冷再生技术的使用现状及存在问题

有研究指出，在旧料表面一定厚度范围内，乳化沥青对旧 沥青还具有化学软化作用，使其恢复部分性能，从而使乳化沥 青与被再生的旧沥青共同形成能够完全包裹 RAP 颗粒的有效 沥青薄膜。这种有效沥青薄膜具有一定的粘结力，它是形成乳 化沥青冷再生混合料强度的重要因素。乳化沥青混合料强度构 成因素同样是材料的内聚力和内摩阻力，不同的是内聚力和内 摩阻力有一个变化过程，在混合料初期和后期各自对强度的贡 献不同。内聚力主要是由沥青的粘聚力及沥青与矿料的粘附力 组成，内摩阻力主要是由骨料之间的嵌挤和摩擦构成。 冷再生混合料的设计通常是在选定再生旧料、新矿质集料 和添加剂后 , 一般首先确定添加剂的大致用量 , 然后 , 按不同 拌和用水量、压实含水量确定符合裹覆性的含水量范围和最佳 稳定度的含水量。 最后 , 变化添加剂的用量 , 根据马歇尔稳定度、 流值、空隙率等指标确定添加剂的最佳含量。冷再生稳定剂的 选择应综合考虑回收材料的性质、 工程特点和环境因素等确定。 二、冷再生技术的工程应用 我国从 1998 年开始引进现场冷再生技术进行道路养护， 随着乳化沥青冷再生技术的不断推广， 其应用范围也逐渐扩大， 京沪高速、京哈高速、沪宁高速、西汉高速、铜黄高速和惠 河高速等大修工程中均铺筑了乳化沥青冷再生试验路段。2003 年广东省佛山市利用乳化沥青掺加少量水泥再生了佛山市石南 大桥北至国道 325 线连接线工程。2004 年沈阳三鑫公路工程 公司采用维特根 WR2500S 在营大路进行的乳化沥青冷再生应 用，成为我国最早也是最大的乳化沥青冷再生工程。2005 年 天津市市政公路管理局以乳化沥青冷再生技术在京哈公路维修 改造工程中选取 0.5km 作为试验段，进行了乳化沥青冷再生技 术在旧路改造中的应用；2007 年河北省廊坊市以乳化沥青和 泡沫沥青作为再生剂掺加少量水泥进行了大香线 2.25km 路段 的维修改造工程。这些工程应用的实施，为沥青路面冷再生技 术积累了宝贵经验，取得了良好的社会效益和经济效益。 三、冷再生技术存在问题 冷再生技术在使用的工程中也暴露出一些问题。冷再生混 合料早期强度较低，开放交通延迟，往往会造成一定时间的交 通的中断。有研究指出，可再冷再生混合料中加入一定量的水 泥，利用水泥吸水水化加速乳化沥青（或泡沫沥青）破乳，以 达到提高混合料的早期强度，缩短强度形成时间。但实际操作 中仍存在水泥的水化作用使乳化沥青过早破乳，影响再生混合 料的施工和易性等问题。 且冷再生的再生质量也不能达到沥青面层的质量标准 , 只 能用于基层或者下面层 , 其使用的范围也受到了一定的限制， 怎么提高冷再生的再生质量并建立相应的路用性能指标体系是 今后努力的方向。 另外，我国高等级公路沥青路面的基层结构多采用半刚性 材料 , 而冷再生材料应用于基层为我国的高等级公路提供了一 种新型柔性基层材料。此种柔性基层的采用对高等级公路的路 用性能及使用寿命产生怎么样的影响，此方面的研究具有较高 的社会效益。
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浅析冷再生技术的使用现状及存在问题
山东高速泰安管理处 范文东
摘 要：沥青路面冷再生技术的运用，可有效提高资源利用率，节约成本，保护生态环境，具有显著的经济效益及社会效益。文章对常见的 冷再生技术的原理进行简单阐述，并提出现行技术中存在的问题，为工程技术人员提供一定参考依据。 关键词：沥青路面；冷再生；泡沫沥青； 乳化沥青
