乳化沥青再生

2024-07-19

乳化沥青再生（精选12篇）

乳化沥青再生篇1

1 前言

沥青混合料的再生重新利用, 对废旧混合料的处理, 能耗的降低以及环境的优化具有积极的意义。鉴于原有沥青混合料可或多或少就地循环利用, 既减少了新沥青材料的使用数量, 降低了使用新材料的工程造价, 同时也避免了旧沥青废料RAP (Reclaimed/recycled asphalt pavement) 的运输转移和随意就地处理的难题, 加之沥青冷再生施工中也不会出现粉尘和废气对环境的不利影响, 因而对旧沥青混合料进行再生循环利用具有显著的社会效益和经济效益, 有“绿色”施工技术的美誉[1,2,3,4,5]。

本文主要是采用抽提后的骨料与新骨料组成级配, 且添加新的乳化沥青来粘结骨料组成混合料, 并利用沥青混合料性能试验来评价冷再生混合料的路用与力学性能等综合性能, 得出冷再生混合料适合较低等级路面与高等级路面基层。

2 RAP料与新骨料级配

如图1所示为沥青混合料的RAP料、抽提后的RAP料与新骨料的级配组成情况。有图1中可以反映出抽提后的RAP料中细料比较多, 且在抽提前大部分由沥青所包裹。同时, 也可以得出由于日积月累的车辆荷载, 旧沥青混合料骨料中的大骨料已被碾碎, 大部分为细料状态。为了重新利用旧沥青混合料, 势必需要重新添加新骨料来组成新的密实级配来承受车辆荷载。

3 冷再生级配设计

本研究采用的级配是由经过抽提的RAP料、新骨料、水泥、乳化沥青等材料根据一定的比例组合而成, 冷再生沥青混合料的沥青乳液剂量, 可根据以下经验公式计算[1,2]:P=0.06A+0.12B+0.2C

公式中:

P——试用乳液占矿料总质量的百分比 (%) ;

A——全部矿料中2.5mm以上矿料所占百分比 (%) ;

B——全部矿料中粒径为0.5~0.074mm矿料所占百分比 (%) ;

C——全部矿料中0.074mm以下矿料所占比例 (%) 。

由上述公式及筛分曲线, 计算得出沥青的最佳含量为6.9%, 同时水泥的预估用量是3%。

4 全部RAP料冷再生级配设计

由RAP料、乳化沥青以及水泥等材料由一定的比例组合成的沥青混合料, 按照经验方法明确乳化沥青比例为3.5%, 其试验结果如表1所示。

按照两种不同的级配与骨料分配, 将冷再生混合料分为两种类型如下:

冷再生混合料A:RAP, 新骨料, 水泥, 乳化沥青

冷再生混合料B:RAP, 水泥, 乳化沥青

5 无侧限抗压强度

抗压强度是沥青混合料基本性能指标。本次试验是根据无机结合料稳定粒料的无侧限抗压强度试验方法进行测试与评价。实验之前将沥青混合料试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温24h, 再进行擦拭干净后进行试验测试。其测试结果如图2所示。

图2可以看出冷再生混合料的强度普遍偏低, 且冷再生混合料的强度普遍要高于冷再生混合料B, 其主要是RAP料中老化沥青有关, 然后冷再生混合料A的级配匹配是根据抽提后的骨料来进行, 因此从级配上来说也比较偏重实际状况。当然, 从图上还可以看出冷再生混合料无侧限抗压强度与养生龄期成正比关系, 养生龄期越长, 无侧限抗压强度越高。冷再生沥青混合料养生龄期为3d时的无侧限抗压强度大约相当于养生龄期为28d时的一半, 养生龄期为7d时的无侧限抗压强度也就是养生龄期为28d时的70%, 这表显示该类冷再生沥青混合料的早期强度较大。沥青混合料早期强度大具有两方面的优势, 一是可以较早放开交通, 减少施工时间, 从而减少对交通的干扰;另外就是能提升路面结构抵御通行车辆荷载作用的水平, 增强路面的疲劳寿命。其冷再生混合料的早期强度与水泥材料的添加也有一定的关系。

6 回弹模量

回弹模量是我国路基路面设计的重要参数。土基的强度与相对含水量息息相关, 土基处于干燥状态时的强度较高, 处于潮湿状态下的强度就较低。土基的变形包含弹性变形和塑性变形两方面, 不管是弹性变形还是塑性变形都为导致路面结构产生不同程度和不同型式的破坏。其冷再生混合料回弹模量测试结果如图3所示。

由图3可以看出, 冷再生混合料的回弹模量值与其抗压强度的变化规律相似。由于乳化沥青和水泥两种添加剂的加入, 冷再生混合料的力学强度性质基本符合一般水泥稳定类材料的特征, 很大程度上改善和优化了使用性能, 像这样的材料就可作为修建一般公路的基层或者低等级公路的路面面层材料。

7 高温稳定性能

沥青混合料是一种粘弹性材料, 其性能与温度与荷载作用时间有密切的关系。沥青路面建成通车后, 会面临从低温到高温不同的气候环境因素的考验。平时所提的沥青混合料高温稳定性的“高温”条件, 指的是在行车过程中沥青路面反复遭受车辆荷载的作用, 容易出现推移、车辙、泛油以及拥包等永久性变形的温度区间。车辙是沥青路面类型的高速公路最常见, 危害最深的破坏种类。能够较好模拟沥青路面上车辆通行的真实情况是车辙试验最大的优点, 它能够改变荷载、温度、试件尺寸、厚度以及成型条件等影响因素[4~5]。其试验测试参数为试件厚度5.0cm, 试验温度60±0.5o C, 轮压为0.7±0.05MPa。冷再生混合料车辙试验结果如图4所示。

从图4可以得出, 冷再生沥青混合料的高温稳定性能与原沥青道路相比还有一定的差距, 其冷再生混合料中添加新骨料也对混合料高温性能的提高有很大的帮助, 从测试试验结果上得以展现。经过多年的使用之后的旧沥青混合料细料明显偏多, 其抗车辙性能明显有所降低。

8 结论

本文主要是利用旧沥青混合料来作为骨料, 并对比添加新骨料与不进行添加新骨料的级配来对比其性能。其试验方案采用两种常用添加剂水泥和乳化沥青。综合试验结果可以看出, 添加新骨料确实能很大程度上提高冷再生混合料的性能。全部利用RAP料当然也可以满足低等级路面的要求。本次研究主要是探讨回收旧沥青混合料的可行性及其性能评价, 为以后道路工程的维护方面提供一条选择之路。冷再生工程也是道路维护中绿色环保的养护手段, 值得广泛推广应用。

摘要：本文研究主要是利用旧沥青混合料RAP料作为骨料来进行冷再生混合料级配, 从而从根本上解决旧沥青混合料的堆积问题以及降低工程维护费用等综合问题。本次试验方案采用全部利用RAP料和部分利用RAP料来进行试验测试, 其试验过程中选用两种常用添加剂水泥和乳化沥青。从试验结果可以看出添加新骨料的冷再生混合料力学与路用性能要优于全RAP料冷再生混合料, 因此, 道路工程维护中可以适当的添加一定比率的RAP料来解决骨料问题。

关键词：道路工程,RAP料,车辙试验,无侧限抗压强度

参考文献

[1]郝合瑞.旧沥青路面材料冷再生技术研究.长安大学硕士学位论文.西安:长安大学, 2004.6, 1-58.

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[3]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面.北京:人民交通出版社, 1998.9, 1-230.

[4]周志刚.交通荷载下沥青类路面疲劳损伤开裂.中南大学博士论文.长沙:中南大学, 2003.5, 84-106.

[5]王丽.水泥为添加剂的沥青路面冷再生技术的研究.河北工业大学硕士学位论文.石家庄:河北工业大学, 2003.3, 1-74.

乳化沥青再生篇2

沥青路面再生技术研究

沥青路面再生利用技术是一项新的沥青路面修筑技术.阐述了沥青路面的.再生原理,分析了旧沥青路面再生混合料配合比设计的关键技术.

