廠拌冷再生應用研究

呂良江

【摘 要】發(fā)達國家早在上個世紀初就開始研究瀝青路面的再生技術。但是真正的規(guī)模應用開始于上個世紀70年代。目前，瀝青路面再生利用技術已經(jīng)成為歐美發(fā)達國家公路假設與維修養(yǎng)護的最常用技術，普及程度高，技術成熟。上個世紀80年代，我國在不同程度上開展過舊瀝青材料的再生技術研究，再生料一般只用于輕交通道路、道路的基層或者非機動車道等。最近幾年，伴隨著我國公路建設的快速發(fā)展和大量高等級公路瀝青路面需要進行翻修和重建，舊瀝青路面材料的再生利用問題重新得到了重視和廣泛的關注。

【關鍵詞】公路建設；瀝青路面；再生技術；廣泛關注

1.再生技術發(fā)展概況

按照每10年左右翻修一次，路面平均寬度22米、翻修厚度10厘米計算，8、5萬千米的全國高速公路網(wǎng)平均每年產(chǎn)生接近5000萬噸的舊瀝青混合料。

因此，我們必須要大力推廣路面再生應用技術，充分發(fā)揮舊路面材料的價值。促進舊路面材料的循環(huán)利用，保護生態(tài)環(huán)境，減少資源浪費。

近年來，為了適應建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求，北京、遼寧、廣東、江蘇、河南、上海、陜西、山東等省市對瀝青路面再生技術進行了研究，并鋪筑了面積不等的再生工程。瀝青路面再生技術在我國公路建設和養(yǎng)護中逐步推廣應用。

為促進瀝青路面再生技術的廣泛應用，推廣再生應用技術，保證瀝青路面再生工程質量，交通部公路司于2006年9月下達了《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》的編制任務，由交通部公路院等單位負責編寫。2008年4月交通部發(fā)布了此《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》。

2.再生技術分類

瀝青路面再生技術包括：

（1）廠拌熱再生。

（2）就地熱再生。

（3）廠拌冷再生。

（4）就地冷再生。

其中就地冷再生技術按照再生材料和厚度不同分為：

①瀝青層就地冷再生。

②全深式就地冷再生。

就地熱再生主要功能：

（1）修復瀝青路面表面層病害。

（2）恢復瀝青表面層物理力學性能。

（3）恢復瀝青路面平整度，修復瀝青路面車轍。

優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點：實現(xiàn)了就地的瀝青路面再生利用，接生了材料轉運費用

（2）缺點：再生深度通常限制在2、5—6厘米；無法除去已經(jīng)不合適進行再生的舊混合料，級配調整幅度有限。

其中就地熱再生適用的場合：路面有足夠的承載能力，瀝青路面的病害僅發(fā)生在中、上面層（60毫米以內），一般用于高速公路、一、二級公路瀝青路面的修復。

其中規(guī)范中規(guī)定：適用于僅存在淺層輕微病害的高速公路及一、二級公路瀝青路面表面層的就地再生利用，再生層可以用作上面層或者中面層。

廠拌熱再生的主要功能：

（1）可修復瀝青路面的幾乎所有病害。

（2）恢復甚至改善瀝青路面混合料性能。

優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點：再生工藝易于控制，再生后的瀝青混合料性能比較理想，使用范圍廣。

（2）缺點：銑刨后的舊瀝青混合料需要來回運輸；RAP用量比較少，一般僅為10—25%，連續(xù)式拌合樓可為30—50%。

廠拌熱再生適用場合：適用于各等級公路瀝青路面經(jīng)銑刨、挖除下來的瀝青層材料的再生利用，再生后的瀝青混合料可以用于各等級公路瀝青面的建設和維修養(yǎng)護工程。

其中規(guī)范中規(guī)定：適用于對各等級公路RAP進行熱拌再生利用，再生后的瀝青混合料根據(jù)其性能和工程情況，可用于各個等級公路的瀝青面層及柔性基層。

廠拌冷再生主要功能：

（1）以冷拌瀝青混合料的形式實現(xiàn)舊路面瀝青層材料的再生利用。

（2）恢復和改善舊瀝青混合料路用性能。

優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點：再生工藝易于控制，再生混合料性能比較好；適用范圍廣；能耗低、污染小。

