試論瀝青路面溫拌再生技術(shù)及工程應(yīng)用

苗滿勝 劉運(yùn)霞 索智 武鐵征 劉東波

摘 要：溫拌瀝青技術(shù)是利用摻加溫拌改性劑，調(diào)整瀝青粘度的方式，達(dá)到降低混合料施工溫度及節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。在舊瀝青路面再生利用中合理應(yīng)用溫拌瀝青技術(shù)，不僅能夠循環(huán)利用大量路面舊料，還能減小再生瀝青混合料施工溫度、節(jié)約能耗，降低有害氣體及粉塵排放，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文在充分了解溫拌再生瀝青混合料路用性能的前提下，與具體工程實(shí)例相結(jié)合，對(duì)瀝青路面溫拌再生施工技術(shù)要點(diǎn)及路面使用性能檢測(cè)進(jìn)行了探討，以期有效提高工程質(zhì)量，延長(zhǎng)工程使用壽命。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；溫拌再生技術(shù)；工程概況

在低碳環(huán)保、節(jié)能減排時(shí)代背景下，公路建設(shè)工程如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保這一目標(biāo)已經(jīng)成為必須思考的重要課題。伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，廠拌熱再生技術(shù)與瀝青混合料溫拌技術(shù)在公路工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，充分結(jié)合以上兩種技術(shù)，不僅能夠充分提升舊料回收利用率，還能減小瀝青混合料拌和、施工溫度。溫拌再生技術(shù)是指充分結(jié)合溫拌、廠拌熱再生技術(shù)，在低于熱再生溫度20～30℃的情況下，利用降粘減阻劑、新礦料等材料拌和再生，在保證路面質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)再生舊路利用率的有效提高，還能達(dá)到減小施工溫度的作用，據(jù)相關(guān)資料顯示，回收材料再生摻加比例可提升到45%～50%之間，以此確保再生瀝青混合料性能良好。溫拌技術(shù)的應(yīng)用，可充分涵蓋熱再生技術(shù)、溫拌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效克服熱再生技術(shù)舊料利用率低下的缺點(diǎn)，同時(shí)還能充分發(fā)揮溫拌技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提高工程整體質(zhì)量。

一、溫拌再生瀝青混合料路用性能研究

1、高溫穩(wěn)定性

高溫條件下或長(zhǎng)期高荷載作用下瀝青路面都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重變形現(xiàn)象，其中還包含無(wú)法恢復(fù)的永久變形，進(jìn)而出現(xiàn)路面病害，如車載、擁包等。瀝青混合料高溫穩(wěