下来的沥青层材料的再生利用，再生后的沥青混合料可以用于各等级公路沥青面的建设和维修养护工程。

其中规范中规定：适用于对各等级公路RAP进行热拌再生利用，再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况，可用于各个等级公路的沥青面层及柔性基层。

厂拌冷再生主要功能：

（1）以冷拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用。

（2）恢复和改善旧沥青混合料路用性能。

优缺点：（1）优点：再生工艺易于控制，再生混合料性能比较好；适用范围广；能耗低、污染小。

（2）缺点：再生混合料强度的形成需要比较长的时间；需要加铺一定厚度的罩面层。

厂拌冷再生适用场合：可用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用，再生后的混合料适用于沥青路面的中、下面层及柔性基层。

其中规范中规定：适用于对各等级公路的RAP进行冷拌再生利用，再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况，可用于高速公路和一、二级公路沥青路面的下面层及基层，三、四级公路沥青路面的面层。当用于三、四级公路的上面层时，应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。

沥青层就地冷再生主要功能：实现旧沥青路面的翻修、重建、。再生混合料可用于中下面层或柔性基层。

优缺点：（1）优点：实现了就地的再生利用，节约了材料转运费用；施工过程的能耗低、污染小；使用范围广。

（2）缺点：施工质量控制的难度比较大；一般需要加铺沥青罩面层。

沥青曾就地冷再生适用场合：一般用于病害严重的一、二级公路沥青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。

3.承接施工的厂拌冷再生施工

此次承接的为某高速公路K390+400—K393+400，在确定维修方案的时候，主要考虑了以下问题。

此次施工为确保质量，其施工的关键材料—乳化沥青，采用了自制的乳化沥青。具体指标为：

由于在施工期间面临12厘米乳化沥青冷再生结构层直接开放交通的需求，因此，早期的车辙要求可能会超出实际能力。所以，我们在现有水泥添加剂量的基础上增加0、5%达到2%的水泥添加量。

作为2%的水泥添加量，将会对混合料柔性带来负面的影响，存在低温开裂的风险，但是当时考虑与早期车辙的风险相比，这种低温开裂风险相对比较低。所以在乳化沥青冷再生层采用了2%的水泥添加量。

4.关键材料的自己开发升级

通过施工我们发现，这次冷再生的关键材料—乳化沥青，存在一定的缺点，例如对无机材料的浸润存在缺憾，所以对无机材料的添加量和路面后期开裂都不能很好的解决。

我们通过技术上的论证和与学校的结合实验，开发出一种对无机材料完全浸润、在低温时有较好的抗开裂性能的乳化沥青。

我们所开发的乳化沥青很好的符合规范的要求，在某些性能上有了较大的提升。具体表现在：

4.1此乳化沥青具有强的浸润、裹附能力

我们开发的乳化沥青性能指标在与矿料的裹附等方面比其他的乳化沥青具有更好的效果。这主要是因为它具有更好的浸润能力，能够减小乳化沥青的表面能，从而减小收缩趋势，达到与矿料表面的更好裹附。另外此乳化沥青由于是采用季胺盐类乳化剂。所以他的乳化能力可以在不用调节酸性。这样就可以在中性或者非常接近中性的情况下达到最好的使用效能。因此，在与矿料的结合方面，就有了比一般的乳化沥青更好的基础，从而显著增强抗剥落的效果。同时，在矿料的选择性方面也就具有了更广泛的选择。

4.2乳化沥青与无机填料超强的相容能力

由于此乳化沥青具有非常强的浸润能力，所以对无机材料水泥的相容性上表现的尤为突出。在普通材料的冷再生过程中，为了控制后期的开裂，一般水泥的添加量只能控制在2%以下。但是，由于采用了我们自己开发的乳化沥青，我们实验中水泥等无机填料的用量达到10%，甚至更高。这样使得早期强度的产生明显加快，而低温却不产生开裂现象。这一特性在工程施工上有很实用的现实意义。早期强度的产生对开放交通的要求起到了一个良好的保障。而这一实验的成功也是对规范中现有规定2%的水泥添加量的一个颠覆。

4.3再生混合料的性能提升

此方面的工作，我们刚刚开始做。但是，根据我们已经做出的实验数据显示，此新型材料是具有很好的现实意义和施工意义、经济意义的。

冷再生在国外是一项成熟的技术，已经有三十多年的应用经验，且使用后效果良好。近几年，我国对冷再生技术也进行了研究，取得了比较多的经验，实践证明是可以推广使用的。但是因为此技术在我国的应用只有几年的历史，所以在