陈星

摘要：路面冷再生技术具有环保性特点，可以对废料（RAP）进行二次利用，符合我国政府提出的可持续发展战略和交通运输部有关指导性技术指南，能够将废弃材料转化为可以应用的资源，进而达到节能减排的效果。然而，目前我国对于该项技术的研究仍然有待深入，导致再生型沥青路面在使用过程中存在一定的问题，基于此，本文对冷再生沥青路面结构组合以及材料性能进行研究，以期提升路面服役性能，延长公路使用寿命。

Abstract： Pavement cold recycling technology has the characteristics of environmental protection， which can reuse the waste （RAP）， which is in line with the sustainable development strategy proposed by the Chinese government and the relevant guidance technical guidelines of the Ministry of Transport. It can transform waste materials into applicable resources and achieve the effect of energy conservation and emission reduction. However， at present， the research on this technology in China still needs to be in-depth， which leads to certain problems in the use of recycling asphalt pavement. Based on this， this paper studies the structural combination and material performance of cold recycling asphalt pavement， in order to improve the service performance of pavement and extend the service life of highway.

关键词：冷再生沥青路面;结构组合;材料性能;研究

Key words： cold recycling asphalt pavement;structural combination;material performance;research

中图分类号：TV544+.924                             文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）32-0104-02

0  引言

在进行公路维修的过程中，为了减少能源和资源的使用量，避免造成环境污染，需要对以往的废弃材料进行转化利用，以此才能够减少路面维修工程的资源成本投入。冷再生沥青能够作为一种有效的再生材料，对路面的下层以及底基层实施材料替换，在常温下即可进行施工，不会对周圍环境造成污染，能够在减少资源使用量的基础上达到环保的目的。然而，由于冷再生沥青材料的结构特点以及强度特点，导致再生混合料并不具备常见的结构特点和路用性能，因此需要重视对其结构组合和材料性能进行研究，为路面病害的修补提供重要保障。

1  冷再生沥青路面结构组合研究

应用冷再生沥青的主要目的在于能够维持胶凝材料在构造物中的物化性能，填充骨料形成的镶嵌式框架结构的空隙，因此必须要制定新的骨料级配方案，制定合理的工艺路线和施工步骤。在制定技术方案之前，需要对路面病害情况进行仔细分析，了解维修路面路段的路况性能，分析路面结构强度和铣刨料成分组成，通过数据分析为新结构的组成提供技术方案的基础支撑，确保维修方案可以符合路面病害的实际需求。因此首先得对原路面性能进行综合评价，从功能和结构两方面来了解路面实际情况，进而制定出科学的维修方案。

1.1 对路面情况进行分析

在分析路面情况时需要从三个方面进行分析，分别是使用情况、交通量以及自然环境。首先，需要对路面的历史信息进行分析，包括路面设计标准、结构层分布、结构层厚度、路面原用材料、路面维修记录、公路周围地质情况和水文情况等。其次，需要对路面状况进行分析，根据路面病害、结构组合以及结构性能对路段实施标准划分。在对功能性能进行调查时需要对车辙裂缝等病害进行分类，在对结构性能进行调查时，需要对结构完整性情况进行分析。本次试验路段为烟台市莱州段，处于莱州地区，每年平均湿度为66%，夏季温度在24℃左右，冬天温度在-2℃左右，原路面所使用的是4cmAC13+6cmAC20+16cm水泥稳定碎石+16cm水泥风化砂+16cm水泥风化砂。通过对路况进行调查，发现路面出现了沥青老化严重的问题，主要病害为裂缝，部分横向裂缝甚至可以贯穿整个路面，间隔在20m到25m左右。该路段水损害问题也较为严重，在下雨过后会出现泛浆的问题，间隔在2-3m左右。该路面所行驶的车辆大多数为小型货车和小型客车，集装箱以及拖挂类车辆也较多。

均匀路段划分依据：I级路段：路面裂缝、少量坑槽、无沉陷，基层基本完好，弯沉小于20mm，模量大于5000MPa，处理方式为基层病害严重处局部处治，面层挖除重铺或再生。II级路段：路面裂缝、少量坑槽、无沉陷，基层基本完好，弯沉20mm到25mm，模量大于3500MPa到5000MPa，处理方式为基层病害严重处局部处治，面层挖除重铺或再生。III级路段：路面裂缝严重，坑槽、沉陷、路面唧浆、上基层水损害较严重，下基层完好，弯沉25mm到30mm，模量大于2000MPa到3500MPa，处理方式为上基层以上结构挖除重铺或再生、下基层病害局部处理。IV级路段：路面裂缝严重，坑槽、沉陷、路面唧浆、上基层水损害较严重，下基层完好，弯沉大于30mm，模量小于2000MPa，处理方式为上基层以上结构挖除重铺或再生、下基层病害局部处理。

1.2 路面维修计划设计

根据上述标准对路段进行划分后，选择III级路段作为试验具体路面，根据路面维修方案对冷再生沥青混合料的材料性能进行分析。选择乳化沥青常拌冷再生作为基层，将沥青面层和水稳碎石基层实施先铣刨挖除处理，前者厚度为10cm，后者厚度为16cm，对水泥稳定风化砂基层局部破损处进行补强处理，并对开裂处单独处理，在上述处理完成后铺设再生沥青混合料基层及沥青混合料面层，其中再生层铣刨料全部选用沥青混凝土面层铣刨料，再生剂选择乳化沥青。新路面结构为：15cm中粒式乳化沥青厂拌冷再生沥青混凝土（上基层）+7cm热拌沥青混合料AC-20+4cmAC-13（SMA-13）。