作者：曲松 QU Song 作者单位：上海市政工程设计研究总院刊名：黑龙江交通科技英文刊名：COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG年，卷(期)：32(3)分类号：U416.217关键词：沥青路面再生利用原理再生沥青混合料

乳化沥青再生篇3

采用乳化沥青就地冷再生技术解决336省道海门段沥青面层较薄，高温稳定性不足的问题。参照江苏省地方规程《乳化沥青就地冷再生技术应用指南及施工技术规程》（以下简称规程）进行乳化沥青冷再生混合料设计并验证，成功铺筑试验路面。

1、路面再生方案

336省道海门段建于2000年，二级公路，原路面结构为2cmAC-13+3.5cmAC-16+18cm二灰碎石+30cm石灰土，2006年，实施了稀浆封层罩面，改善抗滑性能。2009年，针对路面出现大量拥包、波浪、泛油但基层完好的情况，K68+100～K71+860段路面大中修工程中应用了乳化沥青就地冷再生技术，再生路面结构为4cmSMA-13+改性乳化沥青下封层+7.4cm乳化沥青再生混合料（CIR）+老路基层、底基层。

2、原材料性能檢验

沥青路面回收材料（RAP）、新添粗集料、乳化沥青、水泥的试验结果见表1、表2、表3、表4、表5。

3、级配组成

RAP筛分结果不满足规程相关要求，拟增加15%粗骨料，再生级配见表6。

4、工程试验

采用的试件直径100mm，高度为63.5±2.0mm，用旋转压实仪（SGC）30次成型。

试件养生方法：放置12h后（常温），通风烘箱（60℃）里面养生48h，取出放置至常温，用于试验；最佳乳化沥青用量由马歇尔试验、劈裂试验确定，最佳含水量由拌合试验确定；最终强度采用40℃马歇尔稳定度、15℃劈裂强度来确定（60℃下试件养生48h）。

4.1拌和试验

采用人工拌和，试验条件详见规程，试验结果见表7。

4.2浸水马歇尔试验、浸水劈裂试验

分成两批，每批分成2组，每组3个平行试件，进行马歇尔试验和劈裂强度试验，试验条件详见规程，试验结果见表8。

4.3最佳乳化沥青用量

根据马歇尔试验、劈裂试验结果，考虑经济性，最佳乳化沥青用量采用3.8%；根据拌和试验，确定对应于最佳乳化沥青用量的含水量为2.6%，水泥用量2%。

根据最佳乳化沥青用量进行再生混合料单点验证试验，确定各项性能试验结果是否满足要求。

4.4单点验证试验

试验结果表明乳化沥青冷再生混合料设计指标满足规程要求。

5、试验路

2010年9月，336省道海门段（K68+100～K71+860）铺筑试验路，并于2011年3月、2012年11月、2013年11月进行了跟踪观测。

裂缝调查发现：再生前原路面存在较多数量的纵、横向裂缝和约350平方米的龟网裂，再生后2011年3月有2条裂缝，2012年11月有3条裂缝，2013年11月有6条裂缝，无龟网裂，表明乳化沥青冷再生混合料具有一定的抗裂效果。

弯沉调查发现：再生路面弯沉值相对原路面均减小，并随时间的增长而逐渐减小，表明乳化沥青冷再生混合料一定程度上提高了旧路结构性能，且其强度增长是一个长期过程。

车辙、平整度调查发现：试验路路面平整度较好，但有轻微车辙，路面行驶质量等级评价为优，路面车辙深度等级评价为良。

6、结论

（1）乳化沥青冷再生混合料具有很好的抗水损性、抗高温变形能力和抗裂性能，试验路使用状况验证了结构方案设计的可靠性。

（2）试验路观测时间较短，仅为两年半，有必要继续跟踪观测，以对其长期性能进行更多的研究。

乳化沥青冷再生混合料性能研究篇4

1 配合比设计

1.1 原材料

原材料主要包括沥青路面回收材料 (RAP) 、新集料、水泥、矿粉、乳化沥青和水。RAP主要包括0~9.5 mm的细铣刨料和9.5~26.5 mm的粗铣刨料。新添加集料粒径为16~31.5 mm, 水泥采用为P.O 42.5。乳化沥青各项技术指标如表1所示, RAP、新集料、水泥和矿粉筛分结果如表2所示。

1.2 级配设计

参照我国《公路沥青路面再生技术规范》 (JTG F41—2008) 中关于乳化沥青冷再生混合料的配合比设计方法[3]进行矿料级配设计, 初选的乳化沥青冷再生混合料配合比为:粗铣刨料∶细铣刨料∶新集料∶水泥∶矿粉=28%∶47%∶20%∶2%∶3%, 合成级配结果如表3所示。

1.3 最佳含水率

根据《公路土工试验规程》 (JTG E40—2007) T0131的方法, 以一定的间隔变化含水率, 对合成矿料进行击实试验, 用以确定冷再生混合料最佳含水率。试验时拟定乳化沥青掺量为4.0%, 按照1%的间隔变化初始含水量, 分别按3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%的含水率进行击实试验, 根据测试结果绘制干密度与实际含水率的关系曲线, 如图1所示, 根据干密度最大值确定的最佳含水量为4.2%。

1.4 乳化沥青用量

以4%的预估沥青用量为中值, 按照0.5%的间隔变化乳化沥青用量, 在4.2%的最佳含水量基础上, 采用马歇尔击实法两面各击实75次成型试件, 然后进行15℃劈裂强度试验, 根据试验结果绘制劈裂强度与乳化沥青用量之间的关系曲线, 如图2所示。根据干、湿劈裂强度最大值确定的最佳乳化沥青用量为4.3%。

通过冻融劈裂试验进行了单点验证, 冻融劈裂强度比结果为74.9%, 满足不小于70%的设计要求。

2 试验方案

按照上述乳化沥青冷再生混合料目标配合比, 采取不同的水泥用量和乳化沥青用量, 评价水泥及乳化沥青掺量对冷再生混合料性能的影响, 具体试验方案如表4所示。根据试验方案分别展开水稳定性试验、早期强度试验、高温稳定性试验和低温抗裂性试验[4,5,6]。

注:用水量以总量控制, 不同方案的冷再生混合料中总含水量相同

3 水稳定性分析

参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTG E20—2011) 和《公路沥青路面再生技术规范》 (JTG F41—2008) 中的相关规定, 分别进行干湿劈裂强度试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试验, 采用干湿劈裂强度比、残留稳定度和冻融劈裂强度比3项指标综合评价乳化沥青冷再生混合料的水稳定性, 按公式 (1) 计算。试验采用旋转压实仪成型试件, 压实次数为30次, 试件直径为100 mm, 高度为63.5±2.0 mm, 试验结果如图3所示。

式中:TSRd-w为干湿劈裂强度比;RS为残留稳定度;TSR为冻融劈裂强度比;IDT1、IDT2为干、湿劈裂强度;MS1、MS2为浸水前后的马歇尔稳定度;RT1、RT2为冻融循环前后的劈裂强度。

由图3可知:

(1) 各方案冷再生混合料的残留稳定度和干湿劈裂强度比均满足规范中不小于75%的要求, 冻融劈裂强度比满足不小于70%的要求, 表明冷再生混合料具有较好的水稳定性;

(2) 随着水泥用量的增加, 冷再生混合料的3项指标均逐渐增加, 表明水泥用量的增加可以提高冷再生混合料的抗水损害性能;

(3) 方案B和D的3项指标基本相当, 表明高、低乳化沥青用量的冷再生混合料具有相当的抗水损害性能。

4 早期强度分析

参照ASTM D1560—81和ASTM D7196—06中的相关规定, 分别进行粘结力试验和抗磨耗试验, 采用粘结力值和磨耗损失率2项指标综合评价冷再生混合料的早期强度性能。2种试验均采用旋转压实仪成型试件, 压实次数为20次, 试件直径为150 mm, 高度分别为80±3.0 mm和70±5.0 mm。其中粘结力试验结束条件为试件断裂或变形超过13 mm, 抗磨耗试验结束条件为试件发生大量松散或磨耗15 min, 分别按式 (2) 和式 (3) 计算粘结力值和磨耗损失率, 结果如图4所示。

式中:C为粘结力值;L为球重;W为试件直径;H为试件高度;L为试件磨耗损失率;Wa、Wb为试件磨耗前后的质量。

由图4可知:

(1) 随着水泥用量的增加, 冷再生混合料的粘结力逐渐增加, 而磨耗损失率逐渐减小, 水泥有利于提高冷再生混合料的早期强度;

(2) 方案D与A的粘结力基本相当, 与方案B的磨耗损失率基本相当, 表明降低乳化沥青用量和水泥用量, 冷再生混合料仍表现出较好的早期强度性能。

5 温度敏感性分析

参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTG E20—2011) T0719和T0715中的相关规定, 分别进行高温车辙试验和低温弯曲试验, 采用动稳定度和破坏应变指标分别评价冷再生混合料的高温性能和低温性能。车辙试验采用轮碾机碾压成型300 mm×300 mm×50 mm的板式试件, 低温弯曲试验采用车辙板切割成250 mm×30 mm×35 mm的棱柱体小梁试件, 分别按照公式 (4) 和公式 (5) 计算动稳定度和破坏应变, 试验结果图5所示。

