瀝青冷再生技術在青島膠州灣高速試公路驗段的應用

摘 要：膠州灣高速公路在青島承擔著重要的集疏運功能，自建成通車后未進行過大規(guī)模整修，現(xiàn)即將實施大修，大修過程中將產(chǎn)生大量的舊瀝青廢料，文章從節(jié)能環(huán)保角度出發(fā)，首先在試驗段采用乳化冷再生技術，充分利用廢渣廢料，在確保路面強度及耐久性的同時，節(jié)省大修費用，實現(xiàn)節(jié)能減排的社會效益。

關鍵詞：膠州灣高速；廠拌冷再生；試驗段；節(jié)能減排

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）27-0047-03

1 工程概況

膠州灣高速公路1995年12月建成通車，起點（原樁號K0+000）位于黃島區(qū)管家樓原收費站處，環(huán)繞膠州灣，途經(jīng)黃島經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、膠州、城陽、李滄、市北區(qū)，終點（原樁號K67+135）位于青島港八號碼頭。路面結構為瀝青混凝土，全長50.725 km，路基寬23 m，雙向四車道，設計時速為110 km/h。該公路與濟青高速公路、威青高速公路、沈海高速、濟青南線等高等級公路連接，是進出青島的交通要道。

該公路自建成運行至今已近20年，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，交通量迅猛增長，特別是超重、超限車輛的增多，對路面及橋涵的損害較大，到目前為止，全線未進行過大修。沿線路段路面普遍出現(xiàn)開裂、坑槽、沉陷等多種病害，橋涵所采用的防腐措施較少，導致結構遭受凍融破壞、海鹽腐蝕等，損害嚴重。山東高速接手該公路后即著手進行大修論證，經(jīng)綜合論證、反復比較，擬采用廠拌冷再生技術對該公路進行大修。

2 廠拌冷再生技術

瀝青路面材料再生利用技術是將需要翻修和廢棄的瀝青路面，經(jīng)過翻挖、回收、就地或集中破碎和篩分，再和新集料、新瀝青適當配比，重新拌和成為具有良好路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑瀝青面層和基層的整套工藝技術。當前國際通用的瀝青路面的循環(huán)利用方式主要有以下四種：廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生及就地冷再生技術。不同的再生技術適應于不同的項目。結合膠州灣高速公路具體情況，擬采用廠拌冷再生技術。

廠拌冷再生技術是將原有的材料進行整理后直接運回到工廠，通過對于原材料的測試，對其有一定的掌握，再在這一基礎之上采用乳化或發(fā)泡的方法降低瀝青粘度，在常溫下與RAP、新集料拌和成混合料，保證新的瀝青達標之后，再經(jīng)攤鋪、壓實而成瀝青面層或基層的施工方法。該工藝需要的人力較少，對于環(huán)境污染程度小，舊有材料的循環(huán)利用率高，機器所用的成本較低。機器生產(chǎn)的加入提高了再生材料的攪拌均勻度，對于新路面的堅實度有著很大的作用。

3 施工工藝及實施過程

工程實施過程中，為確保工程質量，首先在下行K4+067-

K6+600，K7+900-K7+935，K8+072-K9+900，K61+200-K60+450，

K56+130-K55+728，上行K4+067-K6+580進行了再生試驗段施工。試驗段的實施，為再生施工積累了經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，并為后期再生大面積施工提供了依據(jù)。

本項目的具體實施過程為：

路況調查→路面銑刨→路面清掃→乳化冷再生混合料拌合→混合料運輸→混合料攤鋪→碾壓，各道工序安排緊湊合理。

3.1 路況調查

道路封閉后首先對試驗路段進行了病害調查，調查結果見表1。

3.2 銑刨與清掃

嚴格按照設計寬度和厚度進行銑刨，首先畫好銑刨線以便于操作手掌握好銑刨寬度。出現(xiàn)大面積夾層時重新銑刨一遍，把夾層徹底處理掉。為了新舊結構層之間更好的結合，在銑刨行車道時對下一層進行拉毛。

