沥青路面冷再生技术综述
2015-07-15
1 前言
截止2012年底我国公路里程已经突破410万公里，高速公路里程达到9.6万公里。在我国已建成的高级和次高级路面中，沥青路面的比重最大。每年12%左右的沥青路面的维修改建产生大量被铣刨下来的旧沥青路面材料（RAP），采用合适的再生方法，使得这些RAP得到技术上可靠、经济上合理的重新利用，将产生巨大的经济和社会效益，有利于可持续发展目标的实现。因此，开展RAP再生利用技术研究，具有重大的现实意义。
2 沥青路面再生
2.1再生方法
根据美国沥青再生协会（ARRA）的定义和分类，将沥青路面再生分为：冷刨法，厂拌热再生，就地热再生，冷再生，全厚式再生。
2.2冷再生的优缺点
冷再生主要指对原路面进行再生利用的过程中不需要热能的使用。冷再生具有如下几个显著优点：
（1）可用于处治多种路面病害类型。
（2）可大大减少路面中反射裂缝的出现。
（3）可在不改变路面纵横线形的前提下改善路面的结构承载力。
（4）可减少路面施工过程中对能源、集料、沥青等的需求，从而可以降低工程成本。
（5）可以减少环境污染，节约自然资源，有利于环保。
3 冷再生方法
3.1乳化沥青冷再生
3.1.1乳化沥青概述
乳化沥青（简称乳液）是由两种互不相容的物质——沥青和水通过机械分散而制得的沥青乳浊液。
乳化沥青主要由沥青、乳化剂、稳定剂和水组成。乳化沥青按微粒所带电荷可分为阴离子型，阳离子型和非离子型3类；按破乳速度快慢又可分为快凝型、中凝型和慢凝型3种，而快凝型又有快凝（QS）和速凝（RS）之别。
3.1.2乳化沥青冷再生技术优点
乳化沥青冷再生技术具有以下优点：
（1）可以有效地解决半刚性基层反射裂缝问题，延长沥青面层使用寿命。
（2）能够节约大量的沥青、砂石等原材料，节省工程投资，有利于废料处理、保护环境，因而具有显著的经济效益和社会效益。
（3）拌和、施工工艺简单，在路面压实后可以立刻开放交通，缩短了施工时间又保持着同样良好的养护效果。
（4）施工期间无挥发物产生，利于环保；施工受季节和气候影响较小。
3.2泡沫沥青冷再生
3.2.1泡沫沥青概述
沥青的发泡过程实际上是在膨胀腔内完成的。需要选择膨胀比较大、半衰期较长的发泡条件来制作泡沫沥青。这也是进行室内发泡试验的最终目的，即寻找某沥青得到最优良发泡效果时所采用的发泡条件，这个发泡条件一般称为最佳发泡条件。最佳发泡条件一般由沥青温度和发泡用水量组成，最佳发泡条件下的发泡效果称作最佳发泡效果。
3.2.2泡沫沥青冷再生技术优点
作为一种实用性的路面技术，泡沫沥青冷再生具有多种优点，主要如下：
（1）可用于处治多种类型的材料，包括优质和劣质的路面材料以及回收的路面材料等，通过泡沫沥青稳定处理，可增强待稳定材料的强度、稳定性及耐久性等；
（2）通过稳定处理旧路面材料，可解决废弃物的堆置问题，减少环境污染，并可实现资源的再生利用；
（3）泡沫沥青冷再生过程中，仅需加热沥青，集料等不需加热和烘干，因此可以有效节约能源；
（4）由于泡沫沥青在稳定材料中的特殊分散方式，泡沫沥青冷再生技术可节省沥青结合料的使用量，从而降低工程成本；
（5）泡沫沥青结构层施工期间无挥发物产生，利于环保，且施工受季节和气候影响较小；
（6）泡沫沥青结构层早期强度增长较快，施工后可立即开放交通（交通量不大的情况），无需长时间的专门养生。
3.3乳化沥青冷再生技术与泡沫沥青冷再生技术对比
在原材料方面， 2种冷技术所需原材料都容易获得，乳化沥青冷再生段所用RAP筛分为0～9. 5mm和9. 5～37. 5 mm两档材料，而泡沫沥青冷再生段所用RAP没有筛分。
混合料配合比设计方面，种2冷再生混合料采用完全相同的强度、水稳定性等等设计标准，设计流程也基本相同，只是冷再生混合料工程设计级配范围有所区别。
在施工工艺方面，泡沫沥青冷再生的特点是施工受气候影响较小，并且养生时间短，最多3 天后即可加铺上部结构，在改造工期紧张情况下有时间优势，主要的施工控制点是泡沫沥青的生产质量。但泡沫沥青冷再生需要沥青加热和安全措施，以及专门的泡沫沥青发生装置和泡沫沥青冷再生拌和设备。乳化沥青冷再生的特点是施工控制相对简单，施工工艺成熟，在国内接受程度高，重要的施工控制点是碾压的时机和含水量的控制，并且设备不需要专门改造。
在工程成本方面，乳化沥青再生比泡沫沥青成本高10%左右。
4 结论
冷再生技术，能够节约大量的沥青和砂石材料，节省工程投资，具有较好的社会经济效益。本文主要陈述了沥青路面再生方法，并着重阐述了冷再生技术中的乳化沥青冷再生技术以及泡沫沥青冷再生技术，对于其原材料和配合比设计以及它们的优点进行了简要论述。针对两种沥青路面冷再生技术，需要通过中长期跟踪检测计划来对两种沥青路面冷再生技术的使用效果来进行更全面评价。深入研究冷再生结构强度形成机理，针对不同结构类型的旧路面，与旧路调查资料一并建立数据库，研究出适用的再生方案，逐渐建立一个再生结构组成模型，为以后冷再生施工提供参考依据。