式中:DS为动稳定度;C1、C2分别为试验机类型及试件类型系数;N为试验轮往返碾压速度;εB为试件破坏时的最大弯拉应变;h为跨中断面试件的宽度;L为试件的跨径;d为试件破坏时的跨中挠度。

由图5可知:

(1) 随着水泥用量的增加, 冷再生混合料的动稳定度逐渐提高, 表明水泥用量可以有效提高冷再生混合料的高温抗车辙性能。

(2) 随着水泥用量的增加, 冷再生混合料的破坏应变先增加后减小, 表明适当的水泥可以提高混合料的低温性能, 而水泥用量过多时, 混合料逐渐表现出一定的脆性, 因此破坏应变减小。

(3) 方案D的结果表明, 减少乳化沥青用量可以提高混合料的高温抗车辙性能, 但低温性能相对较差。

6 结论

通过对不同水泥掺量和乳化沥青用量的冷再生混合料性能试验的分析, 可以得到如下结论:

(1) 添加水泥有利于提高乳化沥青冷再生混合料的水稳定性能、早期强度性能和高温稳定性能, 且随着水泥用量的增加而逐渐增加, 冷再生混合料表现出较好的抗水损害、高温抗车辙等路用性能;

(2) 添加少量水泥可以提高冷再生混合料的低温抗裂性能, 然而水泥用量过多会导致混合料变脆, 降低低温性能, 因此在冷再生混合料设计时需严格控制水泥用量, 建议水泥用量控制在1%~2%;

(3) 低乳化沥青用量的冷再生混合料均表现出较好的水稳定性和高低温性能, 且具有较好的早期强度, 与高乳化沥青用量冷再生混合料的性能基本相当, 推荐乳化沥青用量控制在3%~4.5%。

综上所述, 乳化沥青冷再生混合料的各项性能能够满足《公路沥青路面再生技术规范》 (JTG F41—2008) 中的相关要求。从室内性能试验结果可知, 适当降低冷再生混合料中乳化沥青的用量不会影响再生混合料的性能, 但将低乳化沥青冷再生混合料应用于实体工程还需进一步的研究。

参考文献

[1]吴超凡, 曾梦澜, 钟梦武, 等.乳化沥青冷再生混合料设计法试验研究[J].湖南大学学报 (自然科学版) , 2008, 5 (8) :19-23.

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乳化沥青再生篇5

泡沫沥青现场冷再生基层沥青路面使用状况调查分析

通过对泡沫沥青现场冷再生基层沥青路面的.使用状况进行调查,分析了各车道的病害状况和病害形成原因,现场调查结果表明:将部分面层和部分基层再生后作为维修后路面结构的基层,较彻底地消除了基层的病害,在一定程度上恢复了路面整体的承载能力,但同时加铺混合料的高温稳定性和抗水损害能力对再生基层的性能影响较大,现场冷再生基层沥青路面的结构组合形式和结构厚度也需要进一步研究.

作者：慕海瑞黄俊强王素娈 Mu Hairui Huang Junqiang Wang Suluan 作者单位：重庆鹏方路面工程技术研究有限公司,重庆市,400054刊名：华东公路英文刊名：EAST CHINA HIGHWAY年，卷(期)：2009“”(3)分类号：U4关键词：泡沫沥青现场冷再生基层使用状况调查分析

废旧沥青混合料的再生利用篇6

关键词：沥青路面；混合料；再生利用

在沥青路面经过一段时间的使用之后，因为交通荷载力和自然因素的综合作用，使用一定年限以后，需要对沥青路面进行大面积的维修，有的时候甚至可能会对沥青的全段路面进行重新的梳理和修整，但是大面积的维修而产生的废旧沥青混合料，一方面会对环境造成污染，另一方面也浪费了资源，研究废旧沥青混合料的再生利用，可以在一定程度上产生巨大的社会效益和经济效益，由此可见对，废旧混合料的再生利用已经成为当下的一个主要话题。

1 废旧沥青再生混合料的设计和搅拌工艺研究

1.1 废旧沥青再生混合料配合比设计研究

再生沥青混合料配合比的设计和普通沥青混合料的设计方法存在着一定的相似之处，但是也有着一定的不同之处。废旧的沥青一般具有较大的含量，而且沥青的老化程度和集料级别的离散性也比较大，这会直接对旧料的利用率产生影响，而产品比例和拌合也会受到一定的影响，最终可能会对沥青的再生利用质量产生影响[1]。所以为了更好的保证再生沥青混合料的路用性能和路用价值，对再生沥青混合料配合的设计过程需要遵照如下步骤：①需要对于旧沥青的混合料进行破碎处理，烘干之后再进行离心处理，将覆盖在史料上的沥青除掉，然后进行水洗和烘干，对废旧沥青混合料矿料的级配组成比例进行确定；②对目标及配合机组旧料掺配比例进行选择，同时在根据目标及配合相关的旧料产品比例，重新对新旧集料的各档掺配比例进行确定；③以沥青的再生结果为依据，对施工的可行性进行综合性考虑，将不同组的油石比和级配下所需要的新沥青和再生剂的用量进行确定；④对拌制工艺进行选择。

1.2 废旧沥青再生混合料拌制工艺研究

做好再生沥青混合料的拌合工作，在拌合的时候需要对再生剂所加入的方式予以考虑，进而确保在生计与旧料当中的历经作出充分的混溶，以便于达到最好的再生效果。而在旧料当中因为沥青老化严重，加之沥青表面的坚硬程度较大，所以软化点相对来说较高，在这种情况下，对其进行熔融，那么就需要将温度加热到最高，但是如果温度较高，可能会导致沥青在热氧化的作用下，发生进一步的老化，会对其性能造成一定的影响[2]。所以在进行拌合的时候，对旧料进行预热十分重要，需要通过预热实验来寻找一个合适的温度。同时因为再生混合料的拌合温度和时间与普通的混合料存在着一定的不同之处，所以调整拌合时间和拌合温度能够促使再生剂充分的溶解，进而渗透到旧沥青当中，也能够促使其核心沥青进行良好的混熔。

2 旧沥青路面再生方法研究

2.1 再生方法分析

现如今，在对沥青路面进行再生时，一般会涉及到4种方法，厂拌冷再生现场热再生和现场冷再生。

厂拌热再生一般是通过工厂进行，需要将沥青的混合路面进行铣刨以后运回工厂，然后对这些废料进行破碎和筛选，之后进行进一步的处理，将其废旧沥青当中的含量和沥青的老化程度进一步进行确定，以便于更好地对石料的级配进行确定。在此基础上根据沥青的混合料作出设计，确定所需要添加的各种新集料的各档比例，并在此基础上对再生剂与新沥青的混合比例予以确定，再进行拌合，按照新沥青混合路面完全相同的方法，对路面进行重新的铺筑，这种方法目前被广泛地应用在不同条件下的旧沥青路面再生当中。

而厂拌冷再生是将沥青混合楼面的相关材料运回厂，同样进行搅拌，当破碎以后，相关的混合料当做骨料重新加入适当的水泥和石灰再一次进行搅拌，并将其扑住在基层与底基层[3]。这种再生的方法存在必然的缺点，最大的缺点是不能够充分地对废旧的材料当中的旧沥青予以充分的利用，同时旧沥青也在一定程度上对混合料产生一定的影响，对混合料的抗压强度产生影响。但反过来讲这种情况也具备一定的优点，因为在生产过程中，这基本上不需要相关的专用设备来支持就能够实现。

而现场热再生主要是在现场进行的一种再生，这种再生也被称之为表层再生。其主要方法是通过一系列的加热、翻耕、混拌、摊铺和碾压等工序来实现的。这种方法能够一次性地将旧沥青的混凝土路面再生实现，同时也不需要对旧废的沥青混合料进行运输，具有较高的时效和功效。

最后是现场冷再生，现场冷再生主要是通过专用的生机械在现场进行铣刨、破碎、加入新的料进行拌合、摊铺和预压，然后通过压路机进行进一步的压实处理。这种情况可以主要应用在低级别的公路路面的修建中。

2.2 再生方法的比较

对以上几种再生方法进行比较，现场热再生与现场冷再生都能够满足较高级别的路用性能，而厂拌冷再生却不具有较高的现实意义，它也不能称之为真正意义上的沥青再生，这种方法只能在较为低层次的路面进行应用，而且应用的范围也受到了限制。厂拌热再生具有较优越的适应性，这能够通过沥青混合料的合理搭配进行严格的设计和生产使用。再生沥青混合料能够在很大程度上确保相关指标能够达到标准，而厂拌热再生能够对原路费用资料进行重新利用，而且能够将相关的材料进行回收，以及其他的工程，符合废物再利用的原则，能够将沥青混合料的废料价值最大程度地挖掘出来。

3 结语

本研究主要分析废旧沥青混合料的再生利用，通过本研究的分析，对废弃物沥青混合料进行再生利用能够有效的缓解环境问题，同时也有助于废物再利用，但是需要充分的考虑工艺的应用。

参考文献：

[1]魏荣梅，余剑英，吴少鹏，董华均，张咏梅.紫外光老化对沥青化学族组成和物理性能的影响[J].石油沥青，2015，22（01）：175-176.

