乳化瀝青廠拌冷再生技術在高速公路中的應用

摘 要：文章簡述了乳化瀝青廠拌冷再生技術發(fā)展的行業(yè)現(xiàn)狀。在該技術在連霍高速鄭州到洛陽段上應用的基礎上，闡述了乳化瀝青廠拌冷再生技術的配合比設計、施工工藝流程及社會經(jīng)濟效益。

關鍵詞：乳化瀝青；冷再生；高速公路

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）6-0035-02

乳化瀝青冷廠拌冷再生技術是利用專用機械設備先將原瀝青路面銑刨、翻挖、回收、破碎和篩分后，加入一定比例的乳化瀝青、新集料（如需要）和水，并經(jīng)過常溫拌和、常溫攤鋪和碾壓形成滿足性能要求的路面結構層的整套技術。

1 國內(nèi)外應用情況

發(fā)達國家早在20世紀初就開始研究瀝青路面的再生技術。美國在20世紀80年代末，再生瀝青混合料的用量就已占到全部瀝青混合料的50%以上。如今，舊路面材料的再生利用率已經(jīng)超過80%。歐洲瀝青路面協(xié)會EAPA已經(jīng)公布，其成員國的廢舊瀝青路面材料已100%通過再生方式得以重復利用。目前，該技術在國外已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)成為歐美等發(fā)達國家公路建設與維修養(yǎng)護的最常用技術。

20世紀80年代，我國在不同程度上開展過舊瀝青材料的再生技術研究，再生料一般只用于輕交通道路、道路的墊層或非機動車道等。

從20世紀80年代后期，伴隨著高等級公路的大規(guī)模建設，人們的主要精力放在了新建公路上，路面再生技術的研究基本處于停滯狀態(tài)。

近幾年，伴隨著我國公路建設的快速發(fā)展，大量高等級公路瀝青路面需要進行維修、翻鋪和重建，舊瀝青路面材料的再生利用問題也日益得到關注和重視。

2 應用工程概況

2012年6月至9月，在連霍高速鄭州至洛陽20 km舊路改擴建中，將乳化瀝青再生料代替AC-25下面層熱拌瀝青混合料，實現(xiàn)瀝青舊料的100%回收利用。從檢測數(shù)據(jù)來看，平均劈裂強度達0.74 MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項指標都能滿足現(xiàn)行的規(guī)范要求，效果良好。

本項目總工程量為10萬t再生料，舊路面銑刨料RAP100%用于下面層和中分帶基層再生，冷再生層代替AC-25下面層，按原有AC-25油石比按4.2%計算，需要石料大約9.6萬 t，瀝青大約0.4萬 t。

3 乳化瀝青廠拌冷再生整套工藝

3.1 舊瀝青路面材料的銑刨、破碎、篩分和堆放

舊瀝青路面銑刨料應根據(jù)不同的路面等級，不同的結構層厚度，選擇不同的銑刨工藝，舊瀝青路面材料經(jīng)過銑刨后要經(jīng)過專用的設備破碎、分檔篩分然后應用到新路面層的鋪筑，不同的舊路面銑刨料根據(jù)不同的級配類型選擇分開堆放，不可一刀切式的銑刨，不利去再生混合料級配控制。

3.2 乳化瀝青再生混合料目標配合比設計

3.2.1 舊瀝青路面材料分析

采用隨機取樣的方法，取具有足夠用量的銑刨料，并低溫烘干確定原材料含水量。然后按照不少于兩檔進行篩分，確定各檔級配組成，并對各檔銑刨料進行抽提，分析得出銑刨料抽提后的級配及瀝青含量。

3.2.1 乳化瀝青配方的選型

根據(jù)銑刨料分析結果所確定的級配組成，按照規(guī)范要求對乳化瀝青冷再生混合料進行初步級配合成，通過室內(nèi)裹覆實驗和早期強度實驗進行配伍性設計，選擇拌合均勻、裹覆狀態(tài)好、且具有較高的早期強度的乳化瀝青配方用于后期配合比設計。

