乳化沥青冷再生混合料施工技术

赵景原,刘占斌

摘 要：乳化沥青冷再生混合料可以有效解决资源浪费、环境污染等难题，主要是在旧沥青混凝土路面铣刨后，用运输车将铣刨好的材料运到搅拌站，经过碾压、筛分等程序后，对旧沥青混合料的沥青质量进行评估，以沥青技术标号、级配等为标准，重新掺入一定体积的新鲜骨料，进行乳化，根据这些参数，经过特定拌和设备在常温下进行拌和，不仅可以有效降低拌和成本，还可以防止在高温环境下产生有害气体，导致环境进一步被污染。最后由运输车将拌和好的乳化沥青混合料运到施工现场，使用水稳摊铺机在常温下进行铺筑，以形成路面面层结构。近年来国内对乳化沥青冷再生混合料路用性能的研究尚浅，其路用性能受多种因素影响。为此，本文在对原材料技术性质进行检测的基础上，利用室内试验探究其路用性能，以进一步推动乳化沥青冷再生沥青混合料技术在我国道路领域的应用。

关键词：乳化沥青;冷再生;混合料;施工技术

1 室内试验

1.1 原材料

本文选用国产90#基质沥青制备乳化沥青，90#基质沥青根据规范要求进行相关技术指标试验，试验结果见表1。

以上述检测合格的90#基质沥青进行乳化沥青的制备，并根据规范要求对其技术指标进行检测，结果见表2。

1.2 级配设计

为保证乳化沥青冷再生混合料级配的合理性，需要在旧料中添加一定比例的新料来确保再生乳化沥青混合料性能满足要求。本文依据现有工程经验，将新旧料比例初步拟定为3：7;2：8;1：9三种，其筛分结果见表3。

进一步对表3筛分结果进行分析，由图1可知，按照3：7和1：9新旧料比例的筛分结果虽处于规范级配上下限范围内，但与级配中值曲线存在较大偏差，而2：8的新旧料比例筛分曲线与级配中值基本重合，表明此级配可以形成嵌挤密实结构。因此，本文选择2：8的新旧料合成比例。

1.3 试验设计

为进一步研究不同参数下的乳化沥青冷再生混合料路用性能，本文将乳化沥青含量定为4.5%、3.5%，水泥含量定为0、0.5%、1.0%、1.5%。加水量定为2%、3%，最终根据正交试验设计确定了4种方案，见表4。

1.4 试验结果分析

分别采用沥青混合料冻融劈裂试验、黏结力试验、高温车辙试验、低温弯曲试验来分析乳化沥青冷再生沥青混合料的路用性能，试验结果见表5。

由4种试验方案结果分析可知：

（1）方案1未添加水泥，其冻融劈裂强度比最小，而方案2、3、4添加了不同掺量的水泥，混合料冻融强度比均有不同程度提升。事实证明，水泥能够在很大程度上提高乳化沥青冷再生混合料的水稳定性。水泥经水化反应后裹覆在RAP上，将最初松散的集料颗粒重新结合在一起，填补颗粒间的空隙，起到较强的加筋作用。水泥掺量越大，乳化沥青冷再生混合料抗水损害性能越好。

（2）方案3的黏结力是方案1的1.4倍左右，且方案1未添加任何水泥，表明随着水泥掺量逐渐增大，冷再生混合料早期强度提升速率越快，提升幅度也越大。当沥青用量过大时，冷再生沥青混合料黏结力下降，因此，适当降低乳化沥青用量可以提升乳化沥青冷再生混合料路用性能。

（3）方案4的动稳定度试验结果最大，主要是水泥在水化过程中起到硬化作用，增强了混合料模量和内摩擦角，进而提升了抗剪强度和抵抗永久变形能力。此外，随着水泥掺量逐渐增加，混合料高温抗变形能力进一步得到增强。

（4）方案1的冷再生混合料破坏应变最小，而添加水泥后冷再生混合料低温应变增大，且随着掺量逐渐增加，呈现先增加后减小的趋势，表明水泥可以提高冷再生混合料的低温抗裂性能，但水泥掺量过大会引起乳化沥青冷再生混合料发生硬化现象，导致其低温延展性降低，易发生脆断。因此，需要在实际工程中严格控制水泥掺量。

2 工程实践

2.1 工程概况

某沥青混凝土路面，采用双向四车道设计。由于路面投入使用多年，重超载现象和集料剥落现象增多，以至出现严重车辙、坑槽病害，严重影响路面行车舒适度和安全性。经研究，初步采用乳化沥青冷再生技术对原沥青路面进行改造。

2.2 施工工艺

（1）拌和。按照骨料的设计配合比进行料仓拌和，严格按照各原材料的要求，保证与设计的配合度。在拌和中，准确把握拌和时间，时间过长容易导致骨料与乳化沥青快速分离，使混合料过早破乳，不利于形成强度;时间过短容易导致骨料被乳化沥青包裹不均匀。

（2）运输。乳化沥青冷再生沥青混合料的运输时间不宜过长，否则有可能使混合料翻滚至破乳，出现成型现象;由此造成强度破坏，使混合料成型后强度下降。另外，混合料存放时间不能过长，要保证在1 h内完成摊铺。

（3）摊铺。摊铺是冷再生沥青混合料的关键一步，在摊铺前要进行摊铺机调试工作，确保不产生熨平板缝，以消除摊铺中的波纹。摊铺机在摊铺时速度要保持稳定、均匀。对于摊铺过程中出现的不均匀、离析现象，应研究原因并加以解决。本工程的乳化冷再生沥青混合料松铺系数定为1.2，摊铺完成后应及时测定混合料松铺系数，确保符合工程规范要求。

（4）碾压。碾压是保证混合料一致性成型的重要一步，第一阶段初压采用双钢轮压路机，第一步静压两次，保证摊铺混合料不黏结;第二步清除轮迹;在压实阶段采用双钢轮压路机配合两台振动压路机，保证压实度符合要求;最后阶段，先用胶轮压路机进行两次初压，再用双钢轮压路机进行两次静压。在碾压过程中，相邻碾压区域可重叠30 cm，以保证路面的平整度。

（5）养生。在养生时间内，要封闭交通，禁止车辆进入，保持道路潮湿，如遇下雨，要盖上养生布，以防止出现离析现象。

3 结论

本文基于室内试验，对不同含量的乳化沥青、水泥、水进行设计，依托实际工程，详述了乳化沥青冷再生混合料施工工艺，得出以下结论：

（1）在相同参数下，增加水泥掺量可以显著提高冷再生沥青混合料的水稳性能、黏结性能和高温性能，但水泥掺量过大会导致冷再生沥青混合料低温延展性下降。因此，在实际工程中需要精准控制水泥掺量。（2）当沥青用量过大时会导致混合料黏结力和耐久性下降，因此，可以适当减小乳化沥青用量来提升冷再生瀝青混合料路用性能。

参考文献：

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