[2]张金喜，李娟.我国废旧沥青混合料再生利用的现状和课题[J].市政技术，2015，21（06）：56-58.

乳化沥青再生篇7

近几年来我国许多道路进入大修期,而那些十几年前甚至几十年前铺筑的沥青混合料已超期服役,严重老化[1]。也就是说,每隔10-15年,沥青混凝土路面就需要翻修一次[2]。因此,如何处置每年数千万吨沥青混凝土路面废料将成为必须面对和解决的问题。同时,重新铺筑沥青混凝土路面所需的大量沥青和石料也将使我们面临巨大的资源压力。合理有效地利用这些废旧沥青混合料,既能节约资源,又保护环境,对我国经济建设具有重要的现实意义,而我国对于沥青再生技术的研究起步较晚,尚缺乏相应的技术标准和工艺规程要求,严重滞后于道路建设与社会发展的需要[1]。维护处理的方法就是对出现病害的路面进行铣刨,然后重新铺筑。这样每年会产生相当数量的沥青混合料废弃物,如北京市每年沥青混凝土废弃量约10万吨。这些废弃物造成三大问题:一是堆放需要场地,二是污染环境,三是浪费了大量的不可再生资源[3]。因此采用沥青再生技术,重复利用沥青混凝土路面废料,是从根本上解决上述问题的有效途径。

1 沥青再生技术

沥青路面再生利用技术的试验研究,1915年始于美国。近10年来,世界各国广泛进行沥青路面再生的试验和研究,取得了丰硕的成果,并且在生产中已经大面积的推广和使用。而国内由于缺乏必要的理论指导及合适的再生剂和机械设备的支持,在实际的工程中还没有得到大量的应用[4];至20世纪80年代,沥青混凝土路面再生技术已趋于成熟,美、德、日、英等国相继颁发了一系列的技术手册、指南和规范,并出版了大量研究成果[2]。欧美国家提出了适于各种条件下的沥青路面再生利用的方法,并且在再生剂的开发、再生混合料的设计,施工设备等方面的研究也日趋深入。我国是在20世纪80年代初开始重视研究沥青混合料再生技术的[2]。从80年代的中后期,由于我国经济建设的需要,全国开始进行大规模修筑高等级路面,且约80%为沥青路面,而且随着沥青砼路面技术的发展,沥青砼路面的比重将会越来越大[4]。

沥青路面的再生技术按施工温度可分为冷法施工和热法施工。热法施工按施工工艺又可分为现场热再生法和厂拌热再生法[5]。

1.1 现场冷再生法

是用大功率路面铣刨拌和机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎,再加入稳定剂、水泥、水和骨料同时就地拌和,用路拌机原地拌和,最后碾压成型[2]。充分利用现有的旧路材料(面层和部分基层),按照新的设计要求,选择性地掺入适量的骨料,按比例加入添加剂(水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青和乳化沥青等)和适量的水,利用就地冷再生设备(如德国Wirtgen WR 2500型的稳定土路拌机),在自然常温状态下就地连续地完成旧沥青路面和部分基层的铣刨、破碎、添加料、拌和、摊铺,随后进行找平及压实,最终形成具有所需性能、质量满足要求的一种特殊级配的路面结构[5]。这种方法主要应用于冷法施工中,且新添加的结合料是乳化沥青,这种方法对设施要求较低,生产成本不高,但同时再生路面的品质不是很好,目前该方法使用较少,主要是用于等级低的道路或铺筑基层使用,国外多用于乡村道路的翻修[2]。

1.2 现场热再生法。

沥青路面现场热再生利用技术是一种具有国际水平的高等级技术,是一种就地修复破损路面的过程,它通过加热软化路面,铲起路面废料,再和沥青粘合剂混合,有时可能还需要添加一些新的骨料,然后将再生料重新铺在原来的路面上[2]。将旧路面铺层材料通过使用现场加热机和再生机进行就地加热软化,铲起路面废料,增加适当的新拌沥青混合料和再生剂进行机内热搅拌,随即摊铺,整平,碾压,形成新的路面结构[5]。现场热再生可以通过单次操作完成,把原材料和需修的路面重新结合。或者是通过两阶段完成,即先将再生料重新压实,然后在上面再铺一层磨耗层[2]。这种方法施工简单方便,主要适用于高等级公路包括城市道路的面层,特别适用于老化不太严重,但平整度较差的路面。2003年6月18日,沪宁高速公路上海段大中修工程采用国际先进的沥青路面现场热再生设备和技术进行大面积表面再生作业,面积达到20万平方米,在国内尚属首次。沪宁高速公路自1996年建成通车,交通流量不断增大,大大超过了其设计通行能力。而且超载车辆越来越多,因此沪宁高速公路上海段,出现了车辙、裂缝、麻面、泛油、坑槽、松散、沉陷、翻浆等病害,严重影响了行车速度和安全,降低了道路的通行能力。通过使用现场热再生技术,全面恢复了病害路面的外观和路用性能[5]。

1.3 工厂热再生法

在工厂中对回收的沥青混合料进行集中处理,是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术。工厂热再生技术是将旧沥青路面用普通铣刨机铣刨后运回搅拌厂存储备用,通过集中破碎、筛分,并分析旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标,根据公路路面不同层次的质量要求,进行配合比设计,确定旧沥青混合料的添加比例(国外先进设备的旧沥青混合料添加比例可达50%),掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂进行拌和,成为达到规范规定的各项指标的新混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,最后按照与新建沥青路面完全相同的方法重新铺筑[5]。利用这种方法,可以方便对已被翻挖的基层甚至路基的一些地段进行有效的补强,沥青层的重铺则可以象新路施工一样,分别按下面层、中面层、上面层的不同技术要求进行配合比设计,确定旧沥青回收料的添加比例。国外多年的实践证明,工厂热再生法再生沥青混合料路面能够达到并保持所要求的各项路用性能指标,并且具有更好的抗车辙性能。从对比试验看,采用旧沥青混合料进行大修与全部采用新沥青达到的水平大致持平,这种再生方式能有效地用于各种条件下旧沥青路面的再生利用,是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术。广佛高速公路是全国第一个大规模采用工厂热法再生的高速公路项目[5]。

2 深入研究的问题

2.1 沥青路面再生利用技术的设计施工规范与验收评定标准

鉴于沥青路面再生具有显著的经济效益和社会环境效益,应该广泛应用,同时,随着我国高等级沥青路面日益增多,今后必将面临更多的旧路再生利用的问题。现在我们已有了一套路面再生技术,但严格来说,还只能说是试验研究的阶段总结[2]。诸如有关再生剂的技术标准、再生沥青混合料的技术指标、各种可能适应的道路等级,再生路面结构设计中的技术参数等一系列技术问题,也只是某单位或地区的经验和意见,带有一定的片面性和局限性,缺乏普遍的指导意义,因而就影响该项技术的推广和应用[6]。因此,怎样在现有研究成果的基础上有组织地再对该项技术进行全面的、系统的整理加工,并进行必要的试验验证,使该项技术达到规范和标准化,用以指导全国的道路养护工程建设项目,是摆在我们面前的一项重要任务[7]。

2.2 再生剂的规格化与系列化

国外再生剂大都是化工部门研究提供的,我国石油部门目前尚未能顾及。由于过去我国公路大部分沥青路面结构厚度较薄,一般不用再利用,所以对再生剂总的需求量不大[2]。

然而,随着我国公路建设的发展,今后沥青路面再生利用作为公路的一项日常应用技术,对再生剂的需求量必将大大增加,为此,扩大再生剂的料源和品种,使之规格化、系列化,将是化工部门和公路建设部门的共同研究课题[6],将有一定的市场潜力。

2.3 旧沥青再生效果的检测

如前所述,旧料在热态下,旧沥青呈熔融状态,能够与液态的新沥青交融混和而成。然而,这仅是一种理论推测,实际交融混和的情况到底如何,并无法得知。虽然以再生混合料的物理力学性能试验可间接分析再生效果的优劣,但仍不是一种直观的检测方法[2]。现在有人提出了一种染色检验法,其方法是将少量染色剂加入再生剂中,通过检验染色剂在再生混合料中的扩散情况来判别旧沥青的再生效果。检验时将再生沥青混合料试件的切割面放在已被化学处理过的织物上,显示出混合料中化学染色的印纹,由此而显示出再生剂[6]。取得再生剂染色印纹之后,将试件切面放在环已烷浸透的染色印纹材料上,即得到沥青混合料的印纹。将两个印纹重叠便可看出再生剂在混合料中的分布情况。采用这种直观的检测方法,可以为评价混合料拌和工艺水平、再生混合料的品质等提供可靠的依据。但由于染色法较为复杂,仅限于试验研究应用。为此,还必须研究方便而快速的检测方法[7]。

