廠拌乳化瀝青冷再生施工技術(shù)的應(yīng)用

竇鴻云　梁鑫（蘭州公路管理局應(yīng)急搶險(xiǎn)保障中心，甘肅蘭州　730046）

廠拌乳化瀝青冷再生施工技術(shù)的應(yīng)用

竇鴻云梁鑫（蘭州公路管理局應(yīng)急搶險(xiǎn)保障中心，甘肅蘭州730046）

瀝青路面在服務(wù)幾年后，其破壞速度會(huì)大大加快，但通過人為的及時(shí)維修，如重新罩面或循環(huán)利用等方法可以保持路面的質(zhì)量并延長道路的使用壽命。由于我國還沒有完全掌握舊瀝青路面的再生技術(shù)，也沒有可供工程應(yīng)用的瀝青再生設(shè)備，一些為數(shù)巨大的舊瀝青混凝土層翻挖后只能白白廢棄掉。不僅浪費(fèi)了資源，也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。采取合適的再生技術(shù)妥善應(yīng)用舊混合料，對(duì)降低改造工程的造價(jià)、減少廢棄混合料對(duì)環(huán)境的污染和堆放土地占用等都具有重大的意義。因此，我省今年在S201線馬黃段養(yǎng)護(hù)維修工程中首次采用廠拌乳化瀝青再生技術(shù)進(jìn)行路面修補(bǔ)施工試驗(yàn)，這對(duì)指導(dǎo)這項(xiàng)技術(shù)在全省的全面推廣具有舉足輕重的作用。

廠拌乳化瀝青冷再生施工技術(shù)

1　前言

廠拌乳化瀝青冷再生路面是采用銑刨、開挖等方式從瀝青路面上獲得的舊瀝青面層材料，同時(shí)用石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下，經(jīng)乳化加工制得的均勻?yàn)r青乳液，并將回收瀝青路面材料（RAP）運(yùn)至拌和廠，經(jīng)破碎、篩分，以一定的比例與新集料、瀝青類再生結(jié)合料、活性填料（水泥、石灰等）、水進(jìn)行常溫拌和，常溫鋪筑形成路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。

2　工程概況

S201線馬黃段地處永登縣境內(nèi)，由于多年未經(jīng)大規(guī)模的改建，加之行車量大，在重載、超載車輛的反復(fù)碾壓下，路面破損嚴(yán)重，網(wǎng)裂、坑槽等病害突出，部分路段的瀝青表層已經(jīng)完全消失。夏天塵土飛揚(yáng)，冬天泥濘不堪，給沿線居民的出行帶來了極大的不便，也給行車帶來很大的安全隱患。圖1-2所示：

3　施工過程

3.1試驗(yàn)路段選擇

S201線原路整體結(jié)構(gòu)承載力偏低，面層龜網(wǎng)裂、松散病害嚴(yán)重，為節(jié)省材料的運(yùn)輸、加工成本，且使原路面能有效的重復(fù)利用，對(duì)部分路段采取乳化瀝青廠拌冷再生后用于下面層結(jié)構(gòu)處理。由于S201線K24+000-K25+000段位于蘭州高養(yǎng)中心樹屏拌合場(chǎng)附近，可以充分利用拌合廠大量的銑刨料，同時(shí)運(yùn)輸距離短，因此選擇此段落作為冷再生的試驗(yàn)段。

圖2　砂礫化路段

圖3　整套冷再生拌合設(shè)備

圖4　冷再生設(shè)備

圖5　壓實(shí)設(shè)備

圖6　RAP料破碎、篩分

3.2施工準(zhǔn)備階段

3.2.1施工機(jī)械及設(shè)備準(zhǔn)備

（1）拌合設(shè)備；拌和設(shè)備應(yīng)配備3～5個(gè)冷料倉、1個(gè)礦粉罐、1個(gè)水泥罐、1個(gè)乳化瀝青罐和1個(gè)水罐。拌和設(shè)備應(yīng)具備準(zhǔn)確的計(jì)量功能。圖3-圖4所示：

（2）壓實(shí)設(shè)備；壓實(shí)設(shè)備應(yīng)配有輪胎式、單鋼輪振動(dòng)式和雙鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)。其中，輪胎式壓路機(jī)單輪配重不少于3t，噸位不小于

