乳化瀝青冷再生混合料施工技術(shù)

趙景原,劉占斌

摘 要：乳化瀝青冷再生混合料可以有效解決資源浪費、環(huán)境污染等難題，主要是在舊瀝青混凝土路面銑刨后，用運輸車將銑刨好的材料運到攪拌站，經(jīng)過碾壓、篩分等程序后，對舊瀝青混合料的瀝青質(zhì)量進(jìn)行評估，以瀝青技術(shù)標(biāo)號、級配等為標(biāo)準(zhǔn)，重新?lián)饺胍欢w積的新鮮骨料，進(jìn)行乳化，根據(jù)這些參數(shù)，經(jīng)過特定拌和設(shè)備在常溫下進(jìn)行拌和，不僅可以有效降低拌和成本，還可以防止在高溫環(huán)境下產(chǎn)生有害氣體，導(dǎo)致環(huán)境進(jìn)一步被污染。最后由運輸車將拌和好的乳化瀝青混合料運到施工現(xiàn)場，使用水穩(wěn)攤鋪機在常溫下進(jìn)行鋪筑，以形成路面面層結(jié)構(gòu)。近年來國內(nèi)對乳化瀝青冷再生混合料路用性能的研究尚淺，其路用性能受多種因素影響。為此，本文在對原材料技術(shù)性質(zhì)進(jìn)行檢測的基礎(chǔ)上，利用室內(nèi)試驗探究其路用性能，以進(jìn)一步推動乳化瀝青冷再生瀝青混合料技術(shù)在我國道路領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：乳化瀝青;冷再生;混合料;施工技術(shù)

1 室內(nèi)試驗

1.1 原材料

本文選用國產(chǎn)90#基質(zhì)瀝青制備乳化瀝青，90#基質(zhì)瀝青根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行相關(guān)技術(shù)指標(biāo)試驗，試驗結(jié)果見表1。

以上述檢測合格的90#基質(zhì)瀝青進(jìn)行乳化瀝青的制備，并根據(jù)規(guī)范要求對其技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果見表2。

1.2 級配設(shè)計

為保證乳化瀝青冷再生混合料級配的合理性，需要在舊料中添加一定比例的新料來確保再生乳化瀝青混合料性能滿足要求。本文依據(jù)現(xiàn)有工程經(jīng)驗，將新舊料比例初步擬定為3：7;2：8;1：9三種，其篩分結(jié)果見表3。

進(jìn)一步對表3篩分結(jié)果進(jìn)行分析，由圖1可知，按照3：7和1：9新舊料比例的篩分結(jié)果雖處于規(guī)范級配上下限范圍內(nèi)，但與級配中值曲線存在較大偏差，而2：8的新舊料比例篩分曲線與級配中值基本重合，表明此級配可以形成嵌擠密實結(jié)構(gòu)。因此，本文選擇2：8的新舊料合成比例。

1.3 試驗設(shè)計

為進(jìn)一步研究不同參數(shù)下的乳化瀝青冷再生混合料路用性能，本文將乳化瀝青含量定為4.5%、3.5%，水泥含量定為0、0.5%、1.0%、1.5%。加水量定為2%、3%，最終根據(jù)正交試驗設(shè)計確定了4種方案，見表4。

1.4 試驗結(jié)果分析

分別采用瀝青混合料凍融劈裂試驗、黏結(jié)力試驗、高溫車轍試驗、低溫彎曲試驗來分析乳化瀝青冷再生瀝青混合料的路用性能，試驗結(jié)果見表5。

由4種試驗方案結(jié)果分析可知：

（1）方案1未添加水泥，其凍融劈裂強度比最小，而方案2、3、4添加了不同摻量的水泥，混合料凍融強度比均有不同程度提升。事實證明，水泥能夠在很大程度上提高乳化瀝青冷再生混合料的水穩(wěn)定性。水泥經(jīng)水化反應(yīng)后裹覆在RAP上，將最初松散的集料顆粒重新結(jié)合在一起，填補顆粒間的空隙，起到較強的加筋作用。水泥摻量越大，乳化瀝青冷再生混合料抗水損害性能越好。

（2）方案3的黏結(jié)力是方案1的1.4倍左右，且方案1未添加任何水泥，表明隨著水泥摻量逐漸增大，冷再生混合料早期強度提升速率越快，提升幅度也越大。當(dāng)瀝青用量過大時，冷再生瀝青混合料黏結(jié)力下降，因此，適當(dāng)降低乳化瀝青用量可以提升乳化瀝青冷再生混合料路用性能。