3.2.3 混合料配合比設計

根據(jù)初選的乳化瀝青配方采用馬歇爾擊實或旋轉壓實的方法在室內(nèi)成型試件，在滿足性能指標的前提下最終確定最佳乳化瀝青用量、最佳含水率以及水泥摻量。

3.2.4 生產(chǎn)配合比調整

在試驗段正式攤鋪之前，要對現(xiàn)場的再生混合料配合比進行性能驗證，各方面性能指標均滿足規(guī)范要求之后即可進行正式的施工。如果不能滿足規(guī)范要求即進行適當調整直到達到規(guī)范要求為止。

3.3 鋪筑試驗段

在正式鋪筑冷再生層前，宜在直路段鋪筑200～300 m的試驗段。冷再生層試驗段鋪筑主要分試拌、試鋪兩個階段：

①通過試拌確定拌合機的各料倉分配、上料速度等操作工藝與施工機械相匹配，確定合理的施工機械、機械數(shù)量及組合方式；

②驗證冷再生混合料配合比設計結果是否達到規(guī)范要求并確定冷再生層的壓實標準密度，測定濕密度以及壓實度。

4 乳化瀝青廠拌冷再生下面層施工工藝流程

乳化瀝青廠拌冷再生下面層施工工藝流程如圖1所示。

4.1 冷再生瀝青混合料的拌制

冷再生拌合料應拌合均勻，無花白料、無液體流淌、無結塊成團現(xiàn)象，和易性良好。

4.2 再生混合料的運輸

拌和后的冷再生混合料不宜儲存，應立刻運至施工現(xiàn)場施工。運輸車輛的車廂內(nèi)應清洗干凈，防止污染混合料。運輸過程中應采用塑料卷材覆蓋再生混合料，防止混合料提前破乳。同時，應保持裝載高度均勻以防離析。

4.3 再生混合料的攤鋪和碾壓

冷再生混合料采用傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料攤鋪和碾壓設備即可，施工方便、快捷。在鋪筑冷再生層之前應先整平下層表面、處理干凈并按要求噴灑透層油或黏層油。再生混合料攤鋪過程應緩慢、勻速、連續(xù)，松鋪系數(shù)以及松鋪高度應根據(jù)試驗段情況綜合確定，精確控制。

在混合料攤鋪碾壓的過程中，壓實度是保證混合料質量的基礎條件，乳化瀝青混合料碾壓工藝應根據(jù)當天的氣溫、風速大小以及結構層厚度等進行綜合確定，動態(tài)調整，保證施工質量。

4.4 再生結構層的養(yǎng)生及開放交通

冷再生層上加鋪上層結構之前必須進行養(yǎng)生，養(yǎng)生時間不宜少于7 d。當滿足以下兩個條件之一時，可以提前結束養(yǎng)生：

①再生層能夠取出完整芯樣；

②再生層含水率低于2%。

養(yǎng)生完成后，在鋪筑上層瀝青層前應噴灑黏層后即可進行中上面層的鋪筑。

5 乳化瀝青冷再生直接經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益分析

在實際的生產(chǎn)建設中，經(jīng)濟性分析和評價成為越來越重要的一環(huán)，很多時候，經(jīng)濟效益分析己經(jīng)成為工程建設方案比選的關鍵要素。乳化瀝青廠拌冷再生技術采用低碳的、可持續(xù)的乳化瀝青冷再生技術對瀝青路面銑刨材料進行了循環(huán)利用。不僅經(jīng)濟上減少成本，而且能再生利用瀝青面層的廢舊材料，減少堆放場地，防止污染，具有很好的節(jié)能減排的效果。

據(jù)統(tǒng)計，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術，與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料（AC-25）相比，可直接減少工程造價近30%，節(jié)省加熱能源80%以上，降低CO2排放量80%以上，從而大幅度降低工程建設成本，從而減少的對原材料運輸和人力資源方面的需求，也避免了施工過程中對環(huán)境的污染。與傳統(tǒng)的挖除新建方案相比，該項技術的應用具有相當可觀的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

參考文獻：

[l] JTG F41-2008，公路瀝青路面再生技術規(guī)范[S].