乳化沥青冷再生混合料配合比设计及施工工艺

郑万新

摘要 针对乳化沥青冷再生混合料在道路工程中的具体应用，文章结合具体实例，采用马歇尔试验方法，以级配组成和最佳沥青用量为参数，对乳化沥青冷再生混合料的配合比设计进行了研究，探讨了乳化沥青冷再生的施工工艺，并评估了乳化沥青冷再生混合料的施工效果。根据施工后路面的劈裂强度、浸水残留强度比及马歇尔稳定度，对需完善的问题提出了建议，为类似工程实践提供了参考和借鉴。

关键词 沥青路面；乳化沥青冷再生；配合比设计；施工工艺

中图分类号 U414文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）06-0146-03

0 引言

近年来，乳化沥青冷再生技术因其环保、节能的特点，在道路工程中的应用越来越受到关注[1]。该文旨在探讨乳化沥青冷再生混合料在道路工程中的应用，针对配合比设计和施工工艺优化，通过室内试验和现场应用相结合，为道路工程提供指导，以期提高道路性能和使用寿命。

1 工程概况

某城市次干道路全长约2.25 km，路面宽度为13.5 m，该道路于2014年完工，其间两次养护，经过近十年的运营，路面出现不同程度的病害。这次对面层进行重铺，下面层采用乳化沥青冷再生混合料，路面结构层为：4 cm厚AC-13沥青混凝土上面层+1 cm厚沥青同步碎石封层+10 cm厚乳化沥青冷再生下面层+15 cm水泥稳定碎砾石基层+30 cm石灰稳定土底基层。

2 原材料及试验方案

2.1 沥青回收料

沥青回收料取自该地区某高速公路，为评估筛分后的沥青回收料的质量，从粗和细两种料堆中分别取样进行筛分试验。试验结果见表1。

沥青回收料主要由石灰岩和玄武岩构成，对抽提后的集料进行物理指标检测，测试结果见表2，集料主要性能指标均达到规范的要求。

2.2 新集料

为优化沥青回收料的级配构成，需掺入新集料，该文采用9.5～26.5 mm石灰岩作为新集料，其级配组成详见表3。

2.3 水泥

采用PC32.5复合硅酸盐水泥，物理力学性能详见表4。

2.4 乳化沥青

乳化沥青采用进口阳离子復合改性乳化沥青，其技术指标见表5。

2.5 试验方案

首先，确定最佳乳化沥青用量，评估乳化沥青与水泥的拌和效果，按照《液态石油烃中痕量氮测定法》（SH/T 0657—2007）进行乳化沥青与水泥拌和试验，以评估乳液在与水泥混合过程中的凝结情况[2]。乳化沥青掺加量初定为3%、4%、5%，首先对掺加量4%的乳化沥青进行试验，并根据结果调整添加量，然后采用不同乳化沥青用量拌和松散混合料，进行3次平行试验，并在60 ℃烘箱中加热至恒重，以测定各配比混合料的最大理论密度，最后进行马歇尔稳定度试验，确保空隙率控制在9%～14%范围内。

3 乳化沥青混合料配合比设计

3.1 矿料级配组成

首先，计算和调整级配，确保混合料级配合理。在此基础上，最大程度提高沥青回收料的使用比例。确定矿料混合比例为回收粗料∶回收细料∶新集料=50%∶42%∶8%，具体级配设计见图1。

3.2 最佳沥青用量的确定

为了确定乳化沥青最佳用量，该研究制备3组试件，基于乳化沥青占矿料质量百分比，乳化沥青掺量分别为2.5%、3.5%和4.5%，水泥掺量为矿料总量的3%。分别对每组试件进行间接抗拉强度测试（干燥状态下，浸水24 h后25 ℃条件下），以及马歇尔稳定度试验，以确定乳化沥青在混合料中的最佳含量，确保混合料的结构强度和耐久性。试验结果见图2～3。

根据乳化沥青混合料性能试验结果，为了确保混合料具有良好的水稳定性，乳化沥青冷再生混合料最佳空隙率为8%～12%，乳化沥青最佳用量为3.5%，预拌水最佳用量为3%。结合该道路工程实际情况，最终确定乳化沥青冷再生混合料的生产配合比，即沥青回收粗料∶回收细料∶新集料∶乳化沥青∶水泥∶水=50%∶42%∶8%∶3.5%∶3%∶3%（质量比）。

4 乳化沥青冷再生施工工艺

根据上述确定的生产配合比，该道路工程采用厂拌冷再生，施工工艺见图4。

4.1 集中厂拌再生阶段

在集中拌和厂内，将乳化沥青、水泥、水以及回收材料（如回收沥青路面材料）按照确定的配合比进行混合。在混合过程中，为了防止乳化沥青过早破乳或分离，混合料的温度控制在15～25 ℃范围内，拌和时间为1～

