公路瀝青路面廠拌熱再生技術(shù)施工應(yīng)用研究

韓 琴

(貴州省遵義市道真自治縣交通運(yùn)輸局)

0 引 言

瀝青路面由于具有施工技術(shù)成熟、施工進(jìn)度快、使用壽命長以及行車舒適安全等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，在我國公路路面施工中得到了廣泛的應(yīng)用，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國公路路面結(jié)構(gòu)中80%以上為瀝青路面。然而瀝青路面在應(yīng)用階段，受到交通荷載以及外界環(huán)境光、熱、水、氧等因素的作用，會(huì)產(chǎn)生一系列的物理以及化學(xué)變化，造成路面出現(xiàn)病害需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。在翻修和改建等養(yǎng)護(hù)維修過程中對(duì)于舊路面的處理會(huì)產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混合料，這為熱再生技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用提供了良好的條件，尤其是質(zhì)量控制效果較好的廠拌熱再生，幾乎已經(jīng)成為瀝青路面常用養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在節(jié)約資源，降低養(yǎng)護(hù)施工成本，實(shí)現(xiàn)公路管養(yǎng)可持續(xù)方面發(fā)揮了重要的作用。

1 瀝青路面的再生機(jī)理分析

瀝青路面再生的關(guān)鍵是瀝青混合料的再生利用，由于瀝青混合料的級(jí)配可以通過對(duì)RAP 的調(diào)整實(shí)現(xiàn)，因此瀝青混合料再生最需要解決的問題就是老化瀝青的再生，這一問題在瀝青路面廠拌熱再生施工技術(shù)中主要是通過添加再生劑來解決。瀝青再生劑一般采用粘度較低的新瀝青或者是專用再生劑摻配到混合料之中，通過再生劑的添加，調(diào)整舊瀝青中發(fā)生變化的組分比例，進(jìn)而使舊瀝青的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到工程應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。因此瀝青路面再生的關(guān)鍵就是再生劑的添加，滲入到RAP 之中與集料表面的舊瀝青充分的融合，通過對(duì)化學(xué)組分以及膠體結(jié)構(gòu)的改善與調(diào)整，提高瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并恢復(fù)瀝青混合料原有的路用性能。

2 瀝青路面廠拌熱再生原材料質(zhì)量要求

(1)新集料。用于熱再生的粗集料必須確保集料清潔干燥、無風(fēng)化與雜質(zhì)，粗集料外觀形狀接近立方體、針片狀含量合格，強(qiáng)度技術(shù)指標(biāo)高，堅(jiān)硬、耐磨，集料的壓碎值與磨耗損失滿足技術(shù)規(guī)范要求。對(duì)于細(xì)集料則重點(diǎn)確保潔凈干燥，集料的砂當(dāng)量、堅(jiān)固性、亞甲藍(lán)以及含泥量滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

(2)填料。由于瀝青只有吸附在填料表面才能形成與集料具有黏附作用的薄膜，因此對(duì)于填料的選擇應(yīng)當(dāng)選擇使用強(qiáng)基性巖石(石灰?guī)r、巖漿巖等)磨制而成礦粉，而且親水系數(shù)、塑性指數(shù)、含水量、安定性以及細(xì)度指數(shù)滿足使用技術(shù)要求。

(3)瀝青。瀝青應(yīng)該根據(jù)氣候條件、交通組成、混合料類型、施工條件以及經(jīng)濟(jì)性確定，并盡可能的選擇與舊路面瀝青混合料中同等性質(zhì)的瀝青膠結(jié)料，在應(yīng)用前還應(yīng)對(duì)其針入度、軟化點(diǎn)、延度、粘度以及RTFOT 老化性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。。

(4)再生劑。當(dāng)前在施工中再生劑一般選擇軟質(zhì)瀝青或者是芳香分含量較高的碳?xì)浠衔铮瑢?duì)于再生劑必須確保再生劑具有較好的流動(dòng)性、耐高溫性、耐久性，重點(diǎn)對(duì)再生劑的芳香分、飽和分、年度以及老化性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，再生劑用量應(yīng)該根據(jù)再生劑對(duì)舊瀝青技術(shù)指標(biāo)改良效果計(jì)算確定。

(5)RAP?，F(xiàn)階段獲取RAP 主要有冷銑刨以及機(jī)械開挖兩種技術(shù)方法，其中冷銑刨易于控制銑刨厚度、材料回收方便，但是回收材料破損率較為嚴(yán)重，材料含水率以及細(xì)集料增加嚴(yán)重。因此，現(xiàn)階段在工程施工中大多采用以機(jī)械開挖為主、冷銑刨為輔的材料回收施工方式。對(duì)于RAP，為了便于對(duì)其進(jìn)行配比重新設(shè)計(jì)，應(yīng)該對(duì)回收料的含水率、級(jí)配情況、瀝青用量、砂當(dāng)量、粗集料的針片狀顆粒含量與壓碎值、細(xì)集料的棱角性以及RAP 中瀝青的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

3 瀝青路面廠拌熱再生配比設(shè)計(jì)

(1)舊料摻配比例的確定。確定舊料摻配比例是瀝青路面廠拌熱再生配比設(shè)計(jì)的第一步，這與再生混合料的級(jí)配、品質(zhì)都有著關(guān)鍵的影響。對(duì)于舊料摻配比例的確定，應(yīng)該根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)維修施工區(qū)域的實(shí)際情況以及《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求確定混合料的借配范圍。然后采取抽提篩分試驗(yàn)確定舊料級(jí)配，按照目標(biāo)級(jí)配與RAP分級(jí)篩與對(duì)應(yīng)粒徑的對(duì)應(yīng)比值，明確RAP 的最大摻量，之后在級(jí)配允許的范圍內(nèi)，綜合考慮成本、拌和設(shè)備的作業(yè)能力等因素確定舊料用量，一般情況下舊料摻配比例在50% ～70%之間。