2.4 再生机械

铺筑再生沥青路面,工序多,工艺复杂,既要增加用工,又相当麻烦,以致使有些人望而却步。因此,如何提高施工机械化水平,减轻手工劳动,是沥青路面再生技术能否大面积推广的关键[2]。大面积铺筑再生沥青路面,迫切需要路面翻挖机械,旧料破碎、筛分机械,混合料拌和机械等。既要有适于集中厂拌的大型机械,又要有适于养路部门使用的各种小型机具。积极组织力量,制订计划,切实抓好各种再生机械的研制和生产,是刻不容缓的[6],亦有一定的市场前景。

2.5 再生混合料物理力学性能的评价试验方法

现在,国内外大都是采用马歇尔试验方法来确定再生混合料用油量的,并且以此兼评再生混合料的物理力学性能。然而人们都已发现马歇尔试验方法对再生混合料不尽适用,这主要是因为马歇尔稳定指标只有下限值,而无上限值[6]。同时,它的受力状态也不明确。国外有人研究用径向回弹模量试验、动力试验方法来取代马歇尔试验,但目前还处于研究阶段[7]。

3 结束语

采用沥青再生技术,可以充分利用旧料,通过选择适当的配比及新旧料掺和比例,可以再生得到质量相当不错的再生混和料。初步的研究和实践均表明,这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时,利用沥青再生技术、再生剂及再生机械可以取得相当可观的经济效益和显著的社会效益,也是目前节能减排、保护环境的大势所趋。

参考文献

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[5]杨世杰.沥青路面再生技术及其应用[J].山西建筑,2008,34(29).

[6]王林臣.沥青路面再生技术若干问题的研究[J].建筑·规划·设计,2007(9).

乳化沥青再生篇8

关键词：乳化沥青,冷再生,强度

沥青路面近年来普遍应用我国各个区域, 已经成为我国公路路面的主要形式。但在通车使用一段时间之后, 受人为与自然灾害的损害, 通常会陆续出现各种损坏、变形及其它缺陷等路面病害。因此, 国家每年往往会投入高额的经费用于对路面维护工作。此外, 还存在着多余的沥青混合料被作为填料或直接丢弃的情况, 不仅浪费了资源, 也严重破坏了环境。

再生沥青路面 (RAP) , 简单来说就是通过对公路路面废旧材料的循环使用, 以实现绿色环保、资源节约、路面资金缩减的目标。1915年, 美国率先进行对废旧沥青路面材料的再生技术的探索试验, 截至目前美国已经制定了相应的规范[1~2]。由于种种原因, 此后相当长的时间里, 这项技术一直没有引起很大的关注。时隔60年后, 美国才又开始对废旧沥青材料再生技术重新进行研究, 并由于如路面铣刨车与间歇式拌等重要公路机械设备的出现, 沥青路面再生技术受到了人们广泛的关注。20世纪中后期, 国际上如中国、前苏联、日本德国等各个国家, 也陆续对沥青路面再生技术开展了不同规模的探索与推广应用。近年来, 国内开始进行乳化沥青冷拌再生技术研究[3], 但此技术至今尚未成熟, 研究乳化沥青冷拌再生技术具有重要的工程实际意义。

1 沥青路面再生技术类型

沥青路面再生技术具体是指利用专业的再生机械设备, 经过翻挖、回收、破裂等一系列手段, 将旧沥青路面与新集料 (如果需要) 、沥青以及再生剂等依照正确的比例进行搅拌混和, 在确保其具备足够的路用性能的前提下, 在路面重新铺筑的完整工艺。

沥青路面按不同的拌合地点可分为场拌冷和现场冷再生两种类型, 其中场 (厂) 拌冷再生技术是将旧沥青路面铣刨后运送至混合料拌和场 (厂) , 而现场冷再生则是通过再生剂对旧路面沥青材料进行相关处理, 在进行处理时往往不包括旧路面材料的相关运输工作, 这和场 (厂) 拌冷再生技术有着显著的差异。现场冷再生工序如下:旧路面铣刨、沥青混凝土RAP的粒径回收分类、再生剂的掺入、再生料的铺筑与碾压。现场冷再生具有以下优势[4]: (1) 促进路面的性能结构的升级完善; (2) 维修治理常见的路面病害; (3) 减少反射裂缝; (4) 路面车辆行驶质量的提升; (5) 运输资金投入的减少; (6) 提升生产效率; (7) 控制工程造价; (8) 资源能源的节约。

场 (厂) 拌冷再生方法具体是将再生剂与RAP相结合再生后, 形成底面层混合料的一项技术手段。场 (厂) 拌冷再生方法能够利用不同乳化沥青及冷再生剂, 恢复旧沥青的原有性能。厂拌冷再生技术具有以下优势: (1) 维修治理常见的路面病害; (2) 减少反射裂缝; (3) 路面几何特性的保持; (4) 路面车辆行驶质量的提升; (5) 节约能源能源; (6) 保护环境; (7) 旧路工程拓宽。

2 沥青路面再生技术适用性

相较于以往的沥青路面维护手段, 沥青路面再生技术有着极大的优势。路面再生技术各具特色, 应当在对路面的实际状况以及工程条件进行实地考核的基础上, 选择最为恰当的再生方案及具体实施措施。依据路面实地勘察与病害情况分析。ARRA的推再生技术推荐为路面再生方式的原则给予有效的指导, 如表1所示[5]。

3 乳化沥青冷再生混合料强度形成原理

沥青路面冷再生的原理, 即流变逆转原理。从化学角度分析, 沥青路面冷再生原理就是老化的逆过程。即使老化沥青中的各组分重新协调, 恢复沥青的原有性能。沥青混合料的再生过程, 实际上就是通过添加各种再生剂 (稳定剂) 来改善已老化旧沥青混合料的粘稠性, 提高沥青薄膜的粘结力, 使其路用性能恢复的过程。

3.1 乳化沥青冷再生混合料强度形成机理

乳化沥青冷再生混合料是以乳化沥青作为稳定剂, 添加少量的水泥等以改善其力学性能。拌制时先将集料在最佳用水量下拌合, 使其表面湿润。然后, 在常温下加入乳化沥青并拌合均匀, 在适当的外界环境下, 乳化沥青开始破乳。同时, 一些科研工作者通过研究认为在RAP表面一定厚度范围内, 乳化沥青对旧沥青还具有化学软化作用, 使其恢复部分性能, 从而使乳化沥青与被再生的旧沥青共同形成能够完全包裹RAP颗粒的有效沥青薄膜。这种有效沥青薄膜具有一定的粘结力, 它是形成乳化沥青冷再生混合料强度的重要因素[6]。

乳化沥青再生混合料强度构成因素主要是材料的内聚力和内摩阻力。混合料抗剪强度可以应用摩尔-库仑包络线方程求得, 如式 (1) 所示[7]。

式中:τ———抗剪强度 (MPa) ;

c———粘结力 (MPa) ;

φ———内摩擦角 (rad) ;

σ———正应力 (MPa) 。

只有通过集料和乳液粘附、分解, 以及破乳、水分蒸发等过程后, 乳化沥青混合材料才会具备满足所需的粘结功效, 并利用压实性能, 将二者进行密实的粘结, 从而达到适宜的强度。

3.2 水泥-乳化沥青再生混合料强度形成机理

水泥-乳化沥青再生混合料也需要水分蒸发、集料和乳液粘附与分解的时间段, 如果想要达到适宜的强度, 则需经过比热沥青成型更长的一段时间。掺入水泥后成型时间将会大大减少, 特别是体现在强度早期成型的时候。乳化沥青再生混合料受水泥影响的因素具体体现在下述两个层面[8]:

(1) 水泥在汲取乳液与混合料中的水分后, 形成水化现象, 并形成水化热现象, 使得乳化沥青混合材料破乳与强度成型时间有效提升。乳化沥青破乳和水泥水化反应可在同一时间段进行, 所以沥青膜与水化物才能够互相交叉作用, 又能互相独立, 空间立体网络结构大多在矿料的附近分布, 将矿料进行密切结合。如图1~2所示, 为水泥乳化沥青及乳化沥青的具体微观结构图。