圖7　吹風(fēng)機(jī)清潔路面

圖8　撒布透層油

圖9　撒線、安裝側(cè)模

圖10　拌合流程圖

圖11　自卸汽車等待卸料

3.2.2拌合運(yùn)輸

（1）混合料拌合；圖10所示：

（2）混合料運(yùn)輸；再生料宜采用載重量不小于20t的大噸位自卸車運(yùn)輸。運(yùn)輸過程中不得在施工現(xiàn)場(chǎng)急制動(dòng)、急轉(zhuǎn)彎掉頭以免損傷透層和下承層。自卸車的數(shù)量，應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)生產(chǎn)能力、運(yùn)輸距離、道路狀況、車輛噸位綜合考慮確定運(yùn)料車的運(yùn)力應(yīng)稍有富余，施工過程中攤鋪機(jī)前方應(yīng)有運(yùn)料車等候，一般情況下待等候的運(yùn)料車多于3輛后開始攤鋪。圖11所示：

圖12　攤鋪

圖13　三臺(tái)碾壓設(shè)備按順序作業(yè)

圖14　封閉養(yǎng)生

表1　試驗(yàn)路段再生瀝青路面經(jīng)濟(jì)效益分析（每個(gè)平方節(jié)約成本17.1%）

3.3冷再生料攤鋪

3.3.1確定攤鋪機(jī)攤鋪速度

冷再生混合料可采用熱拌瀝青混合料攤鋪方法進(jìn)行攤鋪，冷再生混合料的攤鋪速度應(yīng)調(diào)整到與供料速度平衡，必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷地?cái)備仭備佭^程中不應(yīng)隨意變換速度或中途停頓。如果拌和機(jī)生產(chǎn)率降低，則可采取放慢攤鋪機(jī)的攤鋪速度的辦法相對(duì)應(yīng)。根據(jù)S201線施工測(cè)算，攤鋪速度宜控制在3-4m/min范圍內(nèi)，如混合料供應(yīng)不及可容許放慢到1-2m/min。圖12所示：

3.3.2攤鋪過程控制

當(dāng)供料不足時(shí)，宜采用運(yùn)料車集中等候，集中攤鋪的方式，盡量減少攤鋪機(jī)的停頓次數(shù)。此時(shí)攤鋪機(jī)每次均應(yīng)將剩余的冷再生混合料鋪完，做好臨時(shí)接頭。如等料時(shí)間過長，冷再生混合料完成破乳過程，影響繼續(xù)攤鋪時(shí)，應(yīng)將破乳的冷再生混合料挖除。冷再生混合料攤鋪前，不必將熨平板加熱，只需涂少量防粘劑（柴油∶水=1：3）即可。在攤鋪過程中，應(yīng)合理選擇熨平板的振幅和夯錘振動(dòng)頻率。一般情況冷再生混合料宜采用“夯錘振動(dòng)頻率大于熨平板振幅”的方式，以提高冷再生混合料的初始?jí)簩?shí)度。熨平板加寬鉸接處的縫隙應(yīng)仔細(xì)調(diào)節(jié)緊密，防止攤鋪后路表面留有痕跡。

3.3.3松鋪系數(shù)的確定

冷再生混合料的松鋪系數(shù)和松鋪厚度，必須從實(shí)際施工中測(cè)得。首先在試驗(yàn)段施工中求取，隨后在大面積施工中進(jìn)行校核調(diào)整。每天在開鋪后，必須進(jìn)行松鋪厚度的測(cè)試，以利于路面攤鋪厚度和橫坡度得到準(zhǔn)確控制。利用水準(zhǔn)儀每次測(cè)量應(yīng)不少于兩個(gè)橫斷面，每個(gè)斷面上不少于三個(gè)點(diǎn)。在攤鋪過程中，技術(shù)員應(yīng)隨時(shí)檢查攤鋪的松鋪厚度，并及時(shí)通知操作手。應(yīng)指派專人指揮運(yùn)料車輛在合適時(shí)間掀起車廂頂?shù)母采w物。指派專人清掃干凈攤鋪機(jī)兩條履帶板的行駛路線，使攤鋪機(jī)能平穩(wěn)前進(jìn)，以保證攤鋪平整度。由于S201基層鋪筑完畢到冷再生開始鋪筑時(shí)間間隔3個(gè)月之久，加上重載、超載車輛多，路面受到嚴(yán)重的破壞，表面出現(xiàn)大面積坑槽，經(jīng)多次測(cè)量有一定的波動(dòng)，最終確定S201線松鋪系數(shù)為1.27—1.32左右，平均值為1.30，故此值只做參考，建議在其他路段施工時(shí)應(yīng)當(dāng)實(shí)地測(cè)算指導(dǎo)施工。

