廠拌熱再生混合料的關(guān)鍵施工技術(shù)研究

李慶瑞　王莎

摘要：從RAP的回收、破碎、篩分、儲存、質(zhì)量檢測、預(yù)熱及除塵、再生劑的添加以及再生混合料的拌和、攤鋪與碾壓等環(huán)節(jié)，分析了廠拌熱再生混合料的關(guān)鍵施工工藝。研究表明：對RAP的回收、預(yù)處理、儲存等進行嚴格控制是保證再生混合料穩(wěn)定性、均勻性和高質(zhì)量的前提；為大規(guī)模應(yīng)用再生混合料，應(yīng)對中國廣泛使用的間歇式拌和站進行相應(yīng)的設(shè)備改進，并根據(jù)RAP的摻量和含水率等因素綜合確定新集料的加熱溫度。

關(guān)鍵詞：再生混合料；施工工藝；間歇式拌和站；新集料加熱溫度

中圖分類號：U418.6文獻標志碼：B

Abstract： Key construction technology for hot plant mix RAP was analyzed in aspects of recycling， crushing， screening， storage， quality control， warming up and dust removal of RAP， regeneration agent addition and the mixing， paving and compacting of RAP. It is suggested that the premise to guarantee the stability， uniformity and quality of RAP is the strict control of phases including the recycling， pretreatment and storage. Batch type asphalt mixing plant and other equipment should be improved for largescale application of recycled mixture. The heating temperature of new aggregate should be determined by the amount of RAP and water content.

Key words： reclaimed asphalt pavement； construction technology； batch type asphalt mixing plant； heating temperature of new aggregate

0引言

瀝青路面再生技術(shù)是將廢舊瀝青路面材料（Recycled Asphalt Pavement， RAP）回收后，再與新材料（集料、瀝青、再生劑）按一定比例拌和并重新鋪筑路面的技術(shù)。由于廢舊料的充分利用，減少了廢棄料對環(huán)境的污染和石料過度開采造成的環(huán)境破壞，并節(jié)約了大量土地，因此路面再生技術(shù)被廣泛推廣應(yīng)用[12]。按施工溫度劃分，瀝青路面再生技術(shù)可分為熱再生和冷再生；按拌和場地劃分，再生技術(shù)可分為廠拌再生和現(xiàn)場再生。根據(jù)美國瀝青再生協(xié)會（ARRA）的定義和分類[3]，將瀝青路面再生分為冷刨法、廠拌熱再生、現(xiàn)場熱再生、廠拌冷再生、現(xiàn)場冷再生和全厚式再生6類。實踐表明，廠拌熱再生技術(shù)是使用最多、應(yīng)用最廣、最為普及的路面再生技術(shù)。經(jīng)過嚴格的配合比調(diào)整，廠拌熱再生混合料能確保技術(shù)指標不低于傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料（HMA），滿足高級路面的使用要求；同時，廠拌熱再生能最大限度地發(fā)揮RAP的使用價值，充分利用RAP中的瀝青資源和石料資源。

1RAP的回收、破碎與篩分

1.1回收

RAP的回收方法主要有2種：第1種是采用傳統(tǒng)刨碎（刨開、收集、裝車）方式處理整個面層，第2種是加熱或銑刨法。采用第1種方法回收時，不能將面層與基層材料分開，需要先將成團或成塊的銑刨料放入破碎機內(nèi)破碎，工藝較為復(fù)雜。銑刨法能分層回收，保證了RAP的均勻性，可直接在拌和廠使用，因此冷銑刨是經(jīng)濟易行的RAP回收方法。

采用銑刨機回收時，應(yīng)根據(jù)路面建養(yǎng)歷史及路況調(diào)查結(jié)果等確定回收范圍，確保不混入其他層材料；應(yīng)逐段落、逐車道進行銑刨，保持銑刨速度和銑刨深度基本相同，以確保銑刨機對RAP骨料的破壞程度接近，這樣有利于保證RAP級配的均勻性，便于配合比設(shè)計及調(diào)整；避免RAP中的雜質(zhì)（如粘土、粉塵、石塊等）進入混合料，影響再生瀝青混合料的路用性能。

1.2破碎

對于翻松設(shè)備回收超大規(guī)格的塊狀或成團材料，需要采用破碎機進行初碎，根據(jù)初碎后的大小確定是否需要采用傳統(tǒng)的石料破碎機（如反擊式破碎）進行二次破碎，要求

26.5 mm篩的RAP通過率為100%。目前，大多RAP初碎機為對輥“咬碎”式，能對粒徑60 mm 以上的塊狀料進行初級破碎，如圖1所示。

1.3篩分

在間歇式拌和設(shè)備中，新集料經(jīng)干燥加熱后進入二次振動篩分系統(tǒng)，分級后儲存在熱料倉中。RAP經(jīng)預(yù)熱后直接進入拌缸，沒有二次篩分過程，因此RAP的級配由冷料給料機控制。