(2) 另外一些水泥因为水分不满足条件, 不能发生水化现象。沥青及水泥分子相互作用, 产生力学结构膜, 从而帮助集料与沥青材料的粘附性有效提升。

3.3 影响乳化沥青再生混合料强度的因素

乳化沥青再生混合料性能主要分为使用和施工两类。其中使用性能具体体现在公路路面受铺筑压实后的变形和密实性。而施工特性也可以对冷拌沥青混合料在搅拌混合、铺筑、压实等过程中存在的脱附、结硬以及离析等等状况进行更为整体、全方位的体现, 乳化沥青再生混合料主要受这么几个方面影响: (1) 养生条件; (2) 拌和总用水量; (3) 沥青用量; (4) 水泥用量; (5) 乳化沥青; (6) 集料级配。

以上总结有助于正确选择乳化沥青再生料的组成材料, 并根据施工条件、环境条件, 采用合适的施工工艺来保证再生路面的施工质量。

4 总结

对于乳化沥青再生技术的选择, 需调查原路面的损坏状况及相关配套工程条件, 从而确定合理的再生方法和实施方案。由于旧沥青混合料主要用作基层材料, 只要具有一定的强度、刚度、水稳性就能满足规范要求, 因此冷再生往往不涉及到旧沥青材料本身性能的恢复。对于乳化沥青冷再生混合料强度形成期间, 应严格控制影响强度的因素。

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乳化沥青再生篇9

乳化沥青是由两种互不相容的物质制得的沥青乳浊液,主要由沥青、乳化剂、稳定剂和水组成。乳化沥青具有无毒、生产工艺简单、便于冷施工等特点。另外乳化沥青中沥青微粒带有电荷,与带相反电荷的骨料微粒能牢固粘结,提高路面的稳定性、耐磨性[1]。在国内外应用研究基础上,采用慢凝型阳离子乳化沥青对乳化沥青冷再生混合料进行进一步研究。

1 乳化沥青混合料设计

1.1 RAP筛分试验

广东某高速路试验路段原路面的铣刨料筛分结果如表1所示。

由表1可知,旧沥青混合料采用的级配与AC-20型沥青混凝土的级配比较接近。通过对比发现骨料含量偏少,为达到规范规定的级配要求,需增加4.75 mm～26.5 mm粒径粗集料用量。

1.2 乳化沥青级配设计

综合考虑路用性和经济性,采用两种级配方案,即:A组:100%RAP;B组:10%石屑+30%碎石+60%RAP,级配结果见表2。

1.3 混合料最佳含水率、最佳乳化沥青用量OAC的确定

1.3.1 最佳含水率确定

参照现行JTG E40公路土工试验规程T0131的方法,对合成乳化沥青混合料进行击实试验,确定最佳含水率。掺入水泥砂浆的乳化沥青作为混凝土的胶结材料,水泥砂浆和乳化沥青互相渗透形成交错的凝胶网络骨架[3]。采用1.5%的水泥剂量,乳化沥青试验用量定为3%,变化含水率进行击实试验,获得最大干密度时,其混合料的含水率即为最佳含水率OWC。由试验可知:集料采用100%RAP材料时再生混合料最佳含水率OWC=7.2%,采用B组级配材料时再生混合料最佳含水率OWC=6.8%。

1.3.2 最佳乳化沥青用量OAC

以预估的沥青用量为中值,选取5个乳化沥青用量,即2.5%,3%,3.5%,4%,4.5%,保持在混合料最佳含水率OWC情况下,参照JTG F41-2008公路沥青路面再生设计规范乳化沥青冷再生设计方法进行试件制作,然后将各组油石比试件进行25 ℃马歇尔稳定度试验,15 ℃劈裂试验、浸水24 h的劈裂试验。根据劈裂强度试验和浸水劈裂强度试验结果综合确定最佳乳化沥青用量OEC[6]。试验结果见表3。

通过试验可知:A级配、B级配干湿ITS同乳化沥青用量变化曲线类似,B级配干湿ITS较A级配干湿ITS优越。对于马歇尔击实试件,无论是干燥养护还是湿养护,随乳化沥青用量增加,ITS存在一最大值且对于干湿两种养护条件,最大ITS对应的乳化沥青用量相差不大。

2 乳化沥青混合料性能试验研究

2.1 马歇尔试验

乳化沥青冷再生混合料中含有大量的旧沥青路面材料,其中有部分封闭的内部空隙,其次由于乳化沥青与集料的裹附性不及热拌沥青混合料,精确测定最大理论密度和毛体积密度困难,再则乳化沥青冷再生混合料中含有较多的水分,试件中的水分蒸发后就留下空隙,冷铺路面初期空隙率很大,需依靠在较长的行车过程中逐渐压实成型,量测试件的初期空隙率意义不大[4]。25 ℃代表了路面的平均温度,以25 ℃马歇尔稳定度来确定乳化沥青冷再生混合料的最佳沥青用量是合适的。试验结果见表4。

综合表4数据可知,A组再生混合料乳化沥青用量为4%最佳;B组为3.5%最佳。为了与国内外空隙率指标要求进行对比,测试了乳化沥青再生混合料7 d～15 d浸水质量变化情况,通过质量变化推算再生混合料的空隙率情况,空隙率维持在6.4%～11.2%,与建议空隙率在9%～14%比较可知均满足要求。

2.2 单轴压缩试验——确定抗压强度

关于抗压参数,我国JTJ 052-2000公路工程沥青与沥青混合料试验规程规定试件尺寸为ϕ150 mm×150 mm,试验温度为(20±0.5)℃,加速速度为5 mm/min。以最佳油石比及最佳掺水量进行乳化沥青混合料试件制作,然后在室温环境下养生24 h,后将每个试件放置在密封的塑料袋中,然后置于40 ℃的烘箱中进一步养生48 h。养护完成后,在20 ℃恒温水浴中保温3 h。试验结果见表5。

从表5可知添加新骨料的再生混合料强度指标较100%RAP再生混合料优越。再生混合料20 ℃无侧限抗压强度的试验结果,乳化沥青冷再生混合料无侧限抗压强度范围为1.3 MPa～1.9 MPa。

2.3 车辙试验——确定乳化沥青混合料动稳定度

由于乳化沥青再生混合料一般用作基层,推荐采用40 ℃的试验温度。试验参照JTJ 052规程T0703沥青混合料试件制作方法(轮碾法)进行。试件在室温下养护12 h,然后40 ℃下烘箱养生6 h后进行试验,结果见表6。

两种级配的乳化沥青混合料动稳定度DS均大于2 800,满足沥青路面技术规范要求。

3 结语

乳化沥青由于其独特的特性在冷再生技术中较其他粘结剂具有更广泛的应用。本文对乳化沥青冷再生混合料的设计、强度特性以及抗车辙性能等路用性能进行研究,旨在对其性能进一步了解,以期大力推广其在我国道路维修养护中的应用。

摘要：进行了乳化沥青混合料的设计,研究了乳化沥青混合料的性能,以提高人们对乳化沥青冷再生混合料的认识,促进乳化沥青在道路维修养护中的应用。

关键词：乳化沥青,混合料,劈裂试验,高温特性

参考文献

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乳化沥青再生篇10

1 施工流程图

泡沫沥青与乳化沥青就地冷再生技术的施工流程图相同, 见图1所示。

2设备要求

就地冷再生机;钢轮振动压路机1~2台 (带强弱振动调整) ;20t以上胶轮压路机1台;平地机1台;洒水车2~3辆以及准备与冷再生机连接的推杆、接头、水管。对泡沫沥青冷再生技术而言, 拌和场应配备15t以上热沥青保温罐车2~3台或10t以上沥青加热罐1台;对乳化沥青冷再生技术而言, 拌和场应配备30t乳化沥青罐2台, 该沥青罐配有加温和搅拌装置。图2所示即为典型的就地冷再生机组。

就地冷再生施工应采用具有足够功率的专用路拌机械, 以确保足够的拌和能力。再生机铣刨转子宽度至少为2m, 转速可调, 并应具有水平控制系统, 保证在连续施工过程中实际铣刨深度和要求的深度误差不超过10mm;喷洒计量精确可调, 并与切削深度、施工速度、材料密度等联动, 喷嘴在工作宽度范围内均匀分布, 各喷嘴可独立开启与关闭。对泡沫沥青冷再生而言, 再生机还须配有检测和试验喷嘴 (自清洗) , 以随时检查沥青的膨胀率和半衰期。

3 病害处理

就地再生设计阶段, 应对原路面进行详细的病害调查。对再生铣刨不能处理的病害, 或考虑到路面仅再生施工其强度等尚不能满足设计要求的区域应进行病害或补强处理设计。

就地再生施工之前应对路表面进行清扫, 保持路表面干净、平整。如果再生层表面不规则, 应采取适当的整型方式, 以达到线形要求, 并保证最终压实后再生层的厚度满足要求。