（2）缺點：再生混合料強度的形成需要比較長的時間；需要加鋪一定厚度的罩面層。

廠拌冷再生適用場合：可用于各等級公路舊瀝青路面材料的再生利用，再生后的混合料適用于瀝青路面的中、下面層及柔性基層。

其中規(guī)范中規(guī)定：適用于對各等級公路的RAP進行冷拌再生利用，再生后的瀝青混合料根據(jù)其性能和工程情況，可用于高速公路和一、二級公路瀝青路面的下面層及基層，三、四級公路瀝青路面的面層。當用于三、四級公路的上面層時，應采用稀漿封層、碎石封層、微表處等做上封層。

瀝青層就地冷再生主要功能：實現(xiàn)舊瀝青路面的翻修、重建、。再生混合料可用于中下面層或柔性基層。

優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點：實現(xiàn)了就地的再生利用，節(jié)約了材料轉運費用；施工過程的能耗低、污染??；使用范圍廣。

（2）缺點：施工質量控制的難度比較大；一般需要加鋪瀝青罩面層。

瀝青曾就地冷再生適用場合：一般用于病害嚴重的一、二級公路瀝青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加鋪一定厚度的瀝青罩面。

3.承接施工的廠拌冷再生施工

此次承接的為某高速公路K390+400—K393+400，在確定維修方案的時候，主要考慮了以下問題。

此次施工為確保質量，其施工的關鍵材料—乳化瀝青，采用了自制的乳化瀝青。具體指標為：

由于在施工期間面臨12厘米乳化瀝青冷再生結構層直接開放交通的需求，因此，早期的車轍要求可能會超出實際能力。所以，我們在現(xiàn)有水泥添加劑量的基礎上增加0、5%達到2%的水泥添加量。

作為2%的水泥添加量，將會對混合料柔性帶來負面的影響，存在低溫開裂的風險，但是當時考慮與早期車轍的風險相比，這種低溫開裂風險相對比較低。所以在乳化瀝青冷再生層采用了2%的水泥添加量。

4.關鍵材料的自己開發(fā)升級

通過施工我們發(fā)現(xiàn)，這次冷再生的關鍵材料—乳化瀝青，存在一定的缺點，例如對無機材料的浸潤存在缺憾，所以對無機材料的添加量和路面后期開裂都不能很好的解決。

我們通過技術上的論證和與學校的結合實驗，開發(fā)出一種對無機材料完全浸潤、在低溫時有較好的抗開裂性能的乳化瀝青。

我們所開發(fā)的乳化瀝青很好的符合規(guī)范的要求，在某些性能上有了較大的提升。具體表現(xiàn)在：

4.1此乳化瀝青具有強的浸潤、裹附能力

我們開發(fā)的乳化瀝青性能指標在與礦料的裹附等方面比其他的乳化瀝青具有更好的效果。這主要是因為它具有更好的浸潤能力，能夠減小乳化瀝青的表面能，從而減小收縮趨勢，達到與礦料表面的更好裹附。另外此乳化瀝青由于是采用季胺鹽類乳化劑。所以他的乳化能力可以在不用調節(jié)酸性。這樣就可以在中性或者非常接近中性的情況下達到最好的使用效能。因此，在與礦料的結合方面，就有了比一般的乳化瀝青更好的基礎，從而顯著增強抗剝落的效果。同時，在礦料的選擇性方面也就具有了更廣泛的選擇。

4.2乳化瀝青與無機填料超強的相容能力

由于此乳化瀝青具有非常強的浸潤能力，所以對無機材料水泥的相容性上表現(xiàn)的尤為突出。在普通材料的冷再生過程中，為了控制后期的開裂，一般水泥的添加量只能控制在2%以下。但是，由于采用了我們自己開發(fā)的乳化瀝青，我們實驗中水泥等無機填料的用量達到10%，甚至更高。這樣使得早期強度的產(chǎn)生明顯加快，而低溫卻不產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。這一特性在工程施工上有很實用的現(xiàn)實意義。早期強度的產(chǎn)生對開放交通的要求起到了一個良好的保障。而這一實驗的成功也是對規(guī)范中現(xiàn)有規(guī)定2%的水泥添加量的一個顛覆。

4.3再生混合料的性能提升

此方面的工作，我們剛剛開始做。但是，根據(jù)我們已經(jīng)做出的實驗數(shù)據(jù)顯示，此新型材料是具有很好的現(xiàn)實意義和施工意義、經(jīng)濟意義的。

冷再生在國外是一項成熟的技術，已經(jīng)有三十多年的應用經(jīng)驗，且使用后效果良好。近幾年，我國對冷再生技術也進行了研究，取得了比較多的經(jīng)驗，實踐證明是可以推廣使用的。但是因為此技術在我國的應用只有幾年的歷史，所以在前期實驗研究、施工、質量監(jiān)測等方面還是有許多問題需要我們解決的。