淺談乳化瀝青冷再生技術(shù)在路面工程中的應(yīng)用

高超/黑龍江省岔林河農(nóng)場建設(shè)科

淺談乳化瀝青冷再生技術(shù)在路面工程中的應(yīng)用

高超/黑龍江省岔林河農(nóng)場建設(shè)科

乳化瀝青冷再生技術(shù)是以乳化瀝青作為再生劑，適當(dāng)添加水泥、新料等材料，采用專用就地冷再生設(shè)備對舊瀝青混合料進(jìn)行再生利用的一項(xiàng)技術(shù)，具有節(jié)能環(huán)保，節(jié)約原材料，節(jié)省道路養(yǎng)護(hù)資金等突出優(yōu)點(diǎn)，是國內(nèi)外路面的養(yǎng)護(hù)、維修和升級的常規(guī)方式之一。

乳化瀝青再生技術(shù)；路面工程；應(yīng)用

一、概述

某地快速主干路經(jīng)過十年的運(yùn)營，路面破損已經(jīng)很嚴(yán)重。由于這條公路附近的采石場只能提供有限的優(yōu)質(zhì)石料，建設(shè)方?jīng)Q定充分利用原有路面的銑刨回收料，采用乳化瀝青冷再生技術(shù)進(jìn)行基層的施工，利用當(dāng)?shù)厥仙a(chǎn)面層瀝青混合料。

在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，收集公路的交通量資料，分類折算成標(biāo)準(zhǔn)軸載交通量。在交通調(diào)查過程中，充分考慮公路超載的情況和相應(yīng)的影響，交通量折算的標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)裁總數(shù)為4.0×103次，柔性基層路面設(shè)計(jì)彎沉值為0.002m m。

經(jīng)過專家研究決定采用4.0cm的細(xì)粒式瀝青混凝土，8.0cm的中粒式瀝青混凝土。根據(jù)路面設(shè)計(jì)彎沉值0.292m m和彈性層狀理論微分解析方程的解，計(jì)算得出路面冷再生瀝青混合料的厚度為35cm。驗(yàn)算冷再生瀝青混合料的底部彎執(zhí)應(yīng)力也滿足要求。

二、冷再生混合料設(shè)計(jì)

首先，對回收料中的集料級配和瀝青含量進(jìn)行分層測試?；厥樟虾突厥樟现屑系募壟錅y試結(jié)果如表1所示?？紤]到實(shí)際施工條件和經(jīng)濟(jì)成本比較，本項(xiàng)目冷再生混合料使用l 00%回收料，應(yīng)用燃燒法測得的回收料瀝青含量力4.6%。

表1 回收料集料級配

實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)后，乳化瀝青在溫度為60℃的條件下存放12h左右，然后冷卻到常溫使用，這個(gè)主要是模擬乳化瀝青在工廠生產(chǎn)時(shí)的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)乳化瀝青的粒徑分布值為：平均粒徑5.89μm，90%通過粒徑為9.24μm。

通過初始拌合，確定了回收料基本裹覆條件下的最佳總液體含量和乳化瀝青的用量范圍。然后，用不同的乳化瀝青用量拌合3個(gè)平行的松散混合料，將其放在60℃烘箱里加熱至恒溫。最后，測定混合料的最大理論密度 本項(xiàng)目對3%，4%和5%的乳化瀝青用量分別進(jìn)行了測試，分別得到Gmm，3%＝2.503，Gmm，4%＝2.480和Gmm，5%=2. 4580。

根據(jù)冷再生混合料的應(yīng)用層位和氣候條件等因素確定了實(shí)驗(yàn)室混合料設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)參數(shù)。測試試件是在Superpave旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀上壓制成型的，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)為30次，壓頭表面壓強(qiáng)600kPa，壓頭傾角為1.25°，試件壓實(shí)成型直徑為100m m。美國和歐洲都普遍認(rèn)為，9%~14%是適宜的乳化瀝青再生的空隙率。因此，3%~5%的乳化瀝青含量是比較合適的，具體乳化瀝青含量的選擇還要根據(jù)馬歇爾穩(wěn)定度、凍融劈裂試驗(yàn)和磨耗試驗(yàn)的結(jié)果確定。