4 试验路段

在就地冷再生施工之前须先铺设试验路段。试验段应当位于施工路段之内, 长度控制在100m~200m。在试验路段内可根据不同的施工组合方式, 确定2~3个试验阶段。通过试验路确定以下内容: (1) 验证现场材料的级配和实际生产配合比。 (2) 冷再生材料的最大干密度、最佳含水量和添加的水量。 (3) 再生层压实厚度, 及松铺系数。 (4) 不同压实组合下的压实度。 (5) 沥青冷再生混合料的性能指标。 (6) 检验再生机的铣刨深度及速度、各种施工机械的效率及组合方式是否匹配、冷再生施工的效率及再生施工的段落长度。

对泡沫沥青冷再生技术而言, 试验段还可以检测热沥青的出厂温度及沥青的发泡性能。

5 撒布石屑和碎石

石屑和碎石应保持干燥, 石屑的湿度不能太大。宜将石屑和水泥按照设计比例事先拌和均匀, 然后再撒布到路面上。石屑和碎石宜采用撒布车进行撒布, 无条件时也可以采取人工撒布, 但人工撒布应事先在路面上用石灰粉打格, 应按照每100~300m2的面积进行总量控制, 撒布时要保证厚度均匀。

6 水泥

可采用水泥稀浆搅拌机在再生机铣刨搅拌室内液态添加水泥, 没有条件时采用人工撒布, 水泥类填料的用量按撒布区域的面积来确定。水泥撒布必须均匀, 所有待施工区域不应出现没有撒布水泥的情况。水泥撒布一旦完成, 除了再生机 (包括附属设备) 以外其它车辆一律不得进入施工区域。

7 再生机作业

7.1 在直线和不设超高的平曲线段, 再生机应首先沿着路幅的外侧开始, 然后逐渐向路幅内侧施工;设超高的平曲线段, 再生机应首先沿着路幅的内侧开始, 然后逐渐向路幅外侧施工。

7.2 应考虑在再生路面上设置再生机的方向引导措施, 保证再生机沿着正确的方向前进。若偏差超过100mm, 则应立即倒退至开始出现偏差的地方, 然后沿着正确的铣刨指引线重新施工 (无需再加水或者稳定剂) 。

7.3 应至少每隔200米检测和记录一次再生机的工作速度, 以确保再生机保持一定的生产效率和良好的再生效果。工作速度取决于再生机和再生材料的类型, 但不得小于3m/min, 也不得大于8m/min。

7.4 应当安排经验丰富的施工人员在再生机后, 连续观测拌和材料是否均匀, 一旦发现异常现象, 对泡沫沥青冷再生技术而言, 主要指沥青出现条状或结团;对乳化沥青冷再生技术而言, 主要指出现"糊状"沥青团, 应立即停止施工。随时检查再生深度、再生材料的含水量, 并配合再生机操作员进行调整。

7.5 两种冷再生混合料所用沥青的制备方式及外加拌和用水量是有所不同的。

8 冷再生施工作业段及长度

8.1 冷再生施工的每个作业段内, 为避免产生夹层, 应一次性整平、压实。

8.2 应根据再生施工的效率, 以及添加水泥等活性填料的终凝时间确定冷再生施工作业段的长度, 一般控制在100m~200m为宜。

9 接缝

9.1 纵向接缝

为了保证全幅路面的再生施工, 必须保证相邻两个再生幅面具有一定的搭接宽度。第一个再生作业的宽度应与铣刨的宽度一致。所有后续有效再生幅面的纵向搭接宽度不宜小于150mm。通常, 再生层越厚, 搭接宽度越大;材料最大粒径越大, 搭接宽度越大。纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹。道路宽度小于7m, 纵向重叠较多时, 不宜半幅施工, 应考虑全幅施工, 以减少重叠量, 提高施工效率。

必须避免重叠部位沥青和水或稀释乳化沥青的过量使用, 以防止该部位的材料过于潮湿。为防止沥青的过量使用, 当进行重叠部位的处理时, 标准的操作是通过有选择的关闭喷油嘴的作用端喷嘴, 减少沥青喷洒的宽度。除非重叠的宽度是明显的 (如铣刨宽度的一半) , 否则只应关闭其中一条铣刨车道上的喷嘴。通常第一次铣刨车道应包括行车轮迹, 并进行全宽度的沥青喷洒 (也就是喷嘴全开) 。然后, 通过有选择的关闭与重叠铣刨车道相应的喷嘴, 减少第二次铣刨车道的喷洒宽度。不能确保外道行车轮迹得到符合要求的处理将导致沥青的用量不足和早期破坏的出现。

对两种冷再生技术而言, 纵缝搭接部分的处治是不相同的, 具体处理方法见表1。

9.2 横向接缝

当一个工作日结束、两个相连作业段连接、再生途中更换罐车或其他情况造成的停机均会形成横向接缝, 重新作业开始前整个再生机组必须后退至再生材料至少1.5米的距离, 以保证接缝宽度上的材料得到处理。对于超过水泥等活性填料初凝时间的段落, 在接缝处应重新撒布水泥, 但不用撒布石屑、碎石以及喷洒泡沫沥青。

1 0 其余工序

就地再生与厂拌再生的最大区别在于冷再生混合的生产地点不同, 对就地再生技术而言, 混合料在现场直接铣刨、拌和、摊铺、压实, 无需运回拌和场进行加工, 而后者需要将路面进行现场铣刨、运回拌和场、拌和、再运输至施工现场、摊铺、压实, 故两种冷再生技术的区别主要集中在混合料压实前, 当混合料摊铺后, 两种冷再生技术剩余的施工流程如压实、养生等基本相同。

结语

乳化沥青混合料和泡沫沥青混合料均可采用就地冷再生, 本文通过对两种冷再生混合料施工方法的比较分析, 得出如下结论:

两种冷再生混合料对所用设备、生产方式、纵缝搭接及养生方面的要求基本相同, 但所用沥青的制备方式及外加用水量确定方法有所不同。与厂拌冷再生技术不同的是, 就地冷再生技术施工不采用分层施工。乳化沥青混合料的压实厚度通常不超过16cm, 而泡沫沥青混合料则可达20cm。

纵缝搭接:对乳化沥青混合料而言, 纵向接缝处不能使用过量的乳化沥青, 这将导致混合料出现软弱地带;而对泡沫沥青混合料而言, 在接缝处, 为改善粘结效果, 应适当提高沥青用量 (大约为)

参考文献

浅谈我国沥青路面再生技术的发展篇11

关键词：路面沥青再生技术研究

目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已经超过2000亿元。截止2003年底，一级公路已达2.99万公里，二级及以上公路已达27.16万公里，高速公路约2.97万公里，其中90%以上的路面均为沥青路面。而90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，按照沥青的设计寿命为15—20年计算，今后每年将有12%的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万吨之巨。

以上数据清晰地表明，中国高速公路已进入建设与养护并重的时期，沥青路面再生应该引起足够的重视，否则当我们重蹈覆辙，想起英国的教训之时，就会追悔莫及。迄今，沥青路面再生技术已经是一项比较系统的科学技术。

一、沥青路面再生利用的发展历程

1、国外对沥青路面再生利用研究

国外对沥青路面再生利用研究，最早是从1915年在美国开始的。而沥青路面再生技术真正受重视并在全世界范围内得到广泛研究和应用却是在1973年石油危机爆发以后。八十年代末，美国再生沥青混合料的用量几乎为全部沥青混合料的一半，并且在再生剂开发、再生混合料的设计、施工工艺和再生设备等方面的研究也日趋深入。沥青路面的再生利用在美国已是常规实践，目前其重复利用率已高达80%。

西欧国家也十分重视這项技术，联邦德国是最早将再生料应用于高速公路的国家之一，1978年，德国将全部回收的沥青路面材料都加以利用。芬兰几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作。法国现在也在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中推广应用这项技术。

2、我国对沥青路面再生利用研究

我国开始研究沥青混合料再生技术是在20世纪70年代；1982年，交通部科技局将沥青路面再生利用作为重点科技项目下达，由同济大学负责该课题研究的协调，山西、湖北、河南、河北等省市参加，对沥青路面再生技术开展了比较系统的试验研究；1985年，建设部曾组织上海、南京、天津、武汉等市政部门和苏州市公路局、哈尔滨建筑工程学院等单位进行过专题研究,1991年6月发布了《热拌再生沥青混合料路面施工及验收规程(CJJ43--91)，指出再生沥青混合料所用矿料、沥青的品质及混合料技术要求应符合不用废料的普通沥青混合料的有关规定。但由于课题的不配套，尤其没有可供实际施工使用的沥青再生设备，CJJ43--91规程无法推广使用。