3.4壓實(shí)

（1）初壓。采用12t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，并保持較短的初壓區(qū)長度（30～40m）。（2）復(fù)壓。采用20t以上單鋼輪壓機(jī)路靜壓1遍，低頻高幅振壓4遍，再高頻低幅1遍；（3）終壓。采用30t以上輪胎式壓路機(jī)揉壓6遍，以基本消除輪跡為宜。終壓應(yīng)緊跟復(fù)壓，經(jīng)終壓后已無明顯輪跡時(shí)，可完成終壓。圖13所示：

3.4.1碾壓工藝

碾壓時(shí)，應(yīng)將壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，行駛路線和碾壓方向不宜任意改變。壓路機(jī)在碾壓過程中，不允許突然加速、急制動(dòng)、中途掉頭、左右搖擺行進(jìn)。在回程過程中，要做到慢起步、慢回程、慢停。振動(dòng)壓路機(jī)必須先停振回程后再起振，防止冷再生混合料在碾壓過程中形成推移、印痕和擁包等病害。壓路機(jī)從外側(cè)向中心碾壓，在超高路段則由低向高碾壓，在坡道上應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪從低處向高處碾壓。相鄰碾壓帶應(yīng)每次重疊1/2～1/3輪寬，最后直到碾壓完全幅寬度為一遍。當(dāng)路緣外側(cè)無支撐物時(shí)，碾壓輪應(yīng)伸出邊緣外10cm以上。在外側(cè)邊緣處開始初壓時(shí)，應(yīng)先預(yù)留30～40cm寬不進(jìn)行碾壓，待壓完一遍后，使壓路機(jī)大部分重量重疊壓在已壓實(shí)的面層上，再將未壓實(shí)的30～40cm壓實(shí)，防止邊緣處冷再生混合料外移和發(fā)生縱向微小裂縫。壓路機(jī)不宜在同一斷面處回程碾壓，每次回程應(yīng)前后錯(cuò)開不少于1m距離。初壓、復(fù)壓和終壓的回程應(yīng)都不在相同斷面處，前后相距應(yīng)在5～10m以上。本次碾壓長度應(yīng)與前一段碾壓段搭接重疊不小于10m。壓路機(jī)改變進(jìn)退方向，應(yīng)在已完成碾壓的路面上進(jìn)行。

3.4.2注意事項(xiàng)

（1）每天在正式開鋪前，壓路機(jī)應(yīng)做好加油、加水、維修、調(diào)試、保養(yǎng)等全部準(zhǔn)備工作，不宜向膠輪壓路機(jī)碾輪涂刷柴油。（2）施工中，混合料盡量在拌合后1小時(shí)內(nèi)攤鋪，初壓應(yīng)在攤鋪完成30分鐘內(nèi)開始，終壓開始時(shí)間不晚于攤鋪后1小時(shí)，整個(gè)施工過程最好（即混合料拌出至終壓完畢）控制在3小時(shí)以內(nèi)，不得大于4小時(shí)。壓路機(jī)碾壓過程中不得在當(dāng)天鋪筑的路面上長時(shí)間（超過30min）停留或過夜，以防壓出坑槽。（3）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)前應(yīng)當(dāng)提前掌握近三天的天氣情況，宜選擇晴天及氣溫較高的時(shí)段施工，不宜選擇陰天及多云低溫的天氣，堅(jiān)決禁止在雨天施工。如果在鋪筑過程中突遇降雨要立即停止施工，同時(shí)將已經(jīng)鋪筑的路段用隔水材料覆蓋，待雨挺后立即拆除使水分蒸發(fā)。

3.5養(yǎng)生

（1）冷再生混合料的強(qiáng)度形成需要經(jīng)歷一段時(shí)間，冷再生層加鋪上層結(jié)構(gòu)前必須進(jìn)行養(yǎng)生。（2）在封閉交通的情況下養(yǎng)生時(shí)，可進(jìn)行自然養(yǎng)生，一般無需采取措施。（3）在開放交通條件下養(yǎng)生時(shí)，再生層在完成壓實(shí)至少1d后方可開放交通，但應(yīng)嚴(yán)格限制重型車輛通行，行車速度應(yīng)控制在40km/h以內(nèi)，不得急制動(dòng)和原地掉頭。（4）在通常情況下，冷再生養(yǎng)生時(shí)間為7d，當(dāng)滿足一下兩個(gè)條件之一時(shí)，可以提前結(jié)束養(yǎng)生：A、再生層可以取出完整的芯樣；B、再生層含水率低于2%。圖14所示：

