高等級(jí)瀝青路面冷再生適用性分析
2015-04-22
1、前言
瀝青路面再生技術(shù)作為一項(xiàng)綠色環(huán)保技術(shù)可以充分發(fā)揮廢舊路面材料的“剩余價(jià)值”，實(shí)現(xiàn)廢舊路面材料的循環(huán)利用，節(jié)約資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。瀝青路面再生技術(shù)實(shí)際上就是原有路面材料的回收和重新利用的過(guò)程，具體到工程上，是指將已經(jīng)破壞的、需要翻修的舊瀝青路面經(jīng)過(guò)路面再生專用設(shè)備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后，與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面，能達(dá)到利用舊料目的的一整套工藝?；厥绽门f料而帶來(lái)的成本降低和環(huán)保節(jié)能成為了再生技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)。再生路面往往需要添加再生劑以恢復(fù)因路面老化而導(dǎo)致的材料性能衰退，泡沫瀝青作為一種再生劑和穩(wěn)定劑，有其突出的特點(diǎn)[3]。瀝青路面再生技術(shù)按照溫度要求可分為冷再生和熱再生[3]。而冷再生又根據(jù)添加再生劑的種類不同可分為以下幾種，見(jiàn)圖1。
圖1 瀝青路面冷再生技術(shù)分類
2、再生深度的適用性
泡沫瀝青冷再生工藝設(shè)計(jì)是指根據(jù)原路面的具體狀況制定合理的施工方案。一般包括確定冷再生的深度、泡沫瀝青的用量、是否需要添加新的路面材料及其種類和用量等。
?。?）瀝青層就地冷再生是指僅對(duì)瀝青材料層進(jìn)行的就地冷再生，也稱為淺層冷再生；淺層冷再生深度一般為8cm～15cm，它可以消除道路表面裂紋，改善路面的行使性能。適用于以下幾種情況：①原路面的基層性能較好，只是上部的瀝青層較脆弱，主要表現(xiàn)在，路面表面裂縫和分解較多，路面變滑、變形不嚴(yán)重，彎沉值不大，路面基層的強(qiáng)度較高、完整。②只要求短期的使用壽命，一般指10年以內(nèi)。③為了節(jié)約資金。
（2）全深式就地瀝青層就地冷再生是指再生層既包括瀝青材料層又包括非瀝青材料層的，也就是深層冷再生，深層冷再生的深度一般為15cm～30cm，可以加強(qiáng)原路面的基層，保持長(zhǎng)期的壽命。所以深層冷再生適用于以下幾種情況：①原路面的基層損壞較嚴(yán)重。主要表現(xiàn)在，表面變形嚴(yán)重，產(chǎn)生大量的裂縫和分解；路面基層的強(qiáng)度低、松散、裂縫、含水量大以及彎沉值大等。②要求達(dá)到較長(zhǎng)的使用壽命，一般指10年以上。
3、銑刨材料的適用性
泡沫瀝青冷再生材料的原材料主要來(lái)自于廢舊瀝青路面材料，通過(guò)專門的銑刨設(shè)備回收的廢舊瀝青路面材料主要包括兩種，一種是純?yōu)r青面層銑刨料（簡(jiǎn)稱RAP），另一種是水泥穩(wěn)定碎石銑刨料（簡(jiǎn)稱CTB）。
這兩種銑刨材料均可作為泡沫瀝青穩(wěn)定材料來(lái)使用。在泡沫瀝青再生混合料拌和生產(chǎn)過(guò)程中，泡沫瀝青主要作用是裹覆細(xì)集料顆粒，形成瀝青膠漿，這些“膠漿”均勻地分布粘結(jié)大粒徑的粗集料和銑刨料中的大尺寸粒團(tuán)，集料級(jí)配是決定泡沫瀝青穩(wěn)定材料路用性能的重要因素，所以過(guò)多或者缺少細(xì)料的銑刨材料都不適合用泡沫瀝青處理，泡沫瀝青穩(wěn)定類材料中0.075 mm 以下顆粒含量為5% ~ 20%時(shí)穩(wěn)定效果更好，易于泡沫瀝青的分散，更能充分發(fā)揮其膠接作用。
（1）瀝青面層銑刨材料：適用于各級(jí)公路路面的下面層、基層、底基層等，不宜直接作為高等級(jí)道路路面的表面層。瀝青面層銑刨材料中的老化瀝青可以重新激活，泡沫瀝青冷再生混合料可作為
