溫拌技術(shù)在廠拌熱再生工程中的應(yīng)用研究

張永利

（河北省交通規(guī)劃設(shè)計院 石家莊 050091）

廠拌熱再生是當(dāng)前世界上使用最為普遍的瀝青再生方法，與其他再生技術(shù)相比，廠拌熱再生混合料變異性小，質(zhì)量有保證，除了無法解決軟弱路基或底層的問題外，適用于各類破壞路面，具有較好的適應(yīng)性；能最大限度地發(fā)揮瀝青混凝土路面廢料的作用，既可利用原路廢棄材料重新鋪筑路面，也可以將回收材料再生后用于其他工程［1］。

1 溫拌技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)

（1）減輕新瀝青以及RAP料中舊瀝青在生產(chǎn)過程中的二次老化，提高對舊瀝青的再生恢復(fù)效果。采用溫拌技術(shù)，可使其拌和與施工溫度降低30℃以上，從而減輕再生混合料在拌和過程中的短期老化，避免RAP料中的舊瀝青以及加入的新瀝青進(jìn)一步老化。而再生的目的，就是通過添加新瀝青和再生劑，使舊路面中老化的瀝青得以恢復(fù)其性能，因此溫拌技術(shù)的應(yīng)用，可以減輕舊瀝青在生產(chǎn)過程中的二次老化，使對舊瀝青的再生恢復(fù)效果更加顯著，從而進(jìn)一步提高再生混合料的技術(shù)性能。

（2）現(xiàn)有工藝條件下提高舊料利用比例。溫拌再生出料溫度明顯下降，在現(xiàn)有工藝條件和能耗水平下，舊料利用比例可以提高到40%以上，節(jié)能、增產(chǎn)和原材料的節(jié)約獲取的直接經(jīng)濟(jì)效益，將大大超過溫拌工藝的直接成本，在工藝上具備全面替代熱再生的可能性，應(yīng)用潛力巨大，具有突出的社會和經(jīng)濟(jì)意義。

（3）改善廠拌熱再生混合料的施工性能，容許在溫度較低的環(huán)境中施工，以及更長的運(yùn)輸距離，拓展了再生混合料的應(yīng)用范圍。

為了能更好地應(yīng)用這種新技術(shù)，充分發(fā)揮再生技術(shù)和溫拌技術(shù)節(jié)能減排的優(yōu)勢，引入溫拌技術(shù)來突破廠拌熱再生技術(shù)發(fā)展瓶頸，提高RAP摻加量和再生路面工程質(zhì)量。

2 溫拌熱再生瀝青混合料性能試驗

2.1 原材料

（1）新集料。分為10～20，5～10，3～5mm、機(jī)制砂和礦粉，產(chǎn)自邢臺，為石灰?guī)r。各集料的密度和吸水率見表1。

表1 集料的密度和吸水率

（2）回收路面材料（RAP）。取自冀州市交通局拌和站，抽提篩分及集料指標(biāo)試驗結(jié)果見表2、表3。

表2 RAP抽提試驗結(jié)果

表3 不同粒徑RAP抽提集料的密度指標(biāo)

（3）瀝青。70號道路石油瀝青，密度1.031 g／cm3，主要指標(biāo)的檢測結(jié)果見表4。

表4 70號道路石油瀝青主要指標(biāo)

（4）再生劑。Cyclogen進(jìn)口再生劑。

（5）溫拌劑。sasobit溫拌劑，其各項性能指標(biāo)見表5。

表5 Sasobit的性能指標(biāo)

（6）溫拌熱再生混合料礦料級配。采用AC20型級配，其中40%和50%RAP的再生混合料采用不分檔RAP，而70%和100%RAP的再生混合料采用2檔RAP材料進(jìn)行配比設(shè)計。圖1為溫拌熱再生瀝青混合料級配曲線。

圖1 溫拌熱再生瀝青混合料料級配曲線

（7）配合比設(shè)計結(jié)果。采用馬歇爾試驗法設(shè)計，雙面擊實75次／面，考慮熱量散失和外界影響因素，確定溫拌再生瀝青混合料的出料溫度為135℃，成型溫度為125℃，瀝青的加熱溫度為170℃，礦料的加熱溫度為170～180℃，銑刨料加熱溫度 為100 ℃［2－3］。sasobit改 性 劑 用 量 為2.5%（相對于瀝青質(zhì)量）。各方案的配合比設(shè)計結(jié)論見表6。

表6 各方案的配合比設(shè)計結(jié)論

2.2 性能試驗分析

通過與常規(guī)瀝青混合料對比，研究了溫拌再生瀝青混合料的高溫性能、低溫性能及水穩(wěn)定性，探索溫拌熱再生瀝青混合料的技術(shù)可行性，試驗結(jié)果見表7。