4　經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)合理設(shè)計(jì)的乳化瀝青廠拌冷再生混合料的性能能夠滿足瀝青路面下面結(jié)構(gòu)層的要求，故本部分結(jié)合省道201工程的實(shí)際生產(chǎn)情況，根據(jù)工程項(xiàng)目的技術(shù)等級(jí)、項(xiàng)目所在地的環(huán)境及運(yùn)輸條件等因素對(duì)乳化瀝青廠拌冷再生瀝青路面與常規(guī)瀝青路面的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較分析。

本工程采用乳化瀝青冷再生層可充當(dāng)柔性基層（或下面層），厚度平均約為10cm，現(xiàn)對(duì)乳化瀝青混合料直接經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析表1所示：

5　總結(jié)

根據(jù)S201線馬黃段的施工發(fā)現(xiàn)以下優(yōu)缺點(diǎn)：

5.1優(yōu)點(diǎn)

（1）可在不改變路面縱橫線形的前提下處治多種類型的路面病害，改善路面結(jié)構(gòu)承載力。（2）與傳統(tǒng)的路面維修技術(shù)相比，該技術(shù)可減少路面施工過程中對(duì)集料、瀝青和能源等資源的消耗，從而降低工程成本。（3）同時(shí)該技術(shù)可節(jié)約自然資源的消耗，解決廢物堆置問題等，可以減少環(huán)境污染，具有重要的環(huán)保意義。

5.2局限性及缺點(diǎn)

（1）必須擁有一整套廠拌冷再生拌合及RAP料的破碎、篩分設(shè)備，同時(shí)有大量的銑刨料儲(chǔ)備。（2）對(duì)下承層的強(qiáng)度有一定的要求，若為年久失修的鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路或下承層軟弱路基就不建議采取先處理路基再做冷再生結(jié)構(gòu)層的方案，這樣產(chǎn)生的費(fèi)用則會(huì)寅吃卯糧。（3）養(yǎng)生期過長，一般為3-7天。在車流密集或平交路口較多的路段封閉交通的難度遠(yuǎn)大于施工難度。（4）后期養(yǎng)護(hù)及保養(yǎng)有難度，由于設(shè)備采購費(fèi)用高，對(duì)養(yǎng)路單位來說不可能隨時(shí)有同種材料處理病害。

5.3建議

（1）選擇施工路段最好避開車流量大及平交路口較多的區(qū)域，同時(shí)不要選擇兩側(cè)樹木茂密地段，因?yàn)闀?huì)長期欠缺日照影響強(qiáng)度。（2）建議銑刨料堆存最好將同一路段或設(shè)計(jì)配合比相同項(xiàng)目的RAP料堆存在一起，不同的RAP料最好分區(qū)堆存。雖然RAP料會(huì)經(jīng)破碎、篩分，但是在S201線施工中發(fā)現(xiàn)，由于RAP料源的多樣化和復(fù)雜化，造成新生混合料的配比的不固定性和調(diào)節(jié)頻率的增加，施工的可控性增大。（3）待此工藝嫻熟后運(yùn)用于高速公路中充當(dāng)下面層或柔性基層，因?yàn)橥范温访驺娕俸蟮腞AP料更穩(wěn)定，可控性更強(qiáng)，施工質(zhì)量也最好。

6　結(jié)語

瀝青現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)是一門新興技術(shù)，在國內(nèi)的深入研究也只是剛剛起步。隨著現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)的推廣應(yīng)用必將給社會(huì)節(jié)約大量的資金，減輕環(huán)境污染，其不僅對(duì)交通干擾小、改善路面級(jí)配、降低孔隙率、還能延緩路面老化，給我國舊瀝青路面改建帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］瀝青路面乳化瀝青廠拌再生技術(shù)規(guī)范.江西省地方標(biāo)準(zhǔn)，2010.

［2］殼牌 Recycle Plus 廠拌冷再生混合料施工指南，2010.

［3］S201線馬家山至黃羊頭路段乳化瀝青冷再生配合比設(shè)計(jì).甘肅省交通勘察設(shè)計(jì)院養(yǎng)護(hù)研究院，2014（4）.