旧路的病害情况、路用性能以及路面的结构强度是设计再生维修计划的重要客观数据，能够保证技术人员对旧路的使用情况有清晰的了解。在上述所调查的旧路中发现存在较为严重的裂缝病害，这种病害问题能够利用冷再生方式实施处理，能够取得较好的维修效果。并且最终设计了针对III级路段的冷再生沥青混合料维修方案。

2  冷再生沥青路面混合料材料性能研究

在设计完毕路面维修方案后，需要对冷再生沥青混合料进行性能对比和研究，以此来调整混合配比设计，保证最终形成的冷再生沥青混合料能够满足病害维修需求。因路面长期承受来自车辆的负载力以及外界自然因素的影响，在路面结构中骨架结构的作用有所减小，沥青老化问题较为严重，路面结构性能相较于之前大幅度降低。在这种情况下必须要改善冷再生沥青混合料的性能，改善混合料制备条件，才能够帮助路面结构恢复原有的性能。

2.1 乳化沥青再生混合料选择要点

在本次研究中所使用的混合料为乳化沥青再生混合料，该种材料主要是通过乳化沥青来提升再生沥青混合料的稳定性，同时在混合料中添加其他填料或者集料能够提升冷再生沥青混合料的级配水平，经常使用的填料包括水泥、石灰粉等。乳化沥青会通过多种处理，例如干燥处理、电荷中和作用以及分解破乳等不同环节，在经过这些环节后乳化沥青能够同其他的再生沥青材料紧密的黏合在一起，进而提升材料的强度。在实施乳化沥青再生加工的过程中必须要重视搅拌的时间，否则会影响到最终材料的强度，因此技术人员需要控制乳化沥青破乳时间和乳化沥青的凝聚时间，确保当乳化沥青在被压实之后能够在短时间内形成一定的强度。通过对长期实践经验进行分析，可以发现再生沥青混合料材质会对乳化沥青破乳时间产生一定的影响，集料性质、填充料性质以及外界环境也属于占比较高的影响因素。根据路面的病害情况和结构情况增加一定的乳化剂，保证乳化沥青能够和被固定的材料具有较好的相容性，调整乳化沥青的破乳时间，保证这一时间段的合理性。在进行乳化沥青的选择过程中，应当根据项目级进行选择，需要比其细一级，并根据再生沥青混合料中材料性质挑选合适的乳化沥青。

2.2 乳化沥青再生混合料的原材料

沥青是乳化沥青再生混合料的主要材料，根据回收沥青的针入度分别选择中裂以及慢裂乳化沥青，前者适用小于30的沥青，后者则是用于大于30度的状态。为了保证材料的黏合度和稳定性，需要将铣刨的混合料和稳定碎石进行筛分，筛分标准为0mm到5mm，5mm到10mm，10mm到20mm，最终本次研究选定0mm到5mm的混合料和稳定碎石。在对再生沥青混合料进行分析后发现其中粗骨料较少，因此需要在其中增加一定的粗骨料，能够改善骨架结构性能。乳化沥青选择是极其重要的，是影响到最后维修效果的一大材料，必须要保证能够和稳定材料之間存在相容性，且同时要拥有一定的固含量，能够对再生沥青混合料实施充分的裹覆。乳化沥青也需要具备软化能力，能够软化存在老化问题的沥青，进而加快强度的形成速度。对乳化沥青实施早期强度测试，按照3.5%乳化沥青以及1%水泥的比例进行掺加，使用选装压实的方式对其实施压实处理，压实次数为20次，将其放置在温度25℃、湿度70%的环境下进行测试。最终确定使用慢裂性阳离子乳化沥青。水泥选择PO32.5水泥，初凝和终凝时间分别在3个小时和6个小时以上。

2.3 乳化沥青再生混合料配比

乳化沥青的强度形成过程和以往所使用的热拌式材料相差较多，当乳化沥青完成破乳、当水泥完成水化之后才会形成，因此需要该种混合料能够拥有允许两种材料完成破乳和水化的时间。当处于60℃环境之下，水泥水化反应和温度的升高成反比关系，当温度在110℃左右则会停止反应。对乳化沥青冷再生材料中含有的水分进行分析，可以得出其含量小于2%。分别对其进行50次击实、75次击实、100次击实，并放置在室内正常温度环境下进行养生，养生时间为1天，之后将试验样品放置在60℃的环境下进行烘烤，烘烤温度始终不变，烘烤时间为2天。之后一个击实后放置半天脱模，另一个放置半天直接脱模，对比两种样品的稳定性、干湿、冻融劈裂强度。最终确定方案为击实75次，室温放置24h，放置60℃的环境下进行烘烤2天，放置半天直接脱模，即可获得最佳配比的材料。

3  结束语

冷再生沥青混合料可以避免大量的沥青混凝土废弃材料长期堆积给环境造成恶劣影响，同时也能够减少沥青和砂石的使用量，能够在高效处理废料的基础上维护自然环境，符合我国近年来所贯彻的可持续发展政策。冷再生的具体形式包括水泥再生、乳化沥青再生以及泡沫沥青再生等，在应用冷再生沥青的过程中，需要针对路面病害实际情况确定沥青混合料的材料，这样才能够提升沥青路面的应用性能以及使用寿命，为后续公路的使用提供重要保障。通过研究，还能为我国公路路面建设提供有效的技术标准，在其他路面进行改造时能够及时提供重要的理论指导。

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