在銑刨過程中每一臺銑刨機都安排有一臺山貓清掃機及專門的人員清掃隊伍進行清掃，銑刨料由專門的運輸車輛運至指定的存放料場。

3.3 乳化冷再生混合料的拌合

該項目拌和站設立于G22高速公路河套收費站以北5 km處，充分考慮交通因素，合理配備運輸車輛，確保再生混合料在破乳及水泥初凝前完成攤鋪。

通過反復實驗，確定的原材料級配見表2。

通過選用干濕劈裂實驗的劈裂強度作為評價指標，在保持最佳含水量不變的前提下，變化不同瀝青用量，通過干濕強度的變化，確定不同級配及不同瀝青膠結料下的設計參數(shù)如下：外加集料為#10～20石灰?guī)r，室內擊實最佳含水量為3.0%，水泥用量為1.5%，乳化瀝青用量為3.5%，外加新料摻加量為14%，其余全部選用瀝青層銑刨料。

拌和時，每種規(guī)格的銑刨料、礦粉、水泥、水、乳化瀝青都按批準的生產(chǎn)配合比準確計量。待混合料拌和均勻，其表面顏色呈褐色且無花白料、無液體流淌、無水泥或礦粉結團現(xiàn)象，和易性良好時向運輸車廂內卸料。

3.4 再生混合料的運輸

拌和后的乳化冷再生瀝青混合料不進行儲存，直接運送至施工現(xiàn)場使用。施工過程中攤鋪機前方有運料車等候，待等候的運料車多于3輛后開始攤鋪。

汽車運輸混合料時，用不透光的棉被或厚帆布嚴密覆蓋住車廂，防止混合料見光破乳、污染、中途遭受雨淋，影響混合料施工質量或造成浪費。卸料時，汽車在后軸輪胎與攤鋪機接觸前10～30 cm處停車，汽車應掛空檔等候攤鋪機推動前行。

3.5 再生混合料的攤鋪

乳化冷再生瀝青混合料的攤鋪速度調整到與供料速度平衡，緩慢、均勻、連續(xù)不斷地攤鋪。攤鋪速度控制在3～4 m/min范圍內，容許放慢到1～2 m/min，當發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時，應分析原因，予以消除。

3.6 再生混合料的碾壓

乳化冷再生瀝青混合料的壓實采用重型單剛輪振動壓路機、雙鋼輪振動壓路機和重型輪胎壓路機碾壓成型。由于乳化冷再生瀝青混合料比常規(guī)熱拌瀝青混合料（HMA）更難于壓實，對壓實設備的噸位要求較高?，F(xiàn)有兩種碾壓方案見表3。

壓路機從外側向中心碾壓，在超高路段則由低向高碾壓，在坡道上應將驅動輪從低處向高處碾壓。相鄰碾壓帶應每次重疊1/2輪寬，最后直到碾壓完全幅寬度為一遍。當路緣外側無支撐物時，碾壓輪應伸出邊緣外10 cm以上。在外側邊緣處開始初壓時，應先預留30～40 cm寬不進行碾壓，待壓完一遍后，使壓路機大部分重量重疊壓在已壓實的面層上，將未壓實的30～40 cm壓實，防止邊緣處冷再生瀝青混合料外移和發(fā)生縱向微小裂縫。

4 試驗檢測

混合料攤鋪碾壓完成后，檢測人員對，成型后的路面進行檢測，檢測內容主要包括現(xiàn)場空隙率、松鋪系數(shù)等。

4.1 現(xiàn)場空隙率

對兩種碾壓方案檢測空隙率，檢測結果見表4。

4.2 松鋪系數(shù)

根據(jù)情況，并結合碾壓組合，選取典型斷面，測定松鋪系數(shù)，見表5。

通過表5的數(shù)據(jù)可以看出，松鋪系數(shù)為1.31，空隙率符合規(guī)范及設計要求。

4.3 劈裂強度檢測

根據(jù)拌合站現(xiàn)場每天取料1次，一次平行試件八個，通過干濕劈裂強度試驗，結果總結見表6。

可以得出，試驗段的乳化瀝青混合料混合料均滿足《JTG F41-2008公路瀝青路面再生技術規(guī)范》中，劈裂強度基層、底基層>0.40 MPa，下面層>0.50 MPa，干濕劈裂強度比大于75%，凍融劈裂強度比大于70%的設計要求。

5 結 語

通過試驗段的測試，廠拌冷再生技術應用于膠州灣高速公路的大修工程滿足設計及耐久性要求，可大范圍采用該技術。將再生技術用于高速公路大修，既可以實現(xiàn)路用材料和資源的可持續(xù)利用、降低維修成本，又可以在盡量減少廢棄材料的環(huán)境污染和處理費用的前提下全面恢復或提高原路面的路用性能，實現(xiàn)高速公路社會效益、經(jīng)濟效益與環(huán)保效益的和諧統(tǒng)一。

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