上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司 上海市 201615
摘要：随着时代的发展，经济的循环利用以及可持续的经济发展备受人们的关注，旧料再生技术是循环经济发展中非常重要的一个方面，本文以沥青为例，在进行公路建设的过程中，阐述旧料再生技术的运用。
关键词：旧料；再生技术；沥青路面
1前言
本文主要阐述的是乳化沥青碎石混合料的柔性基层，也就是通过在常温状态下将再生料和乳化沥青进行拌和而形成的。一般将常温沥青混合料在10%以上作为路面的基层，与此同时也可以作为整平面和联接层。在实验室中一般采用的是AC—25的乳化沥青密级配混合料的设计理论和技术指标作为再生混合料的配合比。
2公路就地冷再生技术的作用原理
在对旧路的升级、维修和改造时，公路就地冷再生技术得到了广泛的应用。这项技术充分利用了旧路中的现有资源，其原理主要是加入一些新的骨料和一定量的稳定剂，稳定剂中包括水泥、泡沫沥青、乳化沥青和水等。在自然环境以及常温条件下，通过将旧路中的材料进行破碎和铣刨处理然后加入水、稳定剂和骨料，进行充分拌和然后就地碾压成型，经养生形成能够满足路用强度等指标要求的新型路面基层。因为乳化沥青是水和沥青的混合物，当集料和乳料没有接触、水分没有蒸发之前，其中的沥青微粒将会被水包裹。其中的集料和乳液相互黏附之后将会发生分解破乳的情况，最后使得沥青的黏性慢慢显现出来，与此同时，因为压实机械中的震动作用使混合料中在空隙中的水分被迫排除，结合水自身的蒸发，最后混合料中的水分慢慢减少，这样一来在集料表面分布状态下沥青原有的黏结性能进一步进行了调整，所以乳化沥青的混合料密度就在行车载荷以及压实机械的作用下慢慢增加。
3柔性冷再生混合料配合比的设计
在实验室中常常使用的是“修正马歇尔稳定度试验法”来对混合料室内的配合比进行设计。这个方法在修正上的要点就是“试件的养生和用水”，其中还包括在试样拌制的过程中怎么添加拌和用水的问题。从旧路材料的颗粒分析来看。这一次试验主要用的是博园路的旧路面材料，材料是通过挖深坑的方法得到的。在实验室中将取得的旧路面材料进行人工破碎之后进行筛分试验，在其中发现，旧料当中0.6mm以上颗粒的含量出现了明显偏低，这种情况不能满足AC—25乳化沥青密级配混合料要求，所以必须在其中加入一些级配良好的新骨料；另一方面，为了获得额外的再生料早期强度，从而使得再生料中的水分尽量减低，需要加入部分的水泥，与此同时改善混合料在施工方面的和易性。
4柔性再生混合料原料的选择
再生层中的主要原料是原来旧路的路面材料，参照国外一些柔性再生施工技术的成功经验并且结合再生施工的特点，采用慢裂型的阳离子乳化沥青作为这种柔性基层的胶结材料。在填料的选择当中，一方面使得再生料的级配尽量接近级配曲线的中间值，另一方面满足空隙率的相关要求，最终形成一种具有最大密实度的多级空间骨架结构，采用的各个指标都是能满足要求的，粒径处于10～30mm之间的石灰岩碎石作为再生混合料的填料。关于添加剂的选择，采用的水泥是各个指标都符合要求的32.5级矿渣硅酸盐水泥。凝结时间是水泥各项指标中比较重要的一项，我们在施工的时候要依据相关的指标，最终选择确定一次作业的长度，这样才能够保证在水泥最终凝结之前完成再生层中的碾压工作。通过在试验中对于再生混合料配比进行大量的研究，其结果表明当用8cm旧料加上2cm填料、12cm旧料加3cm填料以及用10cm旧料加2cm填料所配制出来的混合料，尽管在级配要求方面能够满足AC—25的级配要求，但是其数值都是在级配曲线的中间值上方或者靠近级配的上限值。当使用11cm旧料加上4cm的填料进行配制所得到的再生混合料更加接近级配曲线的中间值。
