乳化沥青冷再生技术的优点
2009-02-18 13:24
从目前的工程实践来看，乳化沥青路面冷再生技术在道路再生中具有明显的优势，具体表现为：
（1）乳化沥青具有无毒、无臭、不易燃烧、生产工艺简单、原料低廉易得、便于冷施工等特点。其主要特性为储存稳定性、在混合过程中的稳定性等；
（2）冷再生技术节省成本，包括材料和运输成本，与其他传统的施工方法相比，总投资可节省40～50%；
（3）不损坏路基，提高旧路等级，且能够精确控制铺层厚度；
（4）由于无需对旧料实施运输、破碎工艺，因此工期缩短；
（5）可以充分利用旧路的沥青、石料等材料，旧料不再是废料，不需作扔弃处理，也减少了新材料的开采，具有重大的环保效益；
（6）沥青冷再生技术采用的筑路机械具有封闭式自动控制添加系统，可以实现合理配比、防止粉尘飞扬，有利于文明施工。
2008中国乳化沥青技术和路面维修养护技术大会专题论文
作者： 路学敏 师延强等
摘要：乳化沥青冷再生技术的应用效果受沥青混合料性质、乳化沥青性质、施工工艺等条件的影响较大。在已有研究基础上，结合高速公路沥青路面养护工程条件，对乳化沥青质量控制、混合料配合比设计、施工工艺与质量控制等乳化沥青厂拌冷再生基层应甩中的关键问题进行了研究，提出了乳化沥青冷冉生基层的质量控制要点。应用表明，只要严格控制原材料质量、配合比设计和施工工艺，乳化沥青冷再生混合料可以满足高速公路基层的性能要求。
O 引言
随着我国早期修建的一批高速公路相继进入养护和改扩建的高峰期，沥青路面再生技术的研究与应用引起了大家的关注。乳化沥青具有无毒、无臭、不易燃烧、生产工艺简单、原料低廉易得、便于冷施工等特点，乳化沥青路面冷再生不仅能够利用旧路面的废弃材料节省筑路材料，还解决了废弃材料对空间的占用及对环境的污染，可节省投资，获得直接的经济效益，并可保证生态环境获得社会效益，国内外对其已开展了较多研究，但由于旧沥青路面材料特性、乳化沥青性能、施工工艺等具体工程条件的差异性，乳化沥青冷再生技术的应用效果有所不同，应用技术尚处于研究完善阶段。本文结合高速公路路面养护工程，对乳化沥青质量控制、混合料配合比设计、施工工艺与质量控制等乳化沥青厂拌冷再生基层应用中的关键问题进行研究，为大面积推广应用提供参考。
1 原材料选择与质量控制
1．1 乳化沥青
乳化沥青冷再生沥青混合料宜采用优质阳离子乳化沥青，技术指标满足表1要求，并根据混合料设计进行选择确定。本次养护维修根据前述要求，选择了成品阳离子拌和型乳化沥青。
表1乳化沥青技术要求
检测项目
技术规范
电荷
阳离子带正电或非离子
破乳速度
慢
筛上剩余量，不大于/%
0.1
粘度
恩格拉粘度计E25
3～30
赛波特粘度Vs，不小于25℃/s
20～100
残留分含量，不小于/%
60
溶解度（三氯乙烯），不小于/%
97.5
蒸发残留物性质
针入度，100g，25℃，5s/0.1mm
50～250
软化点，不小于/℃
40
延度，25℃，不小于/㎝
40
储存稳定性
1天/%
≤1
5天/%
≤5
1．2 再生沥青路面材料
铣刨回收的再生沥青路面材料(RAP)的质量好坏直接决定着乳化沥青冷再生混合料的使用性能。首先RAP料应不含杂草和泥土、淤泥等有害物质，以及易碎颗粒，根据ASTM的要求，有害物质含量剥宜超过0.2％，砂当量控制值为60％。RAP料铣刨回收后应进行二次破碎和筛分，使其达到生产所需的尺寸和级配。同时，在拌和场堆放时应对较小粒径材料采取覆盖措施，控制其含水量不大于3.0％。本次RAP料的筛分结果见表2。
表2 冷再生混合料级配组成
筛孔尺寸/mm
4.75～31.5mmRAP料
0～4.75mmRAP料
10～25mm新骨料
合成级配
级配控制范围
37.50
100
100
100
100
100
31.50
100
100
100
100
90～100
19.00
87.4
100
22.2
80.8
72～90
9.50
50.9
100
0.3
62.9
48～68
4.75
0
100
0
40
30～50
2.36
0
65.4
0
26.2
18～38
1.18
0
37.7
0
15.1
10～27
0.60
0
22.9
0
9.2
6～20
0.075
0
4.4
0
1.8
0～7
所占比例
45%
40%
15%
1．3 新骨料
为了保证乳化沥青冷再生混合料具有良好路用性能，根据RAP料的筛分结果，增配了10-25mm的新骨料，筛分结果见表2。
1.4 添加剂
