10 沥青冷再生

冷再生施工关键技术
冷再生主要指对原路面进行再生利用 的过程中不需要使用热能。按施工工艺的 不同，可以将其分为厂拌冷再生及就地冷 再生。
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厂拌冷再生具有如下优点：①可以在 更大范围内调整混合料的级配，故更容易 控制拌和质量，获得质量均匀的符合使用 要求的泡沫沥青再生混合料；②再生料用 摊铺机进行摊铺，厚度均匀、工艺成熟， 有利于控制路面标高、再生层的平整度； ③对旧路铣刨后可以及时发现基层病害， 并进行相应处理。其主要缺点为：厂拌冷 再生施工需要专用的拌和场地，增加了铣 刨料的运输和堆放费用。
我国现行规范对矿粉含量的规定：泡沫沥青混合料中矿粉含量应在 6~20%之间，而乳化沥青混合料的矿粉含量在1~7%之间。
拌和用水量
沥青用量
水泥用量
水泥是影响冷再生混合料路用性能的关键因 素，在混合料中起到矿粉和改性剂的作用，它的 分散程度对RAP的稳定效果有显著影响。水泥使 分散程度对RAP的稳定效果有显著影响。水泥使 混合料的早期强度、水稳性及最终强度有较大幅 度提高。 加入过多的水泥，不但经济上不合理，而且 容易增加混合料的脆性，使其容易开裂。因此， 我国冷再生混合料常用的水泥用量在1~2%之间。 我国冷再生混合料常用的水泥用量在1~2%之间。
不同的交通量下，混合料强度的测试指标各 不相同，低交通量下（交通量低于3 MESA）， 只测试40℃养生72h混合料的干湿劈裂强度；较 高交通量下（交通量为3～6 MESA），测试试件 在平衡含水率下的干、湿劈裂强度；更高交通量 下（交通量超过6 MESA），采用三轴试验评价 混合料的抗剪强度，并借助于MIST评价BSM的 抗水损害能力. .
三种常用冷再生稳定剂的优缺点比较
泡沫沥青发泡原理
目前一般采用膨胀率（发泡体积倍数）和 半衰期两个指标来衡量沥青的发泡效果。
乳化沥青乳化原理
胶体磨其主要工作原理是：流动态的热沥青在离 心力的作用下，在高速相对运动下的定子与转子 之间强制通过，受到剪切、磨擦及高频震动作用， 分散成粒径约为2~5µm的沥青微滴。
集料温度
空隙率
空隙率是冷再生混合料的关键指标之一，它不仅对混 合料的各项性能均有显著的影响，而且空隙率的大小 及其结构对混合料的养生有显著的影响。泡沫沥青混 合料的孔隙大而连通，乳化沥青混合料孔隙偏小且易 成封闭状态，故前者水分的散失速度高于后者，其早 期强度的增长速度较后者为快。
泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料 设计方法
矿粉 宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。 矿粉必须干燥、清洁，矿粉质量技术要求 见表。
泡沫沥青及乳化沥青混合料性能的影响因素 级配
100 90 80 70 通过率(%) 60 50 40 30 20 10 0 0.075 0.3 2.36 4.75 我国现行规范乳化沥青混合料级配下限 我国现行规范乳化沥青混合料级配上限 我国现行规范泡沫沥青混合料级配下限 我国现行规范泡沫沥青混合料级配上限 9.5 13.2 16 19 26.5
我国泡沫沥青混合料设计方法 该方法的具体设计步骤如下： 1、在规范规定的级配范围内，确定工程设计 级配范围。特殊情况下，允许超出该规范 级配范围，该范围推荐的泡沫沥青混合料 设计级配范围见表。
2、材料的选择与准备，配合比中各种矿料、RAP、 、材料的选择与准备，配合比中各种矿料、RAP、 水泥等符合该规范的要求。 3、测定RAP、细集料等各组成材料的级配，然后以 、测定RAP、细集料等各组成材料的级配，然后以 RAP为基础，通过改变新集料的掺配比例，使合 RAP为基础，通过改变新集料的掺配比例，使合 成后的级配满足工程设计级配的要求。 4、确定最佳含水率及最大干密度。 5、成型并养生试件。 6、测试试件各种性能，并结合工程经验，综合确 定混合料的最佳泡沫沥青用量，同时对试件进行 冻融劈裂试验，试验的各种结果应符合下表的要 求。