表7 溫拌熱再生瀝青混合料性能試驗結(jié)果

（1）溫拌、熱拌瀝青混合料性能比較。熱拌和溫拌混合料的成型溫度分別為145～150℃和133～139℃?；旌狭闲阅軝z測結(jié)果見圖2。

圖2 溫拌熱拌再生瀝青混合料性能對比

由圖2可見，溫拌混合料的動穩(wěn)定度和彎曲應(yīng)變均高于熱拌瀝青混合料，凍融劈裂強(qiáng)度比低于熱拌瀝青混合料，但相差不大，僅低0.4%。這說明溫拌瀝青混合料完全可以與熱拌瀝青混合料性能相媲美［4］。

（2）RAP摻配率對再生混合料性能的影響分析。在摻配率大于70%時，由于粉料比例大，加入瀝青后會成坨成塊，不易攪拌均勻，通過延長拌和時間使混合料拌和均勻后出料，實際生產(chǎn)中必然降低生產(chǎn)效率。圖3為溫拌熱再生混合料性能－RAP摻量變化曲線。

圖3 溫拌熱再生混合料性能－RAP摻量變化曲線

由圖3a）可見，溫拌熱再生瀝青混合料的動穩(wěn)定度隨著舊料摻配率的增加而增加。在RAP摻配率由30%增大到50%時動穩(wěn)定度提高幅度較大，而由50%增加到100%階段動穩(wěn)定度增大不多。

由圖3b）可見，隨著RAP摻配率的增大，最大彎拉應(yīng)變接近線性減小，其中舊料摻配率為70%時，最大彎拉應(yīng)變減小了17%，在RAP摻配率為60%時，最大彎曲應(yīng)變已經(jīng)低于規(guī)范最低值要求，再生路面發(fā)生開裂的可能性明顯增大，表明再生瀝青路面最大潛在危害是低溫抗裂性能的大幅衰減。

由圖3c）可見，溫拌熱再生料凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比隨摻配率增加而下降的趨勢明顯。與新瀝青混合料相比，RAP摻配率為30%再生料的強(qiáng)度比變化了6%；摻配率為40%和50%RAP時，劈裂強(qiáng)度比變化幅度較大，分別為10%和11%，不過即使100%RAP時，其水穩(wěn)定性能仍能滿足規(guī)范要求，在RAP摻配率大于50%后再生混合料的水穩(wěn)定性衰減速度趨緩。

3 試驗路實體工程

2012年8月在河北省106國道邢臺段鋪筑了1 000m溫拌熱再生路面（50%RAP）。并進(jìn)行了系統(tǒng)的跟蹤檢測。

（1）均勻性檢驗，見圖4。

圖4 碾壓成形后試驗路路面

由圖4可知，試驗路壓實后表面材料均勻美觀，基本上不存在離析現(xiàn)象。

（2）壓實度及厚度。在攤鋪完畢后，第2d隨機(jī)鉆取心樣，見圖5，檢測結(jié)果列入表8。

圖5 溫拌熱再生路面心樣

表8 G106試驗路心樣檢測結(jié)果

由表8可見，厚度控制良好，與設(shè)計值的最大偏差為－0.3%，路面空隙率全部都在6%以內(nèi)，路面壓實良好。

（3）瀝青煙污染狀況。分別對拌和站和瀝青施工現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，在熱拌混合料出料時，有陣陣濃煙，而溫拌瀝青混合料出料時基本沒有瀝青濃煙。在施工現(xiàn)場卸料和攤鋪中也沒有刺鼻煙霧，改善了筑路工人的工作環(huán)境。

4 結(jié)論

（1）溫拌熱再生技術(shù)可以大幅提高RAP摻配率至60%，甚至75%，為突破目前廠拌熱再生技術(shù)瓶頸提供了有效途徑。

（2）影響RAP摻量的關(guān)鍵指標(biāo)是低溫抗裂性能。隨RAP摻配率增大，溫拌熱再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不斷提高，其水穩(wěn)定性能有一定損失，但仍能滿足相關(guān)要求，RAP摻配率超過60%，再生瀝青混合料低溫抗裂性能將難以滿足規(guī)范要求。

（3）成功鋪筑了第一條50%RAP溫拌熱再生路面，壓實度均達(dá)到94%以上，溫拌再生技術(shù)突破了規(guī)范上RAP摻配率的局限性，且提高了再生路面壓實質(zhì)量。

［1］張清平，周志剛，李炎炎，等.海南省就地?zé)嵩偕鸀r青路面施工工藝及質(zhì)量控制研究［J］.中外公路，2011（4）：230－235.

［2］JTG F41－2008公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［3］JTJ 052－2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程［S］.北京：交通部公路科學(xué)研究所，2000.

［4］JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.