乳化瀝青冷再生技術(shù)

1、1乳化瀝青冷再生技術(shù)原理及其與泡沫再生的比較乳化瀝青冷再生技術(shù)原理及其與泡沫再生的比較自上世紀(jì)90年代以來，在長(zhǎng)期高速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)需求推動(dòng)下，我國(guó)公路路網(wǎng)進(jìn)入史無前例的大構(gòu)建時(shí)期。至2006年底，我國(guó)公路通車總里程已經(jīng)達(dá)到348萬公里，高速公路更是從無到有達(dá)到4.54萬公里。在大建設(shè)還在持續(xù)的同時(shí)，早期營(yíng)建的道路或者是重載道路大量進(jìn)入大中修期。大中修的主要對(duì)象是路面結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的“挖除新鋪”的大中修模式成本高、周期長(zhǎng)、資源需求大、產(chǎn)生海量的

2、路面“廢料”難以處置，很快將難以為繼。近幾年來，各種路面再生技術(shù)在我國(guó)快速發(fā)展，廠拌、就地、熱再生、冷再生（水泥、乳化瀝青、泡沫）的實(shí)體和試驗(yàn)工程頻見報(bào)道，漸成規(guī)模。相比于其他再生類型，乳化瀝青冷再生具有裹覆型再生、柔性再生、大比例再生的特點(diǎn)，特別適合于瀝青面層舊料再生、以及冷再生材料用于路面偏上結(jié)構(gòu)層的場(chǎng)合。本文從工作原理、性能特點(diǎn)、材料設(shè)計(jì)和實(shí)際案例的角度，發(fā)掘乳化瀝青冷再生材料的應(yīng)用潛力和技術(shù)要點(diǎn)。1.乳化瀝青在冷再生料混合料中的

3、工作原理乳化瀝青在冷再生料混合料中的工作原理眾所周知，瀝青在常溫狀態(tài)下呈半固態(tài)，不具有施工工作性。冷再生技術(shù)需要解決的首要問題是使膠結(jié)料在常溫下具有工作性。乳化瀝青采用機(jī)械結(jié)合化學(xué)的方法形成水包油的乳液系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，瀝青顆粒懸浮在水相介質(zhì)中，整個(gè)乳液的流動(dòng)性取決于水的流動(dòng)性，膠結(jié)料的常溫工作性借此實(shí)現(xiàn)。圖1乳化瀝青形成原理乳化瀝青形成原理乳化瀝青加工過程中（如圖1左），瀝青與活性表面活性溶液（乳化劑皂液）同時(shí)注入膠體磨，膠體磨轉(zhuǎn)子

4、部分相對(duì)于固定不動(dòng)的定子部分高速旋轉(zhuǎn)，定子和轉(zhuǎn)子之間間隙很小，瀝青在這個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的狹小空間被迅速剪切成細(xì)小顆粒（310μm）。瀝青的表面積表面能迅速增長(zhǎng)，這樣的狀態(tài)是非常不穩(wěn)定的，如無其他干預(yù)，很快重新團(tuán)聚以獲得更小表面積。如圖2左，乳化劑是由3圖3乳化瀝青混合料工作性和膠結(jié)原理乳化瀝青混合料工作性和膠結(jié)原理乳化瀝青破乳進(jìn)程的控制是乳化瀝青冷再生工程實(shí)施成敗的關(guān)鍵，但它不是唯一的乳化瀝青再生路面形成的關(guān)鍵進(jìn)程。如圖3右所示，在破乳過程中

5、，還有兩個(gè)重要過程在同步進(jìn)行：一是乳化劑極性基團(tuán)與石料表面的化學(xué)結(jié)合，這一結(jié)合的強(qiáng)度要超過水的氫鍵與石料表面的結(jié)合（眾所周知，熱瀝青與石料表面結(jié)合的強(qiáng)度是低于水與石料結(jié)合強(qiáng)度的，理論上，熱拌瀝青混合料中瀝青與石料的界面遲早會(huì)被水取代）；另一方面，極性基團(tuán)已經(jīng)與石料表面結(jié)合的乳化劑的親油基團(tuán)部分繼續(xù)融入團(tuán)聚后的瀝青并將瀝青拉近石料表面，而水被從界面位置排除。這兩個(gè)過程，并稱為凝聚過程。成功完成了凝聚過程的狀態(tài)，可以被形象地看作瀝青被乳化劑

6、牢牢鉚接在石料舊料表面。再生路面施工完成，到具備臨時(shí)通行條件，到攤鋪面層，乃至更長(zhǎng)的時(shí)間，都有可能是乳化瀝青再生料的凝聚過程。凝聚過程并非越快越好，越是相對(duì)緩慢的凝聚過程，最后的形成的膠結(jié)效力反而可能更大。但是，現(xiàn)實(shí)的再生施工環(huán)境是不允許過慢的凝聚過程的，往往因?yàn)榕R時(shí)通車或者工期的需要要求一定的初期凝聚強(qiáng)度。最終強(qiáng)度和破乳進(jìn)程初期強(qiáng)度看來是一對(duì)矛盾，但好在這對(duì)矛盾并非不可調(diào)和。通過材料的選擇，適當(dāng)采用活性控制填料，乃至更徹底有效的解決方

7、法，進(jìn)行有效的乳化劑復(fù)配調(diào)整（如圖2右的乳化劑形態(tài)，同樣影響凝聚速度和最終強(qiáng)度），都可以有效平衡它們之間的關(guān)系，從而獲得理想的工程和使用性能。2.乳化瀝青冷再生技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用方向乳化瀝青冷再生技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用方向從材料類型上分，瀝青路面材料冷再生分為水泥冷再生、乳化瀝青冷再生、泡沫冷再生3個(gè)類型。水泥再生將再生料完全當(dāng)作集料，最終形成的再生層歸入半剛性（盡管由于內(nèi)含瀝青的影響，強(qiáng)度達(dá)不到水泥穩(wěn)定碎石的水平）。乳化瀝青再生料采用路用瀝青生產(chǎn)