（3）方案4的動穩(wěn)定度試驗結(jié)果最大，主要是水泥在水化過程中起到硬化作用，增強了混合料模量和內(nèi)摩擦角，進(jìn)而提升了抗剪強度和抵抗永久變形能力。此外，隨著水泥摻量逐漸增加，混合料高溫抗變形能力進(jìn)一步得到增強。

（4）方案1的冷再生混合料破壞應(yīng)變最小，而添加水泥后冷再生混合料低溫應(yīng)變增大，且隨著摻量逐漸增加，呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，表明水泥可以提高冷再生混合料的低溫抗裂性能，但水泥摻量過大會引起乳化瀝青冷再生混合料發(fā)生硬化現(xiàn)象，導(dǎo)致其低溫延展性降低，易發(fā)生脆斷。因此，需要在實際工程中嚴(yán)格控制水泥摻量。

2 工程實踐

2.1 工程概況

某瀝青混凝土路面，采用雙向四車道設(shè)計。由于路面投入使用多年，重超載現(xiàn)象和集料剝落現(xiàn)象增多，以至出現(xiàn)嚴(yán)重車轍、坑槽病害，嚴(yán)重影響路面行車舒適度和安全性。經(jīng)研究，初步采用乳化瀝青冷再生技術(shù)對原瀝青路面進(jìn)行改造。

2.2 施工工藝

（1）拌和。按照骨料的設(shè)計配合比進(jìn)行料倉拌和，嚴(yán)格按照各原材料的要求，保證與設(shè)計的配合度。在拌和中，準(zhǔn)確把握拌和時間，時間過長容易導(dǎo)致骨料與乳化瀝青快速分離，使混合料過早破乳，不利于形成強度;時間過短容易導(dǎo)致骨料被乳化瀝青包裹不均勻。

（2）運輸。乳化瀝青冷再生瀝青混合料的運輸時間不宜過長，否則有可能使混合料翻滾至破乳，出現(xiàn)成型現(xiàn)象;由此造成強度破壞，使混合料成型后強度下降。另外，混合料存放時間不能過長，要保證在1 h內(nèi)完成攤鋪。

（3）攤鋪。攤鋪是冷再生瀝青混合料的關(guān)鍵一步，在攤鋪前要進(jìn)行攤鋪機調(diào)試工作，確保不產(chǎn)生熨平板縫，以消除攤鋪中的波紋。攤鋪機在攤鋪時速度要保持穩(wěn)定、均勻。對于攤鋪過程中出現(xiàn)的不均勻、離析現(xiàn)象，應(yīng)研究原因并加以解決。本工程的乳化冷再生瀝青混合料松鋪系數(shù)定為1.2，攤鋪完成后應(yīng)及時測定混合料松鋪系數(shù)，確保符合工程規(guī)范要求。

（4）碾壓。碾壓是保證混合料一致性成型的重要一步，第一階段初壓采用雙鋼輪壓路機，第一步靜壓兩次，保證攤鋪混合料不黏結(jié);第二步清除輪跡;在壓實階段采用雙鋼輪壓路機配合兩臺振動壓路機，保證壓實度符合要求;最后階段，先用膠輪壓路機進(jìn)行兩次初壓，再用雙鋼輪壓路機進(jìn)行兩次靜壓。在碾壓過程中，相鄰碾壓區(qū)域可重疊30 cm，以保證路面的平整度。

（5）養(yǎng)生。在養(yǎng)生時間內(nèi)，要封閉交通，禁止車輛進(jìn)入，保持道路潮濕，如遇下雨，要蓋上養(yǎng)生布，以防止出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

3 結(jié)論

本文基于室內(nèi)試驗，對不同含量的乳化瀝青、水泥、水進(jìn)行設(shè)計，依托實際工程，詳述了乳化瀝青冷再生混合料施工工藝，得出以下結(jié)論：

（1）在相同參數(shù)下，增加水泥摻量可以顯著提高冷再生瀝青混合料的水穩(wěn)性能、黏結(jié)性能和高溫性能，但水泥摻量過大會導(dǎo)致冷再生瀝青混合料低溫延展性下降。因此，在實際工程中需要精準(zhǔn)控制水泥摻量。（2）當(dāng)瀝青用量過大時會導(dǎo)致混合料黏結(jié)力和耐久性下降，因此，可以適當(dāng)減小乳化瀝青用量來提升冷再生瀝青混合料路用性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]高新文，龐瑾瑜.冷再生混合料用乳化瀝青流變性能[J].長安大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018（4）：21-28.

[2]江照偉.乳化瀝青冷再生混合料永久變形特性研究[J].公路與汽運，2019（5）：85-88.

[3]交通運輸部公路科學(xué)研究院.JTG E20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2011.

[4]費紹東.乳化瀝青冷再生混合料性能研究[J].四川建材，2019（11）：18-19.