在成型試件的過程中，需要注意混合料的用水量是否過多。因?yàn)?，在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀中試件通過反復(fù)揉搓壓實(shí)，會(huì)有部分水浸濕紙墊片。如果擠壓出的水分較多，應(yīng)該考慮減少總液體含量和外加水的用量。壓實(shí)過程中會(huì)出現(xiàn)回收料壓裂的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致相同乳化瀝青用量的混合料強(qiáng)度出現(xiàn)偏差。因此，在混合料壓實(shí)時(shí)和強(qiáng)度測試之前，必須仔細(xì)觀察試件的表面，盡量剔除存在回收料壓裂的試件。

通過不同乳化瀝青含量的馬歇爾穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗(yàn)，可以進(jìn)一步驗(yàn)證最佳乳化瀝青含量。馬歇爾穩(wěn)定度測試前，試件在40℃水中浸泡1h。凍融劈裂試驗(yàn)采用部頒標(biāo)準(zhǔn)T 0729-2000的測試方法進(jìn)行。

三、施工資料

本次施工采用自動(dòng)化程度較高的就地冷再生設(shè)備，其他輔助施工設(shè)備包括：膠輪壓路機(jī)和鋼輪壓路機(jī)兩組、銑刨機(jī)和攤鋪機(jī)等。施工方首先銑刨舊路面至施工設(shè)計(jì)高程。然后，由冷再生則將回收料篩分和再混合后，在再生機(jī)中將回收料與乳化瀝青、A E加水等充分拌合。拌合均勻的混合料輸送到瀝青混合料攤鋪初中，平順緩慢地?cái)備佋诼坊?。先由鋼輪壓路機(jī)在松軟的混合料上進(jìn)行初壓實(shí)，然后，根據(jù)施工的要求由輪胎壓路機(jī)壓實(shí)，最后可以用鋼輪壓路機(jī)壓平結(jié)構(gòu)層表面。在路面上形成大工作面后，可以按照施工順序同時(shí)進(jìn)行各個(gè)步驟的操作

四、施工注意事項(xiàng)

在施工過程中，冷再生混合料有很多不同于熱拌混合料的特性，因而施工單位在缺少施工經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備的條件下必須仔細(xì)監(jiān)控施工過程每一個(gè)環(huán)節(jié)，避免因個(gè)別施工步驟的失誤導(dǎo)致整個(gè)工程的工期延誤。在施工中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

1.回收料的含水量較低時(shí)，可以在設(shè)計(jì)外加水的用量中扣除這部分含水量。但在多雨季節(jié)或潮濕地區(qū)，會(huì)出現(xiàn)回收料含水量大于設(shè)計(jì)外加水量的情況，應(yīng)先停止拌合攤鋪施工，等到混合料的含水量降低以后再繼續(xù)施工。為了盡快減少回收料的含水量，可以采取加高回收料堆的高度，減少料堆的接地面積，在可能的條件下挖簡易排水溝等措施。

2.混合料在拌合過程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制用水量、乳化瀝青的用量和添加劑的添加量。同時(shí)，對氣候條件和材料的狀態(tài)都要及時(shí)監(jiān)測。例如，在低溫條件下可以順利拌合的混合料，在氣溫快速升高的條件下就可能出現(xiàn)拌合問題或攤鋪問題。如果在回收料中摻雜了部分基層材料，也會(huì)對拌合與攤鋪操作帶來困難。

3.壓實(shí)冷再生混合料時(shí)，路面會(huì)出現(xiàn)少量的水跡，這是由于乳化瀝青破乳產(chǎn)生的水和外加水都會(huì)由混合料空隙到達(dá)結(jié)構(gòu)層表面，這是比較正常的現(xiàn)象。混合料壓實(shí)過程中，碾壓主動(dòng)輪附近的混合料不應(yīng)該出現(xiàn)過大的變形，否則，應(yīng)該選擇較小噸位的壓路機(jī)壓實(shí)為宜。

[1]劉福明.乳化瀝青冷再生技術(shù)在高速公路大修工程中的應(yīng)用 [J].中外公路，2009 （06）.

[2]潘學(xué)政，拾方治。泡沫瀝青冷再生混合料疲勞性能的探討 [J].公路交通科技；2007 （08）.

[3]曾石發(fā)，徐江萍。冷再生基層疲勞性能研究[J].公路交通科技，2007（03）.