沥青路面冷再生技术的适用性研究沥青路面冷再生技术的适用性研究公路建设需要消耗大量的天然砂石材料、沥青和燃料，在当今资源和能源愈加紧缺的形势下，节省材料、降低能耗以及工程成本已成为全球公路交通部门的焦点问题。早在 1915 年人们就开始认识到，重新利用现有沥青路面材料是修复路面的重要方法。经过近半个多世纪的努力，再生技术已成为现代社会应用广泛，具有广阔发展前景的综合技术。就沥青路面再生技术而言，有多种设备、工艺和方法可供选择。目前，各种再生技术都有很大的发展，显示出各自的生命力。然而，由于冷再生技术具有能耗低、设备投资小和工艺简单等优点，受到了越来越多的重视和应用。美国联邦公路局对于冷再生和热再生沥青混合料均制定了相应的技术规范和质量标准，允许工程方面作为规范材料加以选用。事实上，每种再生技术都有自身的合理使用范围与特点，没有哪一种再生技术可以满足所有的路面维修作业要求。因此，有必要分析各种再生技术的特点与其合理的应用范围，以便用户合理选择，使各种再生技术发挥各自的经济与社会效益。本文主要分析沥青路面冷再生技术的特点与适用范围，冷再生技术的类型如图 1 所示。图 1 沥青路面冷再生技术的类型一、厂拌冷再生技术的特点与使用要点厂拌冷再生或称集中厂拌冷再生（cold central plant recycling），实质上是对废旧沥青混合料的集中处理与加工。由于对沥青路面的冷铣刨作业仍然是当前路面维修的重要方式，大量的废旧沥青混合料（RAP）需要再生利用。因此，采用集中厂拌冷再生技术是一个自然的由路面维修方式所决定的选择。旧沥青混合料可用于多种养护作业，然而实践证明，将其进行厂拌冷再生处理是最有效的方式。冷再生混合料可直接运到现场摊铺或堆放储存以备使用。现代冷再生设备所生产的冷再生混合料是高质量的路面材料，比用新混合料可节省 2550%的费用。当然，厂拌冷再生有其自身的特点和使用要点。1 厂拌冷再生技术的特点1） 与厂拌热再生技术相比较，厂拌冷再生可近似 100%的利用旧沥青混合料。目前，厂拌热再生技术最多只能利用 50%的废旧沥青混合料。2） 与厂拌热再生技术相比较，厂拌冷再生对废旧沥青混合料不需要加热烘干，从而大大节省了能源和成本，同时具有很高的环保性。这一特点使得冷再生技术具有良好的发展前景。3） 厂拌再生材料的配合比质量与就地再生相比容易得到控制和保障。采用厂拌再生技术，可预先对旧混合料进行破碎筛分处理，确保再生混合料的均匀性与级配。因此，厂拌冷再生混合料一般可用于新修路面的基层。4） 厂拌冷再生设备一般为移动式，因而具有很好的施工机动性，占用的场地较少，并且还可节省施工材料的运输费用。2 厂拌冷再生技术的使用要点1） 再生前应对废旧沥青混合料进行筛分处理，使其达到规定的粒度要求；确保旧沥青混合料的清洁堆放；材料应堆放在硬化地面上；堆放高度不应过高，一般以装载机铲斗举升高度为宜；不同类型的材料需分开堆放。如果材料发生结块，可用推土机使其松散。2） 沥青类添加剂包括乳化沥青（含聚合物或不含聚合物）、泡沫沥青和再生剂。试验表明，泡沫沥青再生混合料路面有较高的强度和硬度，经济性也较好，可替代石灰石路面基层。3） 使用 12%的水泥或石灰作为化学类添加剂，可提高路面的早期强度，增强抗车辙能力，改善防水性能。4） 冷再生路面不宜作为路面面层使用，因此，需要进行罩面或封层处理。3 厂拌冷再生设备的基本组成和要求厂拌冷再生设备的基本组成如图 2 所示。对厂拌冷再生工艺的要求是：材料进入搅拌装置前应进行破碎筛分处理，分离和去除旧材料中的补缝剂等杂质，使其达到规定的级配要求；搅拌装置具有连续精确的称量系统，将旧料与规定量的乳化沥青充分搅拌，以确保旧料和添加材料间所规定的比例；当再生料停止运送时，乳化沥青泵应自动停机；搅拌装置所生产的再生混合料应混合均匀，符合规定的配合比要求，并且不会产生离析现象。乳化沥青计量系统应以 0.2%的精度计量，称重和计量装置具有正误差。在旧料中加入适量的水以便容易搅拌，但水量不可对乳化沥青产生负面影响。