厂拌乳化沥青冷再生技术应用探讨

李 慧

(山西高速公路工程检测有限公司，山西 太原 030008)

1 再生技术概述

在高等级路面设计中，沥青混凝土路面应用最为广泛，是我国最主要的路面结构形式之一。近些年来，我国早期修筑的高速公路普遍进入大中修期，对在路面养护中产生的铣刨料实现循环利用是提高资源利用率的最有效途径，能有效节约砂石、沥青等资源和养护资金，符合绿色施工要求，是实现环境保护的重要手段。

沥青路面养护中采用沥青路面再生技术，通过对旧沥青路面进行翻挖、破碎、筛分后，与新集料、新沥青等重新混合形成性能优良的混合料，并重新铺筑成型。该技术能实现铣刨料的循环利用，可用于修复路面和基层病害，也可以改善路面的几何线形，修复任何类型的裂缝，得到了越来越广泛的应用。

根据沥青路面再生工艺技术的不同，路面再生可分为热再生和冷再生两种技术。根据不同的施工工艺，冷再生技术又可分为两种类型，分别是厂拌冷再生和就地冷再生。厂拌乳化沥青冷再生是厂拌冷再生技术的一种，将原路面的铣刨料回收后，通过运输车运至拌和厂进行破碎筛分，再在常温下掺加一定比例的乳化沥青、再生剂、活性填料、水等拌和均匀形成新料进行铺筑，实现路面使用性能恢复，具有显著的经济和环境效益。本文笔者结合自身施工经验，以某高速公路厂拌冷再生为例，将再生料作为高速公路下面层施工中的质量要点进行了总结，以期借鉴。

2 乳化沥青原理

对沥青进行乳化，可使得沥青粘度有效降低，便于在常温下进行沥青混合料生产。乳化沥青在常温下呈液态，表现出很好的流动性，在再生料中呈沥青微滴状态。在进行再生料拌和时，由于乳化沥青颗粒表面电荷与集料表面电荷发生中和反应。同时再生料铺摊后，在水分蒸发作用下，沥青微滴从乳化液中分离出来，相互靠近粘结形成沥青膜，这就是沥青乳液的分解与破乳，主要对混合料后期强度有较大影响。

乳化沥青冷再生料的强度形成过程就是废旧料和新矿料及乳化沥青全面混合的过程。当与集料接触时，乳化沥青优先分布于矿粉上，包裹粒径较大集料，内摩擦力和内聚力使得再生料具有良好的强度和水稳定性，具备良好的耐久性。

3 原材料

用于乳化沥青冷再生混合料的原材料有：铣刨料(RAP)、乳化沥青、水泥、矿粉、集料和水等。各材料到场后须进行质量检验，合格后方可使用。

1)碎石。进入施工现场的碎石要求洁净、干燥、无风化、无杂质。采用的碎石质量稳定、颗粒级配良好。对不同料源、品种、规格的碎石分类堆放，严禁混杂。

2)铣刨料。要求干燥，且材料组成稳定。

3)水泥、石灰。水泥强度等级为32.5或42.5，可采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。快硬水泥、早强水泥或受潮变质水泥须严禁使用。对采用的水泥凝结时间进行控制，要求初凝时间在3 h以上，终凝时间不得少于6 h。

在再生料中，水泥具有矿粉和改性剂的作用，是影响混合料质量的关键因素，直接影响着再生料质量的稳定性。掺加的水泥剂量过多，除经济上不合理外，还会使得混合料脆性增加，铺摊后容易出现开裂。将掺加的水泥剂量控制在混合料质量1%～2%，可大幅提高混合料的早期强度、水稳性及最终强度。

石灰作为再生结合料或添加剂时，可采用消石灰粉或生石灰粉，须覆盖防潮。

4)水。可饮用水即可。使用非饮用水时，须经过试验验证，不得影响混合料质量。

5)矿粉。采用将石灰岩磨细得到的矿粉，要求干燥、清洁，用量控制在1%～7%之间。

6)乳化沥青。采用慢裂型阳离子乳化沥青,具体指标见表1。

表1 乳化沥青技术规格

4 乳化沥青冷再生料设计

在混合料结构设计中，再生料配合比设计是确保施工质量的关键之一。合理的再生料配合比设计，能有效确保成型后的路面具有足够强度和良好的路用性能。采用厂拌冷再生技术，混合料级配能够在更大范围内进行调整，容易控制混合料拌和与施工质量，确保沥青再生料质量达标。

配合比设计的基本流程：随机取样，低温烘干确定含水量；分析得出铣刨料级配及沥青含量；确定最佳用水量；乳化沥青最佳用量的确定。

用于厂拌冷再生的铣刨料须经过破碎、筛分后方可使用。一般分成0 mm～10 mm和10 mm～30 mm两档。对回收料的含水率进行测定、级配、沥青含量和砂当量进行检测。以采用的铣刨料各项参数为基础，通过进行配合比设计，进行新旧料比例调整，确保混合料级配满足路面结构层要求。