3 min，确保混合料的均匀性和施工性[3]。为保证混合料的质量符合施工要求，拌和过程应对其温度、湿度、密度等关键指标进行控制检测。

4.2 混合料运输

乳化沥青冷再生混合料拌和完成后，使用专门的保温运输车辆从拌和厂运送至施工现场，运输过程中需特别注意防止混合料过度冷却，确保混合料在到达施工现场时仍保持良好的工作性和均匀性。

4.3 施工准备

在摊铺混合料前，施工路面必须进行清理，移除所有杂物、灰尘和任何可能妨碍铺设工作的物质，路面应保持干净、平整，确保混合料能够均匀铺设并与基层材料有效结合。

4.4 摊铺

采用沃格勒SUPER 1803-3型号摊铺机进行混合料摊铺，摊铺速度控制在2～6 m/min范围内，摊铺层厚度应大于10 cm（通过试验段确定摊铺厚度），将混合料倒入摊铺机料斗中，确保连续供料[4]。摊铺过程中应避免任何可能导致混合料翻浆或破坏的操作，如过快的摊铺速度或不均匀的压实，会影响混合料的结构完整性和道路表面的平整度。

4.5 压实作业

完成摊铺后，应立即使用压路机进行初压，初压通常采用徐工XMR303压路机，保证混合料均匀分布。随后进行复压，确保混合料达到规定的压实度，终压阶段采用徐工XS223JE振动压路机。压实遍数为8～12遍，压实速度应保持在30～50 m/min，压实过程应注意避免混合料过冷，通常维持在室温或略高的温度范围内。整个压实过程中，需注意混合料边缘和接缝处的压实，以防后期产生裂缝和剥落。

4.6 后期养护

完成摊铺和压实后，及时对铺设的乳化沥青冷再生路面进行养护，保持路面的适宜湿度、避免过早的交通负载以及防止环境因素的不利影响。养护时间为14 d，在此期间，应限制交通通行，特别是重型车辆，避免由于荷载过早作用于尚未充分硬化的材料上而导致的变形或损坏。采取措施维持路面适宜的湿度，特别是在干燥或热风天气条件下，通过适量洒水防止材料干裂。定期检查路面状态，及时发现并处理任何裂缝或损害迹象[5]。养护期结束后，进行一次全面的质量检查，確保路面达到设计强度和性能要求后方可进行下道工序施工。

5 施工效果分析

该道路工程施工结束，开放交通6个月后，在道路全线每隔500 m钻芯取样，制备5组马歇尔试件，分别测试其劈裂强度、浸水残留强度比及马歇尔稳定度，结果见表6。

由表6可知，在湿润条件下，混合料在水分影响下的黏结强度降低，这可能是由于乳化沥青的破乳过程不完全，或与水泥和乳化沥青间的不良相互作用。同时，浸水残留强度比较低也表明，混合料在长期水浸或湿润环境下可能会发生显著的强度降解。因此，后期要进一步完善道路的排水设施，保证路面干燥。

6 结语

该研究对乳化沥青冷再生混合料在城市次干道路重铺工程的应用进行了全面分析。通过实验室试验和现场应用测试，验证了所设计的混合料配合比和施工工艺的有效性。尽管在湿润条件下混合料的性能表现存在一定的局限性，但整体而言，乳化沥青冷再生技术在道路重铺工程中展示了其环保和经济的优势。未来的研究应进一步优化混合料的配方，改善其在湿润条件下的性能，

同时，加强道路的排水设计，以提高道路整体的使用性能和寿命。该研究的成果对于推动乳化沥青冷再生技术在城市道路维修中的应用具有重要意义。

参考文献

[1]颜可珍， 杨坤， 陈冠名， 等. 掺稻壳灰乳化沥青冷再生混合料性能研究[J]. 湖南大学学报（自然科学版）， 2022（3）： 203-210.

[2]刘涛. 养生条件对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响[J]. 合成材料老化与应用， 2023（5）： 88-91.

[3]杨彦海， 王汉彬， 杨野. 冻融循环作用下乳化沥青冷再生混合料空隙特性[J]. 材料导报， 2022（16）： 65-71.

[4]李鹏. 高速公路乳化沥青冷再生混合料施工关键技术[J]. 交通世界， 2023（10）： 117-119.

[5]刘爱国. 围压对乳化沥青冷再生混合料线粘弹性的影响[J]. 内蒙古公路与运输， 2022（3）： 29-33+38.