沥青路面冷再生技术
沥青再生技术是指对不能满足路面使用 要求的沥青混凝土废料通过各种措施进行 处理后重新利用的技术，包括对旧沥青混 凝土路面进行翻挖、破碎、筛分，再与新 集料、新沥青、再生剂（必要时）重新混 合，形成具有预期路用性能的混合料，并 重新铺筑成路面的各种结构层（包括面层 和基层） ，它基本适用于各种沥青路面的 修筑，其使用效果与新沥青混合料相当或 接近。
乳化沥青冷再生混合料的设计方法
其设计步骤基本与我国泡沫沥青混合料设计方 法相同，所不同的是混合料的级配范围、拌和用 水量及试件成型方法。
混合料拌和用水量的确定方法是参照现行 《公路土工试验规程》（JTG E40）T 0131的方 公路土工试验规程》 E40） 0131的方 法，首先在合成混合料中加入4.0%的乳化沥青， 法，首先在合成混合料中加入4.0%的乳化沥青， 变化含水率进行击实试验，获得最大干密度时的 含水率即为最佳含水率。 试件成型采用二次击实的方法，首先将拌和均 匀的乳化沥青试样双面击实50次，将试样连同试 匀的乳化沥青试样双面击实50次，将试样连同试 模侧放于60℃鼓风烘箱中养生40h，从烘箱中取 模侧放于60℃鼓风烘箱中养生40h，从烘箱中取 出后，立即马歇尔双面击实25次，侧放于室内冷 出后，立即马歇尔双面击实25次，侧放于室内冷 却后，测其性能。
沥青 用于发泡的沥青，其技术要求及适用范围 应符合《公路沥青路面施工技术规范》 应符合《公路沥青路面施工技术规范》 （JTG F40－2004）关于道路石油沥青技 F40－2004）关于道路石油沥青技 术要求中70号或90号沥青的规定。用于重 术要求中70号或90号沥青的规定。用于重 载交通或面层较薄的道路时宜选用70号沥 载交通或面层较薄的道路时宜选用70号沥 青，当日平均气温低于20℃时宜选用90号 青，当日平均气温低于20℃时宜选用90号 沥青。不得使用改性沥青。
将沥青进行发泡或乳化的根本目的是降低 沥青粘度，使其可与常温、潮湿的集料进 行拌和，生产满足路面使用性能的沥青混 合料，但二者制备方法却并不相同，前者 采用物理方法降低沥青粘度，后者则借助 于化学方法。
泡沫沥青混合料的强度形成机理
当注入的水与热沥青接触时，便转化为蒸汽， 并分布于数以千计的微小沥青泡中，此时，沥青 的物理性质发生改变。当与集料拌和时，沥青泡 破裂，形成微小的沥青滴，这些沥青滴通过与较 小的颗粒( 小的颗粒(细集料及粉料颗粒，尤其是 <0.075mm的矿粉) <0.075mm的矿粉)粘结形成胶浆，分布于集料 间。压实时，胶浆中的沥青滴在机械作用下，挤 压到较大的集料表面，形成局部的非连续的粘结， 也就是以“点焊” 也就是以“点焊”的方式将集料颗粒粘结在一起， 形成混合料的初期强度。
沥青混合料的再生利用，能够节省大量的 沥青和砂石材料，降低筑路成本，同时， 还有利于处治废弃的沥青路面材料，节约 能源，保护环境，因而具有显著的经济效 益和社会效益，属于环境友好型和费用节 约型材料。
根据不同的再生工艺技术，我国习惯将沥 青再生技术分为四大类：厂拌热再生、厂 拌冷再生、现场热再生和现场冷再生。 （1）厂拌热再生 先将旧混凝土路面铣刨后运回工厂，通过 破碎、筛分（必要时），并根据旧料中沥 青用量、沥青老化程度、碎石级配等指标， 掺入一定量的新集料、沥青、再生剂（必 要时），进行拌和使混合料达到规范规定 的各项指标，然后按照与新建沥青混凝土 路面完全相同的方法重新铺筑。
泡沫沥青混合料
乳化沥青混合料
泡沫沥青及乳化沥青混合料原材料的质量要求 石屑和碎石 石屑和碎石应洁净、干燥、无风化、无杂 质，并有颗粒级配，质量稳定，其质量应 符合下表要求。 石屑材料质量要求
碎石材料质量要求
铣刨料 铣刨料应干燥、材料组成稳定，其质量 应符合下表要求。