一般采用冷篩分系統(tǒng)進行RAP的分級，由于RAP中的瀝青易粘在篩網(wǎng)上，使得小于4.75 mm RAP的篩分變得非常困難，普通振動篩無法滿足RAP篩分的要求，需要采用特殊的方式篩分。國際上通常采用高頻振動方式解決細料堵網(wǎng)問題，在工程實踐中，一般將RAP篩分為小于4.75 mm和大于4.75 mm兩檔[4]。

2RAP的儲存和質(zhì)量檢測

RAP在堆放期間容易發(fā)生粗、細料結(jié)團和離析現(xiàn)象。當環(huán)境溫度升高或者因料堆過高重力加大，都會導(dǎo)致瀝青軟化形成結(jié)團。同時，料堆過高或者堆放方式不合理時，又容易造成離析現(xiàn)象。

因此對廢料堆和回收料堆應(yīng)分開進行恰當?shù)墓芾?，主要包括RAP的堆放和檢測。

2.1管理

RAP應(yīng)分類堆放，不同性質(zhì)、不同來源、不同層位的RAP應(yīng)分開堆放；儲存場地應(yīng)采用水泥混凝土或水泥穩(wěn)定碎石等進行硬化處理，并設(shè)置斜坡及排水設(shè)施，避免雨水在堆放場地聚集；同時，需要加設(shè)雨棚防止降雨淋濕RAP。

為了更好地控制RAP的均勻性和質(zhì)量，一次堆放高度不宜超過1.5 m；堆料時宜采用薄層堆料的方式，用裝載機將RAP鏟運到堆料場后均勻鋪開，第二鏟再在其上鋪開，依此類推；鏟料時，從料堆一端在全高范圍內(nèi)鏟料，確保RAP得到充分混合。

2.2RAP的檢測

在進行混合料配合比設(shè)計及大規(guī)模施工前，或者RAP料源及性質(zhì)發(fā)生明顯變化時，需要對RAP進行技術(shù)檢測，檢驗其含水量、礦料級配、瀝青含量以及瀝青殘留物的針入度、軟化點、延度及粘度等。為保證結(jié)果的可靠性，需要提高檢測頻率，要求超過800 t時至少取5個樣品進行試驗；超過3 000 t時，每增加1 000 t再增加1個樣品。檢測時，為保證取料均勻、檢測結(jié)果具有代表性，每一個RAP料堆全深度隨機取至少3個樣品進行試驗。

3RAP的預(yù)熱及除塵為了保證再生混合料的質(zhì)量，應(yīng)該在拌和前對RAP進行加熱?？刹捎谩半p滾筒”和“第二烘干筒”2種方式預(yù)熱，前者用于連續(xù)式再生設(shè)備，后者用于間歇式再生設(shè)備。

RAP預(yù)熱溫度控制在105 ℃左右，溫度過高會加劇舊瀝青老化，增加恢復(fù)老化瀝青技術(shù)性能的難度；當溫度超過130 ℃時，瀝青會釋放出大量有毒有害氣體。

配備除塵設(shè)備用以除去RAP中的粉塵和瀝青蒸汽。RAP在預(yù)熱過程中，舊瀝青會隨溫度的升高不同程度地分解成為瀝青蒸汽，對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。連續(xù)式“雙滾筒”再生設(shè)備利用烘干筒的外壁高溫間接加熱，瀝青蒸汽進入除塵器之前先經(jīng)過內(nèi)層燃燒室的二次燃燒，避免了二次污染；間歇式拌和樓的“第二烘干筒”預(yù)加熱設(shè)備采用順流加熱方式，對舊瀝青蒸汽進行循環(huán)利用，減輕除塵器的負擔。

4再生劑的添加

采用2種方式添加再生劑：第1種，拌和前將再生劑噴灑在RAP上，通過再生劑的滲透與擴散作用來軟化RAP；第2種，先預(yù)熱RAP，然后在拌缸內(nèi)邊噴灑再生劑邊拌和RAP。兩者相比，第2種方式的效果更優(yōu)，因為再生劑預(yù)先噴灑到預(yù)熱的RAP 中，可以使再生劑與舊瀝青充分擴散、滲透、混溶，不僅使再生劑與新瀝青、新骨料及礦粉能更好地融合，而且可以縮短拌和時間，既提高了混合料質(zhì)量，又不影響生產(chǎn)能力。

5再生混合料的拌和

廠拌熱再生的拌和是最關(guān)鍵的施工工序，影響拌和質(zhì)量的關(guān)鍵因素則是拌和機械?？捎糜趶S拌熱再生混合料的攪拌設(shè)備有間歇式攪拌設(shè)備和連續(xù)式攪拌設(shè)備，其中以間歇式攪拌設(shè)備居多。連續(xù)式攪拌設(shè)備有單滾筒式、雙滾筒式和三套筒式，各種設(shè)備的優(yōu)缺點如下。各種攪拌設(shè)備如圖2所示。