5旧料再生技术应用实例
5.1再生技术类型
我国在七十年代初期开始将废旧油面层材料用于基层使用，是我国早期沥青路面再生技术试验研究的基础，二十世纪，随着早期修建的道路接近使用寿命，道路进入大中修阶段，产生大量的旧料，这引起研究者的重视，开始对再生技术进行研究。2008年，交通部颁布了《公路沥青路面再生技术规范》，用于指导路面材料的再生利用，为混合料再生提供了依据。
沥青路面再生主要分为四类，厂拌热再生、现场热再生、厂拌冷再生、现场冷再生。与热再生技术相比，冷再生技术具有以下几个显著的优点：1）常温拌和常温摊铺，节省能源消耗，减少温室气体和有毒有害气体的排放，保护施工人员的健康。2）RAP料的掺配率最高可达100%。一方面解决了RAP的堆放污染问题；另一方面节省新石料的开采，保护环境，节约成本。3）冷再生混合料自身具有较高的空隙率，修建在开裂层之上时，还可以有效的减缓反射裂缝。4）相较常规热拌混合料技术，冷再生技术的初始投资和养护投资均有明显优势。美国各州的资料显示冷再生技术可以节省投资比例在20~50%，江西昌九高速乳化沥青冷再生工程节省投资约40%。
路面调查结果显示，该工程原路面养护小修相对较少，对道路面层混合料的原有设计影响较小，即混合料变异性相对较小，因而对原路面面层材料回收利用，采用乳化沥青厂拌冷再生技术，依据上海市《冷再生技术规范》设计，用作道路基层。
5.2三渣基层再生研究
原道路基层为三渣基层，目前上海已有三渣基层再生的成功案例，例如上海G1501郊区环线高速公路大修工程，将三渣基层二次铣刨后采用现场冷再生技术用作新路面的基层，工程应用效果较好；沪宁高速上海段采用厂拌法将原沥青面层和三渣基层铣刨料冷拌得满足路用性能的水泥稳定沥青三渣混合料，用作拓建道路的底基层，实现了沥青和三渣旧料的再利用。
与天然石灰岩集料的技术性能指标比较，三渣基层回收料具有一定的级配组成，针片状含量略低；密度较低、吸水率较大、压碎值和磨耗值较大。早期上海地区用三渣基层回收料的另一个特征是，其中的超大粒径颗粒含量较高，占到回收料总质量的约60％。此外三渣回收料还含有大量的二灰和灰浆团块，这是导致三渣回收料整体性能低于天然集料的重要原因之一。反击式破碎过程可以有效地破碎三渣回收料中的大粒径颗粒，另一个重要功能是分散三渣回收料中的灰浆团块。去除三渣回收料中的灰浆团块后，可以大幅度提高回收料的性能指标。因此，反击式破碎处理是提高三渣回收料整体性能的重要工艺。
结合国外的经验区别于室内设计满足要求的基础上在某市公路的改造工程中进行了5km的试验路段铺筑，在这个实例中使用的再生层厚度分别是12cm和15cm。从施工过程中以及竣工后的检测结果来看，再生11cm的旧路，填料为4cm的碎石、水泥的剂量是1%、乳化沥青的剂量为6%，再生基层的各个技术指标更能符合相应的规范要求。最后从检测数据来看，再生后的基层和旧路面进行比较，它的强度有所提高，其强度提高的幅度在50%以上。
5.3再生技术和直接新建技术对比分析
1)设计方案对比
2）资源节约、环境保护方面
原有铣刨加罩和新建道路方案废弃原有道路的所有材料，造成材料的浪费，该工程路面铣刨料达9166.32m3基层铣刨料为30781.36m3，数量巨大，废弃会造成大量的资源浪费。同时，废弃料的处理填埋会造成环境的污染。冷再生技术尽可能多的利用了原有路面的材料，一方面节约了资源，同时，减少了对环境造成的破坏，是目前道路大中修推荐的方案。