水泥、石灰 水泥、 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅 酸盐水泥都可用于冷再生，技术指标应符合有关 国家标准的要求，其中初凝时间不得小于3h，终 国家标准的要求，其中初凝时间不得小于3h，终 凝时间宜在6h以上。快硬水泥、早强水泥或者已 凝时间宜在6h以上。快硬水泥、早强水泥或者已 受潮变质的水泥不得使用。水泥强度等级可为 32.5或42.5。 32.5或42.5。 石灰作为再生结合料或者添加剂时，可以采用消 石灰粉或者生石灰粉，石灰技术指标应符合现行 《公路路面基层施工技术规范》的规定，如在野 公路路面基层施工技术规范》 外长时间堆放时，应覆盖防潮。 水 制作乳化沥青、泡沫沥青用水均应为可饮用水。 使用非饮用水时，应经试验验证，不影响产品和 工程质量时方可使用。
（2）厂拌冷再生 先将旧混凝土路面材料运回拌和厂，经过 破碎作为再生混合料集料，加入水泥或石 灰、粉煤灰、乳化沥青、泡沫沥青等一种 或多种稳定剂和新料（必要时）进行搅拌， 然后铺筑于基层或底基层。 （3）现场热再生 现场热再生也称为表层再生技术。该技术 通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压 等工序，一次性实现就地旧沥青混凝土路 面再生，具有无须运输废旧沥青混合料、 工效高、对公路运营影响程度低等优点。
乳化沥青混合料的强度形成机理
乳化沥青与集料拌和时，由于乳化沥青颗粒 表面的电荷与集料表面的电荷发生的中和反应及 水分的蒸发作用，沥青微滴从乳化液中分离出来， 相互逐渐靠近粘结，开始形成沥青膜，这就是沥 青乳液的分解与破乳。
泡沫沥青与乳化沥青混合料强度形成机理的 比较 沥青分散机理的不同决定了两种混合料强 度形成机理的不同。当与集料接触时，乳 化沥青优先分布于矿粉上，但不是完全地， 乳化沥青同样包裹粒径较大的集料。而泡 沫沥青则几乎完全分散于矿粉中，生成了 由沥青微粒与矿粉组成的沥青胶浆，再将 粗集料“点焊” 粗集料“点焊”在一起。
（4）现场冷再生 利用专业再生机械在现场铣刨、破碎、加 入新料（包括乳化沥青、泡沫沥青或其他 再生剂、稳定剂和集料，必要时）、拌和、 摊铺和预压，再由压路机进一步压实。这 种再生路面主要用于低等级公路面层和高 等级公路路面基层，不适用于高级路面的 面层。
再生常用的稳定剂
用于冷再生的稳定剂主要可分为以下四类: 用于冷再生的稳定剂主要可分为以下四类: ①物理 稳定剂。主要包括各种粒料材料, 稳定剂。主要包括各种粒料材料,如轧制碎石、砾石 等，这种稳定剂的成本低，但用其稳定的再生混合 料强度增长小且不持久。②化学类稳定剂。主要包 括水泥、石灰、粉煤灰、氯化钙等，使用化学类稳 定剂可以提高再生混合料的强度和水稳定性，其缺 点是将刚性引入再生沥青混合料，使其呈现半脆性、 易开裂、耐疲劳性能变差。 ③沥青类稳定剂。主要包括乳化沥青和泡沫沥青， 使用沥青类稳定剂不仅可以提高再生混合料的强度 和水稳定性，而且可使再生沥青混合料保持柔性， 具备良好的耐久性能。④混合类稳定剂。将少量的 水泥或石灰与沥青类稳定剂混合使用，可以改善该 类材料的强度和水稳定性。
泡沫沥青冷再生混合料的设计方法
南非在2009年 月推出了《 南非在2009年5月推出了《乳化沥青和泡沫 沥青稳定类混合料的设计与施工技术指南》 沥青稳定类混合料的设计与施工技术指南》，该 指南提供了一套完整的沥青稳定类混合料的设计 与施工标准，它包括方案选择、材料分类、配合 比设计、结构设计、施工及工程的风险评估等。
养生条件 养生条件主要是指温度、风及湿度等环境因 素。在混合料强度形成的过程中，一方面， 温度越高、风力越大、湿度越低，越有利 于水分的蒸发，沥青与集料的粘聚力及集 料间内摩阻力增长得也就越快。另一方面， 就水泥的水化反应而言，较高的温度有利 于加快水泥的水化反应；但是如果温度偏 高导致水分散失过快，水泥有可能出现水 化反应不能充分完成的情况。
筛孔尺寸(mm)/对数
100 90 80 70 通过率(%) 60 50 40 30 20 10 0 0.075 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 6.7 9.6 13.2 19.5 26.5 37.5 50 筛孔尺寸(mm)/对数 南非乳化沥青混合料级配下限 南非乳化沥青混合料级配下限 南非泡沫沥青混合料级配下限 南非泡沫沥青混合料级配上限