（1） 間歇式攪拌設(shè)備。間歇式攪拌設(shè)備利用熱骨料間接加熱RAP，計量精度高，粉塵污染小，但可利用的熱量少，處理舊料的能力有限（10%～20%）。RAP的計量有2種方式：第1種，RAP經(jīng)過篩分與新骨料混合后同時稱量，舊瀝青被加熱后使料流不暢，影響計量精確度；第2種，RAP不經(jīng)過篩分，獨立稱量，計量精確度較高。間歇式攪拌RAP不預(yù)熱，攪拌時間短，新舊料混合不良，舊瀝青與新瀝青、再生劑不能充分混溶，舊瀝青再生程度差。

（2） 單滾筒攪拌設(shè)備。RAP在筒內(nèi)加熱，可利用熱氣對流熱量，能夠處理較多RAP（20%～30%），但筒內(nèi)高溫易使瀝青老化。RAP在冷態(tài)計量時精確度高。采用攪拌筒預(yù)熱RAP，攪拌時間長，新舊料混合較好，舊瀝青再生程度好，缺點是自落式攪拌效果較差。

（3） 三套筒式攪拌設(shè)備。RAP在夾套內(nèi)加熱，可利用燃燒室壁的輻射熱，能夠處理的RAP更多（30%～40%），與燃氣不接觸，瀝青不會老化。RAP在冷態(tài)計量時精確度高。采用攪拌筒預(yù)熱RAP，攪拌時間更長，新舊料混合好，舊瀝青再生程度較好，其缺點是自落式攪拌效果較差。

（4） 雙滾式攪拌設(shè)備。RAP在內(nèi)外筒間的強制攪拌區(qū)加熱，可利用燃燒室壁的輻射熱，可處理的RAP最多（40%～50%），與燃氣不接觸，瀝青不會老化。RAP在冷態(tài)計量，計量精確度高。攪拌筒預(yù)熱RAP，攪拌時間最長，新舊料混合最好，舊瀝青再生程度最好。

目前，中國大多采用改造的間歇式攪拌設(shè)備生產(chǎn)再生混合料，它是一種簡單的再生設(shè)備，利用新骨料的過熱溫度在攪拌過程中將熱量傳予RAP。生產(chǎn)時應(yīng)注意：不可燒傷RAP中的瀝青結(jié)合料，盡量降低二次老化；盡量不對RAP進行明火加熱；不能使RAP產(chǎn)生瀝青煙，即瀝青蒸汽，造成二次污染；總拌和時間比普通熱拌瀝青混合料延長5～10 s，濕拌時間延長5～10 s。具體的拌和程序是：RAP、新骨料加入拌缸，加入新瀝青拌和，加入填料拌和，出料。新集料加熱溫度采用下式計算[8]

RAP預(yù)熱時

式中：Ta1、Ta2為新集料的加熱溫度； Tm為再生瀝青混合料的目標拌和溫度；Ca、CR 、Cf、Cw分別為新集料、RAP、礦粉、水的比熱容（kJ·（kg·℃）-1）；Pa、PR、Pf分別為新集料、RAP、礦粉的質(zhì)量百分比（%）；

Pw為RAP中的水分占混合料的質(zhì)量百分比（%）；TR 、Tf分別為RAP、礦粉的初始溫度（℃）；r為RAP的摻配率；w為含水率。

6再生混合料的攤鋪與碾壓

再生混合料的攤鋪與碾壓工藝與傳統(tǒng)的熱拌再生混合料相同，遵照以下原則。

（1） 廠拌熱再生瀝青混合料的攤鋪、碾壓溫度比熱拌瀝青混合料高5 ℃～15 ℃。

（2） 廠拌熱再生瀝青混合料攤鋪和壓實的其他要求，應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范對HMA路面的要求。

7施工質(zhì)量管理及質(zhì)量驗收

廠拌熱再生瀝青混合料的施工質(zhì)量管理，應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范對HMA路面的規(guī)定，檢測項目及頻率按表2執(zhí)行。廠拌熱再生路面的檢查驗收參照現(xiàn)行規(guī)范對HMA路面的規(guī)定。

8結(jié)語

廠拌熱再生混合料具有質(zhì)量高、生產(chǎn)穩(wěn)定的特點，與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料HMA具有相當?shù)穆酚眯阅?，可廣泛用于各等級公路瀝青面層的鋪筑。今后應(yīng)加強對熱再生瀝青混合料施工技術(shù)的研究，積累施工經(jīng)驗，探索合理、有效的施工工藝，以最大限度地提高RAP的回收利用率。

參考文獻：

[1]楊毅文，馬濤，卞國劍，等.老化瀝青熱再生有效再生率檢測方法[J].建筑材料學(xué)報，2011，14（3）：418422.

[2]紀小平，侯月琴，鄭南翔.瀝青熱氧老化的非線性模擬[J].長安大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，29（4）：1315.

[3]美國瀝青再生協(xié)會.美國瀝青再生指南[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4]JTG F41—2008.公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[責任編輯：王玉玲]