6再生技术的经济性分析和它的应用前景
从各个实践和实例中来看，关于柔性再生技术主要有以下几个方面的优势：首先是对于再生基层技术来说可以进行半幅施工，这样就可以保证在施工过程中不会影响另外一半公路的正常运营。当我们采用传统的模式，也就是运用“挖除旧路面之后再回填”的旧路改变模式时，必须进行全面的交通封闭，这样将会给附近的一些道路增加运营上的压力，最后有可能由于超负荷的运营导致一些等级较差的路段提前受到破坏。使用这项技术还可以保护环境，在此基础上可以合理有效地利用现有的资源并且最大限度降低环境的污染。在进行传统的旧路改造时，改造过程当中需要运出大量的废弃旧料，这样就会给沿线造成一定的环境污染并且对于废弃的旧料堆放将会占用大量的土地。与此同时施工现场所需要的新料也需要土地进行存放，但是在再生工艺中不需要运料和弃料的这个环节，这样就可以节省大量的土地。
另一方面对于砂砾资源比较枯竭的地区。在废弃旧料的时候，还要从远距离的地方对新料进行购买，所以采用传统的改造方法得不偿失。然而对于采用冷再生这项技术就显得更加经济和实用。以实例中的城市道路作为例子进行分析。道路全长是20.3km，路面的宽度是23m，那么当我们挖出15cm的面层并且回填进15cm的砂砾和18cm的水稳砂砾时，就必须丢弃掉旧料4830m3/km，我们需要回填的新料就是16422m3/km。如果我们采用柔性再生技术，只要在利用旧料的基础上再新填入骨料598m3/km即可，就这一项工程就可以节约大概15824m3/km的砂石料。
对于柔性再生技术的应用还可以简化施工工序，缩短相应的工期，并且能够尽早地发挥投资的效益。因为柔性再生技术不需要对于废料进行运输，所以也就不需要其他机械对旧料进行破碎和耙松。另一方面也可以省去对于旧路面基层的额外挖掘和回填环节。再次对于实例进行分析，当我们采用柔性再生技术对其进行改造的时候，那么基层有效施工工作日仅仅只需要80d，当我们采用传统的方法进行改造的施工时间就接近170个有效施工工作日，从这个方面来看可以节省大概一半以上的工作日。
柔性再生技术可以降低在路面大修方面的成本，提高其经济效益。和传统的施工方法进行比较来看可以节省20%以上的经济成本。另一方面，在柔性再生技术中，冷再生拌和和摊铺是一次性完成的，这样做的工艺性比较先进，通过一次性的完成可以保证旧路再生层结构的完整性、连续性以及均匀性。不但可以提高基层的承载能力还能够从根本上实现道路等级的提高。并且在此基础上因为再生基层是柔性的基层，所以可以防止反射裂纹和载荷裂纹的发展和产生。
7结束语
本文主要从公路就地冷再生技术的原理出发，分析了柔性冷再生混合料配合比的设计、原料的选择、关于柔性再生技术在城市高等级道路上的应用实例、关于柔性再生技术的经济性分析以及其应用前景进行了分析和比较。通过比较我们可以发现，和传统的方法相比较，柔性就地冷再生技术是一种工艺性较好、保护环境、节约资源的方式。通过柔性就地冷再生技术可以在保证基本施工要求的基础上降低经济成本提高效益。
参考文献
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[3]齐庆明.让沥青旧料再生[J].中国公路,2017(1):120-121.
论文作者:陈杰
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/12
标签：沥青论文; 技术论文; 基层论文; 柔性论文; 路面论文; 材料论文; 道路论文; 《建筑科技》2017年9期论文;