确定最佳含水率及最大干密度。拌和用水量确定时，先在混合料中掺入4%乳化沥青，依据设计要求变化含水率进行击实试验，最佳含水率采用最大干密度时的含水率。

乳化沥青冷再生混合料性能验证试验。以含水量间距为0.5%～1.0%进行试件制备，试件成型采用二次击实方法。先将拌和均匀的乳化沥青试样双面击实50次，将试样连同试模侧放于60 ℃鼓风烘箱中养生40 h，从烘箱中取出后，立即马歇尔双面击实25次，侧放于室内冷却后进行性能检测，综合确定乳化沥青用量。同时，还须对试件进行冻融劈裂等试验，要求各试验结果符合表2要求。

表2 混合料性能试验要求

沥青混合料的空隙率不仅会直接影响混合料各项性能，其大小和结构还会影响混合料养生，应对其进行控制。与泡沫沥青混合料相比，乳化沥青混合料孔隙偏小，易成封闭状态，则其水分散失慢，强度增长速度慢。

5 施工关键技术

采用冷再生技术进行路面处治时，不需要使用热能。对旧路铣刨后可及时发现基层病害，并进行相应处理。要求施工时最低气温应不小于10 ℃。

1)旧路面铣刨。综合考虑铣刨机(如图1所示)功率、路面级配等因素，进行铣刨速度确定。本项目要求铣刨机速度控制在8 mm/min，铣刨后的路槽应平整、坚实，不得出现薄夹层。

厂拌冷再生施工需要专用拌和堆放场地。不同回收的铣刨料分开堆放(见图2)、不混杂，保证材料均匀一致。

铣刨料含有一定量沥青，且小于0.075 mm的粉料较多，使得铣刨料有“重压成块”特性，应进行堆放高度控制。用挖机将料一次性堆放成高约5 m的料堆，用帆布将0 mm～4.75 mm料堆覆盖。

2)混合料拌和。本项目要求拌和站(如图3所示)配备2台30 t乳化沥青罐，配备保温和搅拌装置。在料仓部位须配备机械振捣，以配合人工振捣确保出料均匀。

与热拌沥青混合料相比，冷再生混合料拌和时间短，应严格按设计要求进行拌和质量控制。当拌和时间过长时，容易导致粗集料表面乳化沥青剥落；当拌和时间不足时，又容易导致集料被沥青的裹覆度不足。在拌和过程中，应尽量通过强制通风将混合料中的水分及易挥发物含量降低。

采用大吨位运输车运输，运输车运力应稍有富余，运料车厢装料后须覆盖帆布。

3)再生料摊铺。冷再生混合料采用热拌沥青混合料摊铺方法进行摊铺，要求缓慢、均匀、不间断。本项目使用两台性能相同摊铺机组成梯队联合摊铺，便于进行标高、再生层平整度控制。要求两幅间有30 cm～60 cm宽度搭接，保证搭接缝为湿接缝，躲开车道轮迹。

冷再生混合料摊铺前，无需进行熨平板加热，只需涂少量防粘剂。乳化沥青混合料尽量不要分层铺筑，确需多层铺筑时，在铺上一层前须养生2 d～5 d。为防止混合料出现离析，对摊铺机速度进行控制，要求控制在2 m/min～5 m/min，不得随意变速或停顿。

根据试验路段结果确定松铺系数，要求单层压实后最大厚度不大于16 cm，最小厚度不小于8 cm。在摊铺过程中，由专人进行摊铺层厚度及路拱、横坡等检查，对铺摊缺陷及时进行人工找补，对特别严重路段须整层铲除。

4)再生料碾压。碾压段总长度应尽量缩短，通常不超过60 m～80 m，分为初压、复压、终压。

初压(如图4所示)采用双钢轮振动式压路机静压1遍，振压1遍，速度控制在1.5 km/h～3 km/h。复压紧跟初压后进行，采用单钢轮振动式压路机振压3遍，轮胎式压路机揉压3遍，速度控制在2 km/h～4 km/h。终压采用双钢轮振动式压路机静压1遍，速度控制在3 km/h～4 km/h，以无明显轮迹为准。

5)养生。冷再生层在加铺上层结构前须进行养生，将再生层内的水分进行蒸发，一般3 d～7 d。当再生层可以取出完整芯样，或再生层含水率低于2%时，可提前结束养生。养生期结束，在铺筑上层沥青层前应喷洒黏层。

6 结语

冷再生技术适应我国半刚性、刚性基层沥青路面大中修、改扩建路面重修，实现路面柔性转换，彻底消除路面反射裂缝，减少路面早期损坏，提高公路耐久性，大幅降低养护成本。

乳化沥青厂拌冷再生技术适用于高速公路和一、二级公路沥青路面的下面层及基层、底基层使用，在我国进行推广和应用，可以实现废旧料的全部回收利用，降低了原材料成本，减少环境污染，有效延长可施工季节。与就地冷再生相比，对混合料配合比控制更为准确，有助于提高路面平整度，保证路面性能。