廠拌熱再生技術在公路養(yǎng)護工程中的應用

文／張家口市路橋工程監(jiān)理咨詢有限責任公司 趙延玲

關鍵字:廠拌熱再生技術；公路工程；養(yǎng)護；配合比設計

1 工程概況

某高速公路車流量大，且超載超限車輛多，原路面按照厚3cmAC-13C水穩(wěn)碎石上面層+厚4cm AC-20C改性瀝青混合料面層+厚20cm水穩(wěn)碎石基層+厚30cm石灰土層設計，運行4年多以來，路面先后出現(xiàn)較為密集的縱橫向裂縫、唧漿、沉降等病害，須進行病害路段養(yǎng)護加固處理。在對病害路段進行路基路面取芯試驗及彎沉分析的基礎上，經(jīng)過綜合考慮，決定采用補強和再生養(yǎng)護方案。廠拌熱再生施工技術是將所回收的瀝青銑刨料破碎篩分處理，并按設計配合比和新瀝青材料、新集料、再生劑等在拌合廠站集中處理為性能與新混合料相當?shù)臒岚柙偕鸀r青混合料，再生料性能質量穩(wěn)定且品質優(yōu)良[1]，可以實現(xiàn)舊銑刨料的再生循環(huán)利用。

2 廠拌熱再生混合料設計

2.1 銑刨料舊瀝青性能

改性瀝青面層銑刨料是高速公路廠拌熱再生混合料的主要材料，本工程在設計及試驗階段選取代表性強的銑刨料樣品進行瀝青含量及舊料性能檢測的抽提篩分試驗，結果表明，銑刨料中瀝青含量為4.1%，且瀝青膜厚度均勻，性能良好，25℃針入度為36（0.1mm），延度21.5cm，軟化點65℃。本工程回收的舊瀝青材料性能檢驗結果符合相關規(guī)范對再生混合料性能的規(guī)定，表明其具有再生利用價值。舊銑刨料壓碎值為20.9%，洛杉磯磨耗值為28.3%，針片狀含量19.4%，其性能指標符合規(guī)范要求，但針片狀含量超出規(guī)范所規(guī)定的18%的標準，所以必須采取有效措施并減少新集料內針片狀含量[2]。

在進行所回收改性瀝青面層銑刨料處理的過程中，采用SBS改性瀝青，所摻加的粗細集料及礦粉性能指標均符合相關規(guī)范規(guī)定，銑刨料摻加比控制在20~30%，根據(jù)銑刨料中瀝青材料的老化程度、質量變異程度及再生混合料設計要求等確定出銑刨料摻加比應為20%，其合成級配詳見圖1。

圖1 AC-20C廠拌熱再生混合料合成級配圖

2.2 再生料配合比設計

再生料配合比設計過程與普通瀝青混合料配合比設計過程相同，在分析不同油石比對應的馬歇爾指標的基礎上確定的熱再生混合料瀝青用量為4.0%，最佳油石比4.2%，還與普通AC-20改性瀝青混合料共同進行了關鍵性能是否符合相關規(guī)范的試驗，試驗結果顯示，廠拌熱再生瀝青混合料動穩(wěn)定度為5240次/mm，殘留強度比為98.4%，殘留穩(wěn)定度為96.9%，普通AC-20改性瀝青混合料動穩(wěn)定度為5875次/mm，殘留強度比為98.2%，殘留穩(wěn)定度為96.6%，再生瀝青混合料各項性能指標均符合相關規(guī)范，路用性能良好，其性能與普通改性瀝青混合料相比與新拌合混合料更為接近。

3 廠拌熱再生施工

3.1 銑刨料預處理

回收的改性瀝青面層銑刨料必須分別回收和堆放，通過推土機和裝卸機將回收銑刨料堆充分混合后，改用破碎機破碎處理，使回收料最大粒徑比再生瀝青混合料最大公稱粒徑小。將破碎處理后的回收料按0～5mm和5mm以上兩檔進行篩分，通過裝卸機運輸至料場均勻堆放，在料場內搭設大棚，建立完善的防排水系統(tǒng)，防止回收料曝曬和雨淋后含水量發(fā)生變化而影響材料性能。銑刨料及時使用，防止因回收料自重而導致篩分好的材料重新結塊。

3.2 廠拌熱再生混合料拌合、運輸

根據(jù)拌合設備所具有的生產(chǎn)能力、再生混合料含水率及級配、新瀝青粘溫曲線等進行廠拌熱再生瀝青混合料生產(chǎn)溫度的確定。將銑刨料篩分為0~5mm和5~10mm兩檔擋料，通過裝載機將再生料運輸至配料斗，稱重厚按設計比例摻配攪拌，再借助新增設備完成傳送和配料，嚴格按照相關規(guī)定進行熱拌瀝青混合料拌合過程及質量控制。

再生混合料拌合完成后通過20t自卸車運輸，裝料前對車廂進行徹底清掃，并涂刷一層防粘隔離劑，裝料過程中緩慢移動車輛并分前、中、后三次平衡裝料，運輸過程中用雙層篷布覆蓋。自卸車輛抵達施工現(xiàn)場后空擋停放在攤鋪機前100~300m的范圍內，在攤鋪機的推動下前進卸料。

3.3 廠拌熱再生混合料攤鋪、碾壓

廠拌熱再生瀝青混合料攤鋪溫度保持在150～165℃，攤鋪施工過程勻速、緩慢且連續(xù)，攤鋪速度控制在1.0～3.0m/min，攤鋪機不得中途停止或任意調整攤鋪速度、變換攤鋪路線。混合料碾壓溫度不低于140℃，如果碾壓溫度達不到要求，必須按設計比摻加溫拌劑。

4 質量控制及效果檢測

加強攤鋪碾壓平整度、攤鋪溫度、壓實度、滲水系數(shù)等項目的檢測與控制，再生瀝青混合料級配和含水量均應按照《再生技術規(guī)范》（JTG F41-2008）每天檢查一次，且含水量設計值應不大于3%。攤鋪碾壓施工過程質量管理應符合相關規(guī)范，并對施工過程進行抽檢。

施工結束后進行再生混合料面層性能測試，所檢測得芯樣馬氏壓實度為98%，滲水系數(shù)均值不超過50mL/min，平整度為2.4mm，空隙率4.2%，均符合技術要求和相關規(guī)范。施工路段運行半年后對廠拌熱再生瀝青混合料面層進行再次檢驗，結果表明，混合料舊瀝青集料級配均勻，且并未發(fā)生舊瀝青材料繼續(xù)老化問題，面層厚度和壓實度均符合規(guī)范要求，新加鋪路面層滲水較大，但再生混合料面層幾乎不透水。

5 結論

廠拌熱再生技術應符合國家相關政策所提出的高速公路養(yǎng)護施工中廢舊瀝青路面材料循環(huán)利用率不能低于90%的要求，該技術對改性瀝青面層銑刨料的回收利用能減少養(yǎng)護施工過程中碳的排放，降低施工成本。為保證再生混合料性能與施工質量，須加強對改性瀝青面層銑刨料回收、加工、儲存及攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)的控制。