沥青路面冷再生技术探讨
2015-07-15
引言
新型工艺的冷技术一般都是以再生技术为根本性控制手段的，也是主要采用冷再生技术将原有的冷再生设备的路面结构层进行控制，并在重新控制之后进行的有效调整，采用冷再生设备将原有的破坏路面的结构层进行控制，在重新破碎后加入一些新的稳定剂，从而形成路面结构层的技术性控制，最终达到经济的有效、环保以及快速的发展。
一、沥青路面冷再生技术的原理
沥青面层的路面材料施工过程中出现破碎情况或者是与集料相一致的调整比例进行拌和，那么在常温的条件下就需要将再生剂或者是稳定剂等拌和后形成新的均匀混合料，成为路面结构过程中的一个新的层次，也能有效的满足路面的使用性能。
在沥青路面冷再生材料的常用的稳定剂以及使用手段是：泡沫沥青、乳化沥青。就地冷再生技术的优势如下：
1、是一种环保、节约的道路维修技术，同时施工过程中不损坏路基。
2、再生层的质量可以保证。现代化的专用再生设备，采用先进的电脑控制，可以准确实现对现场铣刨深度和速度的控制，以及各类添加剂计量的精确控制。此外，铣刨毂在拌和舱内高速旋转，同时完成了铣刨与拌和，材料拌和均匀，减小了原路面材料的变异性。
3、施工简便、效率高。现代化的专用就地再生设备，具有较高的生产率，通过一次作业就能实现对老路的维修，施工组织简便，对交通干扰小，而且尤适用于大交通量、不中断交通施工的道路。
4、由于就地冷再生技术，在节约材料、减少运输等方面的特点，使得其使用成本与传统维修方法相比，可以明显减少造价，是一种经济型的道路维修工艺。
二、沥青冷再生技术的特点
基于沥青冷再生的原理（沥青的发泡原理）这种现象，即当冷水（室温）掺入高温液态沥青（140℃以上）就会产生微细的泡沫而膨胀。膨胀的体积可达10倍以上，并持续数秒的时间后恢复原来的体积。该过程只是沥青的物理性质发生变化，表现为粘度降低，容易分散到冷湿骨料中。泡沫沥青与冷骨料拌和后产生的泡沫沥青混合料，是以细骨料为核心，均匀分布在骨料之间形成砂浆，进行压实作业，砂浆被挤碎，溃散为粘结剂，使骨料与骨料以“点焊”形式粘结在一起。
三、泡沫沥青冷再生混合料的特点
1、泡沫沥青可再生材料广泛（包括沥青面层材料、半刚性基层材料、新石料）；
2、较水泥等无机稳定材料更有柔性、耐疲劳，可以消除反射裂缝问题，延长使用寿命；
3、泡沫沥青由于只裹覆细集料，形成不连续的“点焊式”连接，因此具有较高的抗剪切性能，由于在重载交通下较好的抗车辙能力；
4、泡沫沥青采用机械物理方式改变沥青粘度，因此其混合料性能稳定，受其他因素影响小，储存时间较长；
5、养生期短，可以显著缩短施工工期。泡沫沥青冷再生混合料早期强度高，短期养生2～3天后可以开放交通；
6、施工受季节和气候影响小。在小雨和平均气温10℃以上均可进行正常施工；
7、造价便宜，仅为热沥青混合料成本的1/3至1/2，是乳化沥青冷再生混合料的2/3，这是最近几年对施工项目实际生产成本核算得来的，详见下表。
四、泡沫沥青冷再生混合料的设计方法
1、铣刨料样品试验：级配分析、含水量、沥青含量。
2、添加新料类型及级配：
根据铣刨材料级配和合成级配范围，确定新加料的类型及级配；确定水泥等活性填料的用量；选择2～3种级配组合；
3、室内混合料试验步骤；
（1）、添加水（80%最佳含水量）；
（2）、添加泡沫沥青（通常2.1；2.3；2.5；2.8%）：使用WLB10将泡沫沥青直接喷入拌和锅里；
（3）、制备马歇尔试件-75次/面；
（4）、40℃条件下养护72小时；
（5）、25℃条件下对干、湿试件进行劈裂试验。
五、就地冷再生施工工艺及质量控制
施工中添加的各种集料按照由粗到细的顺序摊铺整平，且要打格控制用量；为了不影响沥青发泡效果施工时的温度应不小于160°；发现沥青出现条状或结团时，应立即停止施工，检查再生机喷洒设备，有成块的沥青混合料要及时清除；纵横接缝时为了保证全幅路面的再生施工，必须保证相邻两个再生幅面具有一定的搭接宽度。
用平地机进行整平工作以达到设计标高和横坡度，刮平后多余的混合料用于路肩和平交道口硬化；对泡沫沥青再生料应及时压实，对于直线和不设超高的平曲线，由两侧路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压，由该工程的试验得出胶轮压路机碾压遍数控制在9遍。对于路面面层现场冷再生技术，其适用条件是：路面结构强度符合承载要求和道路排水设施完好。如果道路结构层变形或受到破坏，冷再生前就应首先对路面结构层进行补强处理。路面面层现场冷再生维修适用的路面厚度约为6mm～13mm。下面三种情况都适用：
1、由于路面老化、高温损害、疲劳和反射裂纹所造成的路面裂纹。
2、由于混合料的不稳定性、挤压和粗糙的材料使路面形成车辙所造成的路面变形。
3、由于断裂、沥青泛油以及层面之间的粘接力降低所造成的路面完整性破损。深层复拌现场冷再生技术的适用条件是道路稳定层的再生改造工程。与面层现场冷再生相比，现场复拌冷再生技术的主要特点是能够适应道路深层的再生改造要求，对路面基层进行再生处理时，拌和深度范围一般为10cm～20cm，处理土基稳定层时，拌和深度可达40cm。
根据经验，只要混合料中5mm以上的粒料占30%以上，该旧路就有利用其作为再生基层的可能。因为有足够的大骨料就能够形成再生基层的骨架结构，使再生基层具备一定的承载能力。
六、冷再生技术的展望
随着道路使用年限的增加，我国相当比例的沥青路面陆续进入了大中修养护期。传统养护维修方法存在的旧料没有合理利用、路面材料与能源消耗大等问题，公路养护维修面临重大技术难题。泡沫沥青冷再生技术作为一种新型再生施工方法，在当前我国沥青路面进入养护维修期而传统的翻修手段又存在明显不足背景下，具备明显的技术优势和巨大的发展潜力。
“十二五”规划中交通运输部文件《关于印发“十二五”公路养护管理发展纲要的通知》提到到“十二五”末（2015年），高速公路和国省干线养护工程中材料再生使用率须分别达到90%和70%。《交通运输部关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见》也提到到2020年全国公路路面旧料循环利用率达到90%以上，高速公路路面旧料循环利用率达到95%，普通公路路面旧料循环利用率达到85%。2012年底我国公路里程已达405万公里，目前相当比例的沥青路面陆续进入了大中修养护期，我们的公路行业将面临着巨大的机遇和美好前景。
结束语
通过路面再生，可以使沥青路面维修产生的回收沥青路面材料（RAP）得到重复使用，既可节省大量材料资源和资金，也可避免环境污染，实现循环经济发展模式和可持续发展，符合建筑节能、建设资源节约型、环境友好型社会的要求。
回收沥青路面材料（RAP）得到重复使用，可以节约路面维修的材料成本10～30%。通过“沥青冷再生就地拌和列车”与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线，可以比常规施工提高工作效率10～20%。