我国现阶段公路使用情况，呈现公路养护与维修任务繁 重，养护技术相对建设技术来讲较为落后的特点。传统的公路 维修工艺多采用挖除旧沥青路面，重新加铺新的沥青面层的方 式。此种施工工艺存在造价高、工期长、中断交通时间长等缺 陷。且挖除的旧沥青路面废料存在环境污染、堆放困难、浪费 有价资源三大问题。沥青路面再生技术以其良好的经济效益和 环保作用，已成为沥青路面技术研究的一个重要方向。有资料 表明，我国每年产生约 220 万吨的旧沥青混合料，若采用再生 技术循环利用这些废旧沥青混合料，每年节省的材料费用可达 3.5 亿元之多。且这个数字还将以每年 15% 的速度增加，预计 到 2015 年我国因公路改造产生的废旧沥青混合料将达 1000 万 吨，对其进行再生利用将可产生 15 亿元的直接经济效益。且 产生的环境效益也很显著。 按照工艺的不同，沥青路面再生技术分为热再生技术和冷 再生技术。热再生技术的工作原理是通过恢复老化沥青的粘结 性能，重新发挥沥青的胶结料作用后将沥青和集料再生利用。 但其使用的材料只能是沥青面层铣刨料，有其使用的局限性。 而冷再生技术是将原有的路面铣刨料作为骨料重复利用，它不 仅可以使用面层铣刨料，还可以利用无机结合料稳定的基层铣 刨料，可最大限度地利用旧路面材料 , 能够节约大量的沥青和 砂石材料 , 节省工程投资。此外，冷再生还具延长施工季节， 改善施工条件，减少环境污染等优点。冷再生以其显著的经济 效益和社会效益已成为国际上路面维修改造的主要方法之一。 一、常见的冷再生技术 沥青路面冷再生的原理即流变逆转原理。但实际中，沥青 是不能充分实现流变逆转的。因此，冷再生混合料主要应用于 高等级公路基层，故要具有一定的强度、刚度、水稳性。 冷再生添加剂主要有乳化沥青、泡沫沥青 , 另外 , 还可以 添加水泥、水泥稀浆、石灰、粉煤灰等。需要注意的是水泥和 乳化沥青类型应慎重选择，以避免水泥的水化作用使乳化沥青 过早破乳，影响再生混合料的施工和易性。 1. 泡沫沥青再生技术 泡沫沥青冷再生混合料是以泡沫沥青作为主要稳定稳定 剂，其强度形成机理与普通热拌沥青混合料是不同的。沥青发 泡以后，物理性质发生了变化，其粘度显著降低，形成的泡沫 沥青体积急剧增加，表面张力减小，可以在常温下方便地与不 加热的集料 (RAP) 拌和均匀。在泡沫沥青拌和过程中，当泡沫 沥青与集料接触时，沥青泡沫瞬间化为数以百万计的“沥青微 粒”粘附于细料的表面，形成粘有大量沥青的细料填缝料，经 过拌和压实，这些细料能填充于湿冷的粗料之间的空隙并形成 类似砂浆的作用，使混合料达到稳定。即泡沫沥青冷再生料的 初期强度主要由泡沫沥青裹覆铣刨料中的细料， 形成的沥青 “玛 蹄脂”再粘附粗料而形成。最终强度由三部分组成，即 RAP 中集料之间的嵌挤力与内摩阻力、RAP 中旧沥青与集料之间 的粘聚力和泡沫沥青与细料形成的沥青胶浆与粗料之间的粘聚 力。 2. 乳化沥青再生技术 乳化沥青冷再生混合料是以乳化沥青作为稳定剂，是使用 最为广泛的冷再生结合料。其再生机理是在水润条件下，发生 电离反应的矿料和旧料的表面均带有电荷，形成吸附性薄膜。 当乳化沥青和湿润的集料接触时，乳化剂的极性亲水端总倾向 于吸附极性的矿料表面。同时，沥青颗粒自身形成的正、负电 荷载体与极性的集料表面产生相互吸咐作用。这种吸附作用使 沥青颗粒迅速排列在矿料表面，形成单分子层。在适当的外界 环境下，乳化沥青开始破乳。乳化剂亲水端的水颗粒逐渐被吸 收、排出和蒸干，最终只有沥青颗粒留在集料表面，形成类似 于热拌沥青混合料的沥青薄膜完全包裹集料的结构。