乳化沥青冷再生混合料一般选用水泥作为添加剂。水泥可以采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，禁止使用变质水泥；宜采用32.5级以上水泥，初凝时间3h以上，终凝时间不小于6h。本次维修采用32.5级普通硅酸盐水泥，强度、安定性、凝结时间均达到指标要求。
2 冷再生混合料配合比设计
2.1 级配组合
为了充分利用细胞回收的RAP料，根据实际筛分结果和已有研究成果，试配确定的再生混合料级配组成如表2所示。
2．2 混合料配合比确定
混合料配合比设计前对取样的RAP料进行了含水量测定，4.75～31.5mmRAP料为0.2％，0～4.75mmRAP料为0.9％。乳化沥青冷再生基层混合料配合比设计采用马歇尔设计方法。初拟乳化沥青含量为2.5％、3.5％和4.5%，水泥掺量为2％，分别采用马歇尔击实仪双面击实每面各75次方法，击实成型混合料试件，评价混合料的劈裂强度和马歇尔稳定度，结果见表3。
表3 乳化沥青冷再生混合料测试结果
乳化沥青含量%
预拌水量
常温劈裂强度
马歇尔稳定度
毛体积密度/g.cm
最大理论/g.cm
空隙率/%
干燥/MPa
浸水/MPa
强度比/%
2.5
3.0
0.70
0.50
70.4
5.3
2.254
2.577
12.5
3.5
2.5
0.57
0.50
86.2
4.9
2.261
2.521
10.3
4.5
2.5
0.44
0.40
90.9
3.6
2.223
2.464
9.8
根据已有研究成果和设计要求，混合料浸水24h的劈裂强度应大于0.3MPa，浸水和空气中养生试件劈裂强度比应不小于70％，乳化沥青冷再生基层混备料的空隙率宜控制在8％～12％之间，同时应能提供一个较好的水稳定性，最终确定乳化沥青最佳含量为3.5％±0.2％，最佳预拌水量为3.0％±0.2％。
3 乳化沥青冷再生基层施工工艺与质量控制
3.1 施工工艺
本次养护维修采用厂拌法施工，具体施工工艺流程为：
(1) 旧沥青路面材料铣刨回收，运回拌和场二次破碎、筛分，并堆放备用；
(2) 原材料选择与质量检验，进行乳化沥青冷再生基层混合料配合比设计，并试拌确定生产配合比；
(3) 拌和设备与施工设备调试；
(4) 下承层准备与施工放样；
(5) 采用冷厂拌拌和楼拌和混合料，并利用自卸车运输到施工现场；
(6) 自行式摊铺机混合料摊铺；
(7) 采用钢轮压路机和轮胎压路机碾压成型；
(8) 开放交通。
3．2 施工质量控制要点
(1) 乳化沥青的性能对再生混合料的影响较大，施工过程中应随机抽样试验，严格监控乳化沥青的性能，成品乳化沥青应要求供应商委派技术人员驻场提供技术服务。
(2) RAP料应严格控制破碎后的尺寸和级配，定时进行抽样筛分试验，掌握级配变化情况，及时调整生产混合料级配组成；同时，RAP料堆放过程中应注意堆放高度，避免在自重作用下材料再次粘结形成尺寸较大的颗粒；对于较小粒径的材料，应尽量采取覆盖措施，以减小RAP料含水量对再生混合料质量的影响；及时检测RAP料的含水量，并依此调整混合料的预拌水量。
(3) 混合料拌和过程中，应严格计量，控制混合料配合比，并保证拌和均匀；拌和时间短于热拌沥青混合料的拌和时间，若过度拌和，则粗集料表面的乳化沥青容易剥落，也会导致乳化沥青提前破 乳，使混合料劲度过大；若拌和不充分，则可能导致集料不能充分地被乳化沥青包裹。
(4) 冷再生混合料机械摊铺后，应在摊铺后30min内、乳化沥青开始破乳时开始碾压，掺入水泥后可以直接在摊铺后立即碾压；合理的碾压方式通过最大压实度要求试铺确定；碾压过程中应严格控制含水量，水分过少比利于压实，过多则会导致混合料密度低、养生期延长。
(5) 碾压成型的乳化沥青冷再生基层应至少在2h内不允许车辆通行，2h后轻型车辆可以通行，开放后应对表面进行养护；一般情况下，冷再生基层养生2～5天，混合料水分散失，含水量降低到2.0％以下时，可以进行上层施工。
4 结语
(1) 乳化沥青冷再生混合料只要严格控制原材料质量、配合比设计和施工工艺，可以满足高速公路基层的性能要求，在养护维修中应用。
(2) 厂拌冷再生与厂拌热再生相比，可以充分利用旧沥青混合料，且不需要加热烘干，可以大大节约能源和成本，具有很高的环保性；与现场冷再生相比，混合料的均匀性、配合比等容易控制和保证。
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