(2)礦料合成級(jí)配的確定。在確定RAP 摻配量以后，應(yīng)該根據(jù)舊料用量以及混合料目標(biāo)級(jí)配的設(shè)計(jì)要求，確定各檔新集料的用量，并盡可能的通過對(duì)兩者的調(diào)整確保再生混合料的礦料合成級(jí)配能夠與設(shè)計(jì)要求相一致。如果摻配確實(shí)困難，可以采取將RAP 過篩或者是將細(xì)集料篩除的方式進(jìn)行處理，最終確定再生混合料的礦料合成級(jí)配。

(3)最佳油石比的確定。最佳油石比的初步確定可以將設(shè)計(jì)瀝青用量除去RAP 中的瀝青用量作為瀝青添加用量，并在此基礎(chǔ)上按照0.5%的間隔初步確定幾組不同的油石比，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)馬歇爾實(shí)驗(yàn)中的毛體積密度、最大理論密度等指標(biāo)計(jì)算空隙率VV、礦料間隙率VMA、瀝青飽和度VFA 等體積指標(biāo)，同時(shí)確定飽和度、穩(wěn)定度、流值等物理力學(xué)指標(biāo)，綜合確定最佳油石比，在經(jīng)過高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗水損害性能、疲勞性能以及抗壓強(qiáng)度等路用性能試驗(yàn)驗(yàn)證合格以后，即可作為最佳瀝青用量。

4 瀝青路面廠拌熱再生施工工藝

(1)再生瀝青混合料的拌和生產(chǎn)。拌和生產(chǎn)的施工工藝為舊料與新集料加入拌缸、加入再生劑、加入新瀝青進(jìn)行第一次拌和、加入礦粉進(jìn)行第二次拌和、出料。在具體拌和施工過程中，應(yīng)該將加熱溫度、摻配工藝以及摻配比例作為施工工藝控制的關(guān)鍵。一般情況下，RAP 的預(yù)熱溫度一般控制在100 ～140 ℃足有，以免溫度過高造成瀝青的再次老化，同時(shí)注意預(yù)熱時(shí)避免RAP 與明火直接接觸，新集料加熱溫度應(yīng)比常規(guī)混合料提高10 ℃左右，并控制再生混合料的出料溫度與常規(guī)瀝青混合料相比高出5 ～15 ℃左右。再生混合料的拌和生產(chǎn)過程中，應(yīng)該及時(shí)的對(duì)混合料的級(jí)配、含油量以及拌和溫度進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，確保配比混合料質(zhì)量合格可靠。

(2)再生混合料的攤鋪碾壓。瀝青路面熱再生混合料的攤鋪施工作業(yè)之前，應(yīng)該將銑刨后的下承層表面清理干凈，同時(shí)施工封層或者是粘層以提高再生層與下承層的粘結(jié)效果。在再生混合料的攤鋪施工過程中，應(yīng)該按照拌和機(jī)的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況、攤鋪厚度、寬度確定攤鋪速度，一般控制在2 ～4 m/min 左右，確保攤鋪的均勻、不間斷。對(duì)于再生混合料的碾壓，應(yīng)該按照30 ～50 m 間距控制分段長度，分初壓、復(fù)壓與終壓三個(gè)階段進(jìn)行，初壓采用鋼輪壓路機(jī)靜壓1 ～2 遍，然后用高頻低幅的方式振動(dòng)碾壓1 ～2 遍。復(fù)壓用膠輪壓路機(jī)碾壓，碾壓遍數(shù)應(yīng)該根據(jù)混合料性能、壓實(shí)厚度、壓路機(jī)類型及環(huán)境狀況等決定，一般需要4 ～6 遍。碾壓速度控制在2 ～3 km/h 左右。

(3)施工質(zhì)量管理。在完成鋪碾壓以后，應(yīng)該及時(shí)對(duì)施工質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)的檢查驗(yàn)收，確保各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足要求，并對(duì)施工質(zhì)量問題及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，重點(diǎn)確保瀝青路面表面平整密實(shí)，不得有明顯輪跡、裂縫、推擠、油盯、油包等缺陷，且無明顯離析，寬度、厚度、橫坡度、壓實(shí)度、平整度、滲水系數(shù)、彎沉、構(gòu)造深度以及摩擦系數(shù)等一系列技術(shù)指標(biāo)滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。

5 結(jié) 語

為了確保瀝青路面廠拌熱再生技術(shù)施工質(zhì)量，在廠拌熱再生項(xiàng)目在施工過程中，應(yīng)該分別在材料質(zhì)量檢測(cè)、配比設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，嚴(yán)格按照相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，以提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，真正發(fā)揮瀝青路面廠拌熱再生技術(shù)優(yōu)勢(shì)，確保瀝青路面通車的安全順暢。

［1］李煒，紀(jì)小平.廠拌熱再生瀝青混合料生產(chǎn)溫度的確定方法［J］.養(yǎng)護(hù)機(jī)械與施工技術(shù)，2010:57－59.

［2］杜群樂，孫立軍，黃衛(wèi)東，王國清.不同設(shè)計(jì)方法下瀝青混合料疲勞性能研究［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，(49).