改性乳化瀝青冷再生技術在舊路改造中的應用

符俊杰 馬尉倘 喻 明

乳化瀝青作為一種瀝青類的結合料應用于道路維修改造，是一種節(jié)能環(huán)保、經濟簡便的先進手段，并逐漸成為一種常用的瀝青冷再生方法。優(yōu)化的混合料配合比、先進的施工機械和合理的施工工藝是提高冷再生基層質量的保證，本文結合惠河高速改性乳化瀝青冷再生基層施工的實踐，對乳化瀝青混合料配合比設計方法、施工配套設備、施工工藝和質量控制方法等乳化瀝青冷再生關鍵技術進行了研究。

1 改造維修方案

鑒于惠河高速公路瀝青路面出現(xiàn)的不同程度的各類病害，如坑槽、裂縫、局部路段結構強度不足等，導致道路使用功能大大降低，嚴重影響了行車舒適性和安全性。為了徹底解決原路面病害的同時，又能兼顧保護環(huán)境，有效利用廢舊資源，本次改造工程應用了乳化瀝青冷再生技術，對舊路面做全斷面銑刨70 cm后，再重新鋪筑74 cm新的路面結構層，具體方案如圖1所示。

2 改性乳化瀝青混合料配合比設計

2.1 改性乳化瀝青性能檢測

本工程中，改性乳化瀝青采用殼牌改性乳化瀝青，其檢驗結果見表1。

表1 改性乳化瀝青指標檢測結果

2.2 RAP級配分析及摻量確定

將RAP(Reclaimed Asphalt Pavement，舊路面材料)風干后在室內進行篩分試驗，試驗結果如表2所示。根據(jù)惠河高速公路改造工程設計文件中的級配范圍和舊料篩分結果，需要加入部分石屑對級配進行調整，石屑篩分結果見表2。為了提高改性乳化改性瀝青混合料的強度，尤其是早期強度，在再生瀝青混合料中添加了1.7%的水泥，所選用的水泥通過0.075篩孔通過率為100%。

表2 材料通過率及合成級配

2.3 土工擊實試驗方法確定最佳含水量

將風干的舊瀝青路面銑刨料、石屑和水泥按確定的摻加比例混合，乳化瀝青固定為 4%，在含水量分別為 1.0%，2.0%，3.0%，4.0%，5.0%的條件下，通過重型擊實試驗確定再生混合料的最佳含水量和最大干密度，結果見表3。

表3 改性乳化瀝青再生混合料重型擊實試驗結果

由表3可知，試件最大干密度為2.003 g/cm3，最佳含水量為4.0%。

2.4 最佳改性乳化瀝青用量確定

按合成級配中舊瀝青路面銑刨料、石屑和水泥的摻加比例，將各部分混合拌勻，然后分別按五種用量:1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，3.5%加入改性乳化瀝青與混合料拌和。按照JTG F41-2007瀝青路面再生應用技術規(guī)范中試件成型和養(yǎng)生方法，在不同瀝青用量下制作試件，并進行劈裂強度試驗，如表4所示。

表4 不同改性乳化瀝青用量下合成級配的劈裂強度

根據(jù)試驗結果，確定最佳乳化瀝青用量為4.1%，干劈裂強度為0.71 MPa。

因此，確定乳化瀝青冷再生目標配合比為:＞9.5 mmRAP∶＜9.5 mmRAP∶石屑∶水泥=42.3∶40∶16∶1.7。最佳乳化瀝青用量4.1%，拌和用水量為4.0%，劈裂強度為0.71 MPa。

3 改性乳化瀝青冷再生施工工藝及質量控制

3.1 施工工藝

銑刨:銑刨速度嚴格按冷再生配合比試驗取樣時確定的速度(4 m/min)控制，以確保銑刨舊料顆粒級配穩(wěn)定。

拌和:采用鎮(zhèn)江華通ARC300型拌合設備拌和，實際生產時產量為250 t/h左右?？紤]到運輸和攤鋪過程中的水分損失，拌和時含水量較配合比確定的數(shù)據(jù)提高0.3%左右。

運輸:為避免運輸過程中水分過度損失，在運輸車車廂灑適量的水進行潤濕，且用帆布進行遮蓋。

攤鋪:攤鋪采用兩臺ABG423呈梯隊聯(lián)合攤鋪，采用走鋼絲繩方式控制攤鋪厚度和橫坡，攤鋪時松鋪系數(shù)為1.31。

碾壓:采用1臺DD130雙鋼輪壓路機以前靜后振方式碾壓2遍，再用1臺洛陽18 t單鋼輪振動壓路機振壓 4遍，然后用26 t膠輪壓路機碾壓8遍，最后再用雙鋼輪壓路機靜壓2遍。

養(yǎng)生:采用自然養(yǎng)生的方法養(yǎng)生7 d左右。

3.2 施工質量控制

1)碾壓工藝控制。改性乳化瀝青冷再生施工質量控制的關鍵之一就是對碾壓工藝的控制，DD130碾壓時前進靜壓后退振壓，要求開強振(振幅開到“8”)，否則只能對表面上層部位壓實;一旦鋼輪壓路機粘輪就需灑水，并且在碾壓的過程中，碾壓速度要慢。單鋼輪壓路機碾壓時低頻高幅強振，前進振動，如果混合料表面沒有裂縫后退同樣振動碾壓。膠輪碾壓時錯輪1/3輪寬，同時有可能要灑水，最后用鋼輪壓路機收光。2)試驗室檢測結果。a.混合料檢測(見表5)。從表5可看出，混合料指標符合設計要求。b.含水率檢測(見圖2)。從圖2看出，基層施工完畢4 d后含水量已非常接近規(guī)范要求的小于2%，并且在施工結束7 d后，能夠完整取出芯樣。因此根據(jù)規(guī)范要求，確定在自然養(yǎng)生的條件下，改性乳化瀝青冷再生養(yǎng)生時間為7 d。

表5 改性乳化瀝青冷再生混合料檢測結果

4 結語

1)結合惠河高速改性乳化瀝青冷再生基層施工的實踐，介紹了本工程的改造方案、改性乳化瀝青混合料配合比設計方法、施工配套設備和施工工藝等;2)研究改性乳化瀝青冷再生質量控制方面主要控制碾壓工藝的控制;3)改性乳化瀝青冷再生基層一般自然養(yǎng)生7 d左右;4)通過對該項目的應用，將對其他瀝青路面改擴建工程提供重要參考價值，具有較好的指導意義。

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