20世纪90年代，沥青路面再生技术的研究与推广几乎被搁置。新颁布的《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001)论述再生沥青混合料的条款，仍因技术陈旧、缺乏先进的再生设备，并没有跳出CJJ43--91规程的局限。

进入21世纪，北京、天津、上海、广东、山东、江苏、河北等省市都相继引进了大型的沥青路面再生设备。

2001年，华北高速公路公司率先对京津塘高速公路和北京市城市道路实施沥青再生养护作业，2002年浦东建设在上海地区进行了试用；2003年在沪宁高速公路上海段大中修工程采用了沥青路面现场热再生技术，维修后路段的旧料的利用率达到100%；2003年~2004年4月，广东冠粤路桥有限公司引进美国ASTEC的再生设备应用于广佛高速公路14公里路段的大修工程，取得了非常好的效果。

二、还需要深入研究的问题情况

尽管如此，仍然有许多问题有待进一步深入研究：

1.沥青路面再生利用技术的设计施工规范与验收评定标准

鉴于沥青路面再生具有显著的经济效益和社会环境效益，应该广泛应用，同时，随着我国高等级沥青路面日益增多，今后必将面临更多的旧路再生利用的问题。现在我们已有了一套路面再生技术，但严格来说，还只能说是试验研究的阶段总结。诸如有关再生剂的技术标准、再生沥青混合料的技术指标、各种可能适应的道路等级，再生路面结构设计中的技术参数等一系列技术问题，也只是某单位或地区的经验和意见，带有一定的片面性和局限性，缺乏普遍的指导意义，因而就影响该项技术的推广和应用。因此，怎样在现有研究成果的基础上有组织地再对该项技术进行全面的、系统的整理加工，并进行必要的试验验证，使该项技术达到规范和标准化，用以指导全国的道路养护工程建设项目，是摆在我们面前的一项重要任务。

2.再生剂的规格化与系列化

国外再生剂大都是化工部门研究提供的，我国石油部门目前尚未能顾及。由于过去我国公路大部分沥青路面结构厚度较薄，一般不用再利用，所以对再生剂总的需求量不大。然而，随着我国公路建设的发展，今后沥青路面再生利用作为公路的一项日常应用技术，对再生剂的需求量必将大大增加，为此，扩大再生剂的料源和品种，使之规格化、系列化，将是石化部门和公路部门的共同研究课题。

3.旧沥青再生效果的检测

如前所述，旧料在热态下，旧沥青呈熔融状态，能够与液态的新沥青交融混和而成。然而，这仅是一种理论推测，实际交融混和的情况到底如何，并无法得知。虽然以再生混合料的物理力学性能试验可间接分析再生效果的优劣，但仍不是一种直观的检测方法。现在有人提出了一种染色检验法，其方法是将少量染色剂加入再生剂中，通过检验染色剂在再生混合料中的扩散情况来判别旧沥青的再生效果。检验时将再生沥青混合料试件的切割面放在已被化学处理过的织物上，显示出混合料中化学染色的印纹，由此而显示出再生剂。取得再生剂染色印纹之后，将试件切面放在环已烷浸透的染色印纹材料上，即得到沥青混合料的印纹。将两个印纹重叠便可看出再生剂在混合料中的分布情况。采用这种直观的检测方法，可以为评价混合料拌和工艺水平、再生混合料的品质等提供可靠的依据。但由于染色法较为复杂，仅限于试验研究应用。为此，还必须研究方便而快速的检测方法。

4.再生混合料物理力学性能的评价试验方法

现在，国内外大都是采用马歇尔试验方法来确定再生混合料用油量的，并且以此兼评再生混合料的物理力学性能。然而人们都已发现马歇尔试验方法对再生混合料不尽适用，这主要是因为马歇尔稳定指标只有下限值，而无上限值。同时，它的受力状态也不明确。国外有人研究用径向回弹模量试验、动力试验方法来取代马歇尔试验，但目前还处于研究阶段。

5.再生机械

乳化沥青再生篇12

1 原材料

1.1 乳化沥青

乳化沥青为成品, 其技术指标满足《公路沥青路面再生技术规范》 (JTG F41-2008) 要求。乳化沥青的主要技术指标见表1。

1.2 回收料

用于配合比设计的沥青路面再生铣刨料应具备较强的代表性, 可客观地反映再生铣刨料的集料级配及沥青组成。为了在旧路面不同部分得到具有代表性的样品, 需按随机进行取样。本文采用的材料为高速公路路面维修铣刨的废料, 采用随机取样方法取样, 通过抽提试验测得RAP中沥青含量为4.7%, 其性能测试结果见表2, 由测试结果可以看出, RAP混合料中沥青已经明显老化。回收料自然风干后进行筛分试验, 筛分结果见表3。

1.3 其他材料

水泥采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥, 水采用饮用水。

2 乳化沥青冷再生混合料的配合比设计

2.1 级配确定

沥青路面冷再生往往需要向回收的旧料中添加适当比例的新集料, 集料的规格和用量主要取决于再生混合料的用途 (交通量、结构层位) 、原材料评价结果、工程实际情况等因素。根据《公路沥青路面冷再生技术规范》 (JTG F41-2008) 中的级配范围设定本试验的级配范围。通过计算分析, 确定冷再生混合料设计掺配比例为RAP∶碎石∶水泥=80∶19∶1, 得到的合成级配如表4所示。

2.2 最佳含水率的确定

依据公路沥青路面再生技术规范 (JTGF41-2008) 确定含水率的方法, 将乳化沥青用量初步定为4%, 冷再生混合料的含水率分别为3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%进行击实试验, 以最大干密度对应的含水率为最佳含水率。试件的干密度与含水率的关系见图1, 由图1确定最佳含水率为3.9%。

2.3 乳化沥青用量的确定

采用修正的马歇尔法确定乳化沥青用量。固定最佳流体含量不变, 以预估的乳化沥青用量4%为中值, 间隔0.5%变化5组乳化沥青用量。按照确定的结合料的掺配比例确定拌和用量, 并按计算的最佳外掺水量加水, 与结合料拌和均匀, 拌和时间为1min。然后, 按照计算的乳化沥青用量加入乳化沥青, 拌和均匀, 拌和时间为1min。然后将拌和均匀的混合料装入试模, 双面击实各50次后放于60℃鼓风烘箱中养生48h, 试件养生结束后再趁热双面各击实25次, 击实完成放置12h后脱模。养生后将不同乳化沥青含量的试件分两组, 一组直接浸泡于25℃水浴中23h, 再在15℃恒温水浴中完全浸泡1h, 然后取出试件立即进行15℃的劈裂试验, 即湿劈裂强度;另一组浸入15℃水浴中1h, 然后取出立即进行15℃的劈裂试验, 即为干劈裂强度。根据干、湿劈裂强度和干湿劈裂强度比, 综合确定最佳乳化沥青用量, 该乳化沥青用量对应的拌和用水量即为最佳拌和用水量。试验结果见表5, 各指标与乳化沥青用量的关系见图2。

按照湿劈裂强度最大, 同时兼顾干劈裂强度和劈裂强度比较大的原则[2], 确定冷再生混合料的最佳乳化沥青用量为4%。

3 再生混合料性能检验

为了检验乳化沥青再生混合料的路用性能, 分别进行了水稳定性试验、高温稳定性试验、低温弯曲试验。

3.1 水稳定性

用冻融劈裂强度比TSR评价再生混合料的水稳定性。试验温度为25℃, 加载速率为50mm/min, 试验结果见表6。

3.2 高温稳定性

乳化沥青冷再生混合料高温稳定性采用车辙试验, 考虑到乳化沥青冷再生混合料一般用作路面结构的基层, 试验温度选用了40℃, 按照JTJ052规程T0719沥青混合料车辙试验方法进行。其动稳定度为2511次/mm。

3.3 低温抗裂性

采用低温弯曲试验方法来评价乳化沥青冷再生混合料的低温抗裂性能。即, 在试验温度-10℃, 加载速率50mm/min条件下检测再生混合料的弯拉强度、弯拉应变、弯曲劲度模量, 用以评价其低温抗裂性能。试验结果如表7所示。

由以上路用性能的试验结果可以看出, 乳化沥青再生混合料的路用性能满足高速公路沥青路面基层的技术要求。

4 结语

本文通过室内试验对乳化沥青冷再生混合料的性能进行了相关试验, 试验结果表明其路用性能较好, 能够满足高速公路路面基层材料的技术要求。本次研究仅对乳化沥青冷再生混合料进行了室内试验与分析, 下一步将进行试验路的铺筑及观测, 以进行深入的研究与实践。