乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用

摘 要：文章簡(jiǎn)述了乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)發(fā)展的行業(yè)現(xiàn)狀。在該技術(shù)在連霍高速鄭州到洛陽段上應(yīng)用的基礎(chǔ)上，闡述了乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)的配合比設(shè)計(jì)、施工工藝流程及社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：乳化瀝青；冷再生；高速公路

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）6-0035-02

乳化瀝青冷廠拌冷再生技術(shù)是利用專用機(jī)械設(shè)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?cái)備伜湍雺盒纬蓾M足性能要求的路面結(jié)構(gòu)層的整套技術(shù)。

1 國內(nèi)外應(yīng)用情況

發(fā)達(dá)國家早在20世紀(jì)初就開始研究瀝青路面的再生技術(shù)。美國在20世紀(jì)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(huì)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(fù)利用。目前，該技術(shù)在國外已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)成為歐美等發(fā)達(dá)國家公路建設(shè)與維修養(yǎng)護(hù)的最常用技術(shù)。

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

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

近幾年，伴隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，大量高等級(jí)公路瀝青路面需要進(jìn)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(guān)注和重視。

2 應(yīng)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(kuò)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(shí)現(xiàn)瀝青舊料的100%回收利用。從檢測(cè)數(shù)據(jù)來看，平均劈裂強(qiáng)度達(dá)0.74 MPa，大大超過規(guī)范的要求，且其他各項(xiàng)指標(biāo)都能滿足現(xiàn)行的規(guī)范要求，效果良好。

本項(xiàng)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(jì)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(yīng)根據(jù)不同的路面等級(jí)，不同的結(jié)構(gòu)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(shè)備破碎、分檔篩分然后應(yīng)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(jí)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(jí)配控制。

3.2 乳化瀝青再生混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

3.2.1 舊瀝青路面材料分析

采用隨機(jī)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(jìn)行篩分，確定各檔級(jí)配組成，并對(duì)各檔銑刨料進(jìn)行抽提，分析得出銑刨料抽提后的級(jí)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(jié)果所確定的級(jí)配組成，按照規(guī)范要求對(duì)乳化瀝青冷再生混合料進(jìn)行初步級(jí)配合成，通過室內(nèi)裹覆實(shí)驗(yàn)和早期強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行配伍性設(shè)計(jì)，選擇拌合均勻、裹覆狀態(tài)好、且具有較高的早期強(qiáng)度的乳化瀝青配方用于后期配合比設(shè)計(jì)。

3.2.3 混合料配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)初選的乳化瀝青配方采用馬歇爾擊實(shí)或旋轉(zhuǎn)壓實(shí)的方法在室內(nèi)成型試件，在滿足性能指標(biāo)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(diào)整

在試驗(yàn)段正式攤鋪之前，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的再生混合料配合比進(jìn)行性能驗(yàn)證，各方面性能指標(biāo)均滿足規(guī)范要求之后即可進(jìn)行正式的施工。如果不能滿足規(guī)范要求即進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整直到達(dá)到規(guī)范要求為止。

3.3 鋪筑試驗(yàn)段

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

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

②驗(yàn)證冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)結(jié)果是否達(dá)到規(guī)范要求并確定冷再生層的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)密度，測(cè)定濕密度以及壓實(shí)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(yīng)拌合均勻，無花白料、無液體流淌、無結(jié)塊成團(tuán)現(xiàn)象，和易性良好。

4.2 再生混合料的運(yùn)輸

拌和后的冷再生混合料不宜儲(chǔ)存，應(yīng)立刻運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)施工。運(yùn)輸車輛的車廂內(nèi)應(yīng)清洗干凈，防止污染混合料。運(yùn)輸過程中應(yīng)采用塑料卷材覆蓋再生混合料，防止混合料提前破乳。同時(shí)，應(yīng)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(shè)備即可，施工方便、快捷。在鋪筑冷再生層之前應(yīng)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(yīng)緩慢、勻速、連續(xù)，松鋪系數(shù)以及松鋪高度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)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(shí)度是保證混合料質(zhì)量的基礎(chǔ)條件，乳化瀝青混合料碾壓工藝應(yīng)根據(jù)當(dāng)天的氣溫、風(fēng)速大小以及結(jié)構(gòu)層厚度等進(jìn)行綜合確定，動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證施工質(zhì)量。

4.4 再生結(jié)構(gòu)層的養(yǎng)生及開放交通

冷再生層上加鋪上層結(jié)構(gòu)之前必須進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不宜少于7 d。當(dāng)滿足以下兩個(gè)條件之一時(shí)，可以提前結(jié)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(yīng)噴灑黏層后即可進(jìn)行中上面層的鋪筑。

5 乳化瀝青冷再生直接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益分析

在實(shí)際的生產(chǎn)建設(shè)中，經(jīng)濟(jì)性分析和評(píng)價(jià)成為越來越重要的一環(huán)，很多時(shí)候，經(jīng)濟(jì)效益分析己經(jīng)成為工程建設(shè)方案比選的關(guān)鍵要素。乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)采用低碳的、可持續(xù)的乳化瀝青冷再生技術(shù)對(duì)瀝青路面銑刨材料進(jìn)行了循環(huán)利用。不僅經(jīng)濟(jì)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(chǎng)地，防止污染，具有很好的節(jié)能減排的效果。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)，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(jià)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(shè)成本，從而減少的對(duì)原材料運(yùn)輸和人力資源方面的需求，也避免了施工過程中對(duì)環(huán)境的污染。與傳統(tǒng)的挖除新建方案相比，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)：

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