大中修養護項目中乳化瀝青廠拌冷再生技術的運用探討

陳際聯

摘要 文章針對某國省干線公路養護工程，探討了乳化瀝青廠拌冷再生技術的應用，并結合工程建設實際，從使用性能、材料選擇等方面探討影響冷再生技術施工效果的關鍵因素，最終確定了最佳的瀝青配合比方案，并明確了最佳含水量和乳化瀝青用量指標。經檢驗，乳化瀝青廠拌冷再生技術具有工藝簡便、循環利用率高、使用性能好等優點，與同使用層位的普通瀝青混合料相比，路用性能更好，推廣應用價值更高。

關鍵詞 公路工程項目；乳化瀝青；廠拌冷再生；路用性能

中圖分類號 U414文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0129-03

0 引言

受外部荷載壓力的影響，瀝青混凝土路面在使用過程中常出現多種類型的病害問題，亟須通過科學的方式對路面進行維修養護。傳統的挖除換填類養護辦法不僅會造成資源浪費，還破壞了周圍環境，現引入冷拌技術，可以充分實現舊路面瀝青混合料的重復利用，有效減少維護費用。該文針對設計廠拌冷再生工藝，分析了最佳的配合比方案和廠拌冷再生工藝的技術要點，并取得了良好的施工效果。

1 瀝青路面再生技術優勢及分類

目前，我國高等級公路常采用半剛性基層瀝青路面結構，具備結構強度高、建設費用低、穩定性強等優點，但后續養護采用的銑刨重鋪工藝養護費用高，還會造成大量廢棄的銑刨料，既浪費了資源，又破壞了環境。瀝青路面再生技術能破碎篩分原有路面材料并實現重復利用，可有效節約筑路資源，減少工程投入費用，推動公路養護事業的健康穩定發展[1]。

瀝青路面循環再生利用技術有不同類型，其中一類是根據再生過程是否需要加熱，分為熱再生和冷再生。另一種分類方法是根據再生場地的不同，將再生技術分為廠拌再生和現場再生，該文主要對乳化瀝青廠拌冷再生技術展開研究，探討其再生路面的效果及適用范圍[2]。

2 乳化瀝青冷再生強度影響因素分析

檢測完工后的再生混合料結構，包括乳化瀝青恢復舊瀝青的性能以及銑刨料質量等再生情況。養生時，再生混合料持續消耗水分，同時乳化瀝青發揮恢復舊瀝青作用，最終表現為再生混合料的性能逐步趨于穩定，達到正常瀝青混合料的相同使用效果。針對影響再生混合料強度的因素，需要進行分析試驗，考查不同類型的乳化瀝青及水泥摻量對混合料的影響，最終得出最佳用量標準[3]。

結合圖1～2的各項指標，摻加水泥的再生混合料比未摻加水泥的再生混合料強度更高，且強度指標與瀝青用量呈負相關。通過水泥摻量的調整試驗得知，當乳化瀝青和水泥摻量的含量分別為4.3%和1.0%時，再生混合料強度增幅明顯；提高乳化瀝青用量、水泥摻量到4.8%和2%，會出現強度增幅情況變化較大的情況。為了確定最佳的水泥摻配量，應根據使用的瀝青用量，進行合理的計算和評估。

3 乳化瀝青廠拌冷再生混合料設計研究

3.1 原材料要求

3.1.1 銑刨料及新加集料要求

保證銑刨路面后RAP粒徑規格基本一致，且避免塊狀結團。實際檢測時，應保證RAP料的砂當量含量大于60%，含水率不超過3%。抽提篩分RAP料的級配合瀝青含量，綜合分析是否還需添加額外集料，并保證新添的集料符合有關技術規范[4]。

3.1.2 乳化瀝青要求

根據再生工藝規范及施工經驗，提出乳化瀝青膠結料工藝的技術要點，詳見表1。

3.1.3 水泥要求

經檢驗，應使用32.5以上強度等級的水泥；結合技術規范標準，嚴格把控水泥安定性和強度指標，確保初凝用時超過3 h，終凝用時低于6 h。

3.1.4 礦粉要求

使用石灰巖石料研磨加工成礦粉，并檢驗其是否符合技術規范要求。

3.2 冷再生混合料設計方法

改善再生規范中乳化瀝青冷再生混合料的設計流程，確定最佳乳化瀝青用量，新增了含水量驗證流程。在確定最佳乳化瀝青用量的基礎上，通過分析不同的含水量對成型混合料的劈裂強度、空隙率的影響，對比分析該方法得出的最佳含水量指標和土工擊實試驗得出的最佳含水量指標，檢驗其偏差范圍，若偏差<1%（即土工擊實結果的±1%），則混合料質量符合設計目標；若偏差>1%，則需重新調整乳化瀝青的含量，確保其偏差控制在1%范圍內[5]。

3.3 混合料配合比設計

3.3.1 初選級配

按照實際需要篩分0～9.5 mm細銑刨料、9.5～19 mm粗銑刨料、水泥、新集料和礦粉等。結合養護工程的實踐經驗，分析再生混合料的設計流程，在保證混合料適配性的基礎上，選擇最合適的一組級配進行后續試驗，確定最佳設計流程，初選級配情況見表2。

