高等级沥青路面冷再生适用性分析
2015-04-22
1、前言
沥青路面再生技术作为一项绿色环保技术可以充分发挥废旧路面材料的“剩余价值”，实现废旧路面材料的循环利用，节约资源，保护生态环境。沥青路面再生技术实际上就是原有路面材料的回收和重新利用的过程，具体到工程上，是指将已经破坏的、需要翻修的旧沥青路面经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面，能达到利用旧料目的的一整套工艺。回收利用旧料而带来的成本降低和环保节能成为了再生技术的主要优势。再生路面往往需要添加再生剂以恢复因路面老化而导致的材料性能衰退，泡沫沥青作为一种再生剂和稳定剂，有其突出的特点[3]。沥青路面再生技术按照温度要求可分为冷再生和热再生[3]。而冷再生又根据添加再生剂的种类不同可分为以下几种，见图1。
图1 沥青路面冷再生技术分类
2、再生深度的适用性
泡沫沥青冷再生工艺设计是指根据原路面的具体状况制定合理的施工方案。一般包括确定冷再生的深度、泡沫沥青的用量、是否需要添加新的路面材料及其种类和用量等。
（1）沥青层就地冷再生是指仅对沥青材料层进行的就地冷再生，也称为浅层冷再生；浅层冷再生深度一般为8cm～15cm，它可以消除道路表面裂纹，改善路面的行使性能。适用于以下几种情况：①原路面的基层性能较好，只是上部的沥青层较脆弱，主要表现在，路面表面裂缝和分解较多，路面变滑、变形不严重，弯沉值不大，路面基层的强度较高、完整。②只要求短期的使用寿命，一般指10年以内。③为了节约资金。
（2）全深式就地沥青层就地冷再生是指再生层既包括沥青材料层又包括非沥青材料层的，也就是深层冷再生，深层冷再生的深度一般为15cm～30cm，可以加强原路面的基层，保持长期的寿命。所以深层冷再生适用于以下几种情况：①原路面的基层损坏较严重。主要表现在，表面变形严重，产生大量的裂缝和分解；路面基层的强度低、松散、裂缝、含水量大以及弯沉值大等。②要求达到较长的使用寿命，一般指10年以上。
3、铣刨材料的适用性
泡沫沥青冷再生材料的原材料主要来自于废旧沥青路面材料，通过专门的铣刨设备回收的废旧沥青路面材料主要包括两种，一种是纯沥青面层铣刨料（简称RAP），另一种是水泥稳定碎石铣刨料（简称CTB）。
这两种铣刨材料均可作为泡沫沥青稳定材料来使用。在泡沫沥青再生混合料拌和生产过程中，泡沫沥青主要作用是裹覆细集料颗粒，形成沥青胶浆，这些“胶浆”均匀地分布粘结大粒径的粗集料和铣刨料中的大尺寸粒团，集料级配是决定泡沫沥青稳定材料路用性能的重要因素，所以过多或者缺少细料的铣刨材料都不适合用泡沫沥青处理，泡沫沥青稳定类材料中0.075 mm 以下颗粒含量为5% ~ 20%时稳定效果更好，易于泡沫沥青的分散，更能充分发挥其胶接作用。
（1）沥青面层铣刨材料：适用于各级公路路面的下面层、基层、底基层等，不宜直接作为高等级道路路面的表面层。沥青面层铣刨材料中的老化沥青可以重新激活，泡沫沥青冷再生混合料可作为
（2）水泥稳定碎石铣刨料：适用于各级公路路面的基层、底基层。由于我国公路基层以水泥、石灰粉煤灰稳定类半刚性材料为主，尤其是水泥稳定碎石基层(CTB)应用较普遍，而目前针对半刚性材料进行泡沫沥青冷再生在国内外应用尚处于起步阶段，从全国的工程来看，只有天津在实际工程应用中采用过泡沫沥青冷再生水泥稳定碎石基层，有研究表明泡沫沥青CTB混合料与水泥稳定类半刚性材料相比其抗压强度相当，而抗压回弹模量偏低，该材料具有较高的承载能力和良好的变形能力，能够满足基层力学性能要求。
表1 泡沫沥青冷再生混合料技术要求
4、稳定剂的适用性
冷再生常用的稳定剂除了泡沫沥青之外，还包括水泥、乳化沥青。这3种稳定剂一般均可以提高路面强度。
（1）水泥价格低廉，应用普遍，试验方法和规程都标准化；水泥能显著提高材料的抗压强度和抗水害能力，但是收缩裂缝不可避免；增加了刚度，但降低了疲劳特性；需要适当养生，不能早期开放交通，否则会损坏路面。
（2）乳化沥青冷再生材料具有较好的粘弹性质，抗疲劳性好；不宜用于含水量太高的路面材料，那样加入乳化沥青后养生需要较长的时间，形成强度受水分散失速度的影响。
（3）与水泥和乳化沥青相比，泡沫沥青有其自身的特点。泡沫沥青适用材料广泛，论是边缘的还是循环再造材料都可采用泡沫沥青进行处治，形成强度高的柔性路面，抗变型和抗疲劳性俱佳；泡沫沥青使用标准的针入度级沥青，没有制造成本，由于泡沫沥青使用的是普通沥青，不要使用稀释剂或乳化剂，因而可以节省费用而比较经济；铺设压实后立即可开放交通；只是泡沫沥青冷再生需要配备专门的沥青发泡装置。沥青半柔性高强基层冷再生技术可有效克服现有半刚性基层的缺陷,延缓路面的破损时间。
5、再生方式的适用性
泡沫沥青冷再生根据施工方式不同可以分为厂拌冷再生技术和就地冷再生。其中就地冷再生按照再生材料和厚度的不同分为沥青层就地冷再生、全深式就地冷再生两种方式。各类技术具有不同的适用范围，应用时应结合具体工程实际情况来选择最适宜的。
（1）就地冷再生、全深式再生技术：通过沥青路面的就地冷再生，可实现旧沥青路面层的翻修、重建，实现旧路面沥青层材料的常温拌和及就地再利用。就地冷再生实现了回收沥青路面材料的全部再生利用，对回收沥青路面材料质量要求较低，价格便宜，但是再生层一般不能直接用做表面层。一般适用于病害严重的一、二级公路沥青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。
（2）厂拌冷再生技术：以冷拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用，恢复和改善旧沥青混合料路用性能。对回收路面材料质量要求较低，适用范围较广，但是一般不能直接用做表面层。适用于各等级公路旧沥青路面材料的再生利用，再生后的混合料适用于沥青路面的中、下面层及柔性基层。