?。?）水泥穩(wěn)定碎石銑刨料：適用于各級(jí)公路路面的基層、底基層。由于我國(guó)公路基層以水泥、石灰粉煤灰穩(wěn)定類半剛性材料為主，尤其是水泥穩(wěn)定碎石基層(CTB)應(yīng)用較普遍，而目前針對(duì)半剛性材料進(jìn)行泡沫瀝青冷再生在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用尚處于起步階段，從全國(guó)的工程來(lái)看，只有天津在實(shí)際工程應(yīng)用中采用過(guò)泡沫瀝青冷再生水泥穩(wěn)定碎石基層，有研究表明泡沫瀝青CTB混合料與水泥穩(wěn)定類半剛性材料相比其抗壓強(qiáng)度相當(dāng)，而抗壓回彈模量偏低，該材料具有較高的承載能力和良好的變形能力，能夠滿足基層力學(xué)性能要求。
表1 泡沫瀝青冷再生混合料技術(shù)要求
4、穩(wěn)定劑的適用性
冷再生常用的穩(wěn)定劑除了泡沫瀝青之外，還包括水泥、乳化瀝青。這3種穩(wěn)定劑一般均可以提高路面強(qiáng)度。
?。?）水泥價(jià)格低廉，應(yīng)用普遍，試驗(yàn)方法和規(guī)程都標(biāo)準(zhǔn)化；水泥能顯著提高材料的抗壓強(qiáng)度和抗水害能力，但是收縮裂縫不可避免；增加了剛度，但降低了疲勞特性；需要適當(dāng)養(yǎng)生，不能早期開(kāi)放交通，否則會(huì)損壞路面。
?。?）乳化瀝青冷再生材料具有較好的粘彈性質(zhì)，抗疲勞性好；不宜用于含水量太高的路面材料，那樣加入乳化瀝青后養(yǎng)生需要較長(zhǎng)的時(shí)間，形成強(qiáng)度受水分散失速度的影響。
（3）與水泥和乳化瀝青相比，泡沫瀝青有其自身的特點(diǎn)。泡沫瀝青適用材料廣泛，論是邊緣的還是循環(huán)再造材料都可采用泡沫瀝青進(jìn)行處治，形成強(qiáng)度高的柔性路面，抗變型和抗疲勞性俱佳；泡沫瀝青使用標(biāo)準(zhǔn)的針入度級(jí)瀝青，沒(méi)有制造成本，由于泡沫瀝青使用的是普通瀝青，不要使用稀釋劑或乳化劑，因而可以節(jié)省費(fèi)用而比較經(jīng)濟(jì)；鋪設(shè)壓實(shí)后立即可開(kāi)放交通；只是泡沫瀝青冷再生需要配備專門的瀝青發(fā)泡裝置。瀝青半柔性高強(qiáng)基層冷再生技術(shù)可有效克服現(xiàn)有半剛性基層的缺陷,延緩路面的破損時(shí)間。
5、再生方式的適用性
泡沫瀝青冷再生根據(jù)施工方式不同可以分為廠拌冷再生技術(shù)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為瀝青層就地冷再生、全深式就地冷再生兩種方式。各類技術(shù)具有不同的適用范圍，應(yīng)用時(shí)應(yīng)結(jié)合具體工程實(shí)際情況來(lái)選擇最適宜的。
（1）就地冷再生、全深式再生技術(shù)：通過(guò)瀝青路面的就地冷再生，可實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面層的翻修、重建，實(shí)現(xiàn)舊路面瀝青層材料的常溫拌和及就地再利用。就地冷再生實(shí)現(xiàn)了回收瀝青路面材料的全部再生利用，對(duì)回收瀝青路面材料質(zhì)量要求較低，價(jià)格便宜，但是再生層一般不能直接用做表面層。一般適用于病害嚴(yán)重的一、二級(jí)公路瀝青路面的翻修、重建，冷再生路面一般需要加鋪一定厚度的瀝青罩面。
?。?）廠拌冷再生技術(shù)：以冷拌瀝青混合料的形式實(shí)現(xiàn)舊路面瀝青層材料的再生利用，恢復(fù)和改善舊瀝青混合料路用性能。對(duì)回收路面材料質(zhì)量要求較低，適用范圍較廣，但是一般不能直接用做表面層。適用于各等級(jí)公路舊瀝青路面材料的再生利用，再生后的混合料適用于瀝青路面的中、下面層及柔性基層。