3.3.2 土工擊實法確定最佳含水量

使用4.0%乳化瀝青摻量的混合料，并將含水量范圍調整至2.5%～4.5%之間。通過多次擊實試驗，每隔0.5%變化一次含水量，分析再生混合料含水量與干密度之間的關系，將最大干密度對應的OWC確定為最佳含水量[6]。圖3為土工擊實法確定最佳含水量曲線圖。

按照上述土工擊實試驗情況，當含水量增加時，干密度會減少，在此基礎上得出最佳含水量OWC是4.2%。

3.3.3 最佳乳化瀝青用量的確定

選擇確定最佳含水量，利用再生混合料空隙率、劈裂強度與乳化瀝青摻量之間的相關性，可確定乳化瀝青的使用量。不同乳化瀝青摻配比的空隙率測試情況如表3所示。乳化瀝青用量與劈裂強度的關系曲線如表4所示。

分析再生混合料空隙率和劈裂強度的變化曲線，得出乳化瀝青用量應在4.3%為宜。根據設計規范對再生混合料各項指標的要求，確保劈裂強度超過0.5 MPa，空隙率控制在9%～14%范圍內[7]。

4 乳化瀝青廠拌冷再生混合料路用性能

4.1 水穩定性能

通過水穩定性試驗，對乳化瀝青冷再生混合料進行綜合評估，考察其抵抗水損害性能，并通過浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗獲取多項數據指標[8]。經檢測，該再生混合料的劈裂強度比TSR達到85.1%，浸水馬歇爾殘留穩定度達到89.3%，符合瀝青路面下面層的設計要求，可確保實現目標的水穩定性效果。

4.2 高溫穩定性能

通過使用傳統車轍試驗來檢驗再生混合料的抵抗永久變形性能，發現廠拌乳化瀝青冷再生混合料的動穩定度效果可以達到1 235次/mm，與普通瀝青混合料相比，具有相似的動穩定度效果[9]。

4.3 低溫性能

通過小梁低溫彎曲試驗，調整試驗溫度為?10±10.5 ℃，并保證試驗溫度的試件和熱拌瀝青混合料的尺寸一致，從而檢驗再生混合料的低溫性能。試驗結果顯示，混合料的破壞應變力超過2 085.8 με時，方可實現技術規范要求中高于2 000 με的標準[10]。

5 結語

綜上所述，使用水泥作為添加材料，可有效提高乳化瀝青混合料的強度，但由于瀝青用量、含水量的不同，這種強度提升的幅度也會有所差異。該文綜合分析已有乳化瀝青廠拌冷再生混合料的設計流程，分別從最佳混合料性能、最大干密度兩個角度考慮優化方法，增加最佳含水量驗證的流程。通過檢驗瀝青路面的路用效果可知，乳化瀝青廠拌冷再生混合料和同使用層位的普通瀝青混合料相比，路用性能更好。

參考文獻

[1]秦永， 徐振彭， 李磊. 乳化瀝青廠拌冷再生混合料配合比設計及性能研究[J]. 黑龍江交通科技， 2018（10）： 57-59.

[2]孫艷華， 李泉， 吳超凡. 乳化瀝青廠拌冷再生混合料性能研究與應用[J]. 湖南交通科技， 2021（4）： 49-54.

[3]劉真華， 鐘訓. 水泥再生結合料在農村公路冷再生技術改造中的應用探索[C]. 中國公路學會養護與管理分會， 中交公路規劃設計院有限公司， 中交第三公路工程局有限公司. 中國公路學會養護與管理分會第十屆學術年會論文集， 2020： 8.

[4]萬超， 俞鵬飛. 高速公路乳化瀝青廠拌冷再生技術實施效果評價及應用經驗總結[C]. 中國公路學會養護與管理分會. 中國公路學會養護與管理分會第十一屆學術年會論文集， 2021： 274-278.

[5]張晉源. 乳化瀝青廠拌冷再生混合料關鍵技術研究及應用[J]. 交通世界， 2020（33）： 116-117.

[6]王慶. 乳化瀝青廠拌冷再生混合料性能影響研究[J]. 西部皮革， 2019（12）： 2+7.

[7]麻旭榮， 劉棟， 羅正斌. 再生水泥穩定碎石基層工程應用研究[C]. 中國公路學會養護與管理分會. 中國公路學會養護與管理分會第十二屆學術年會論文集， 2022： 173-179.

[8]沈安琪. 廣東地區高速公路改擴建工程乳化瀝青廠拌冷再生技術應用研究[J]. 廣東交通職業技術學院學報， 2021（1）： 29-32+50.

[9]陳改霞， 賈秦龍， 薛邵龍. 乳化瀝青廠拌冷再生在高速公路下面層的應用[J]. 安陽工學院學報， 2022（2）： 67-72.

[10]王春霞. 公路施工中瀝青路面冷再生技術的重要性及具體應用研究[C]. 科技與企業雜志社， 北京科技大學計算機與通信工程學院， 北京科技大學土木與環境工程學院. 科技與企業——企業科技創新與管理學術研討會論文集（上）， 2016： 2.