将制备好的再生混合料进行堆放或运送至施工现场摊铺时应防止发生离析现象。图 2 厂拌冷再生设备的基本组成二、沥青路面面层就地冷再生技术就地冷再生技术的发展决定于就地冷再生机械设备的发展与完善。就地冷再生的主要优点在于 100%的利用了原有路面的废旧材料，节省了运输费用和能源消耗，提高了路面维修速度和生产率。就地冷再生技术有两种类型，在本文中一种称其为路面面层冷再生技术，另一种称为道路深层就地复拌冷再生技术。这两种冷再生技术的主要区别是：从适用对象上讲，前一种用于沥青路面面层的再生维修，而后一种则适用于道路稳定层的改造与翻修；从所使用的设备原理方面讲，前一种再生设备以铣刨机工作原理为基础，而后一种则以稳拌机原理为基础。此外，这两种冷再生技术的英文名称有较大的区别，前者为 cold in-place recycling，缩写为 CIR，后者为 full depth reclamation，缩写是 FDR。由此看来，严格的说这两种冷再生是本质不同的两类技术。应用路面面层就地冷再生技术的基本条件是：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。路面冷再生工艺主要以乳化沥青（或泡沫沥青、水泥等）为粘结剂。路面面层就地冷再生维修适用的路面厚度约为 613cm。图 3 是一种路面就地冷再生设备的基本组成和工作原理。施工过程主要包括：在原路面上就地铣刨翻松；喷洒稳定粘结剂，同时就地搅拌均匀；重新摊铺再生材料；初步碾压成型。路面冷再生工艺需要有良好的路基性能作支持，适合于治愈路面松散、车辙、水损、反射裂缝等病害。图 4 是路面就地冷再生的现场作业情况。作业时，根据路面冷再生材料的配合比设计要求，需要配备沥青罐车、水泥罐车和水车等所需要的辅助机械设备。由于所用的机械设备不同，路面面层就地冷再生有多种不同的施工工艺，用户需要根据路面的不同情况、机械设备的不同配置和施工成本的分析加以合理选用。图 4 路面面层就地冷再生机组的现场作业三、道路深层复拌冷再生技术道路深层就地复拌冷再生技术主要以乳化沥青和泡沫沥青（必要时可添加水泥、石灰等稳定剂）为粘结剂，就地冷再生机则结合了稳定土拌和机的拌和功能与铣刨机的切削翻松功能。稳定层就地复拌冷再生技术主要适合于轻交通量道路稳定层的再生改造工程，并具有施工速度快、成本低、环保节能等优点。与上述面层就地冷再生技术相比较，就地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 1220cm，处理土路基稳定层时，拌和深度可达 40cm。深层就地复拌冷再生的工作原理如图 5 所示。当冷再生机向前行进时，工作转子同时不断旋转翻松旧路面材料，并通过软管向转子的拌和腔喷入适量的水。水量由微机精确控制，工作转子使水与再生材料充分拌和，以便获得最佳含水量并达到最高的压实密度。根据不同的再生设计，可将水泥稀浆、乳化沥青等稳定剂以同样的方式单独或一起喷入转子拌和腔。泡沫沥青则使用单独设计的特殊喷嘴喷入。粉状稳定材料，如石灰、水泥等，一般是将其预先均匀撒布在所要再生处理的路面上，当再生机走过时将粉状稳定材料与其它再生混合料一起拌和均匀，形成初步的再生路面。以上所有工序均经一次作业完成。冷再生机的核心部件是具有翻松与拌和功能的铣刨鼓或称工作转子。转子一般以如图所示的逆时针方向旋转，这样有利于材料的均匀搅拌和再生处理。现代冷再生机有向大功率发展的趋势。图 6 是就地复拌冷再生机组现场作业的情况。由图可知，根据不同的再生设计要求，施工时需要配备沥青罐车、水泥罐车或石灰撒布机等辅助机械设备。图 5 道路深层就地复拌冷再生原理图 6 道路深层就地复拌冷再生现场作业综上所述，冷再生技术是应用十分广泛的，具有良好发展前景的现代技术。冷再生工艺成败的关键是路面病害类型的深入调查、优化的再生设计方案和再生机械设备的合理选择。各种路面再生技术具有各自不同的应用范围，用户应进行细致的调查研究，选择适合具体路面状况的再生方法，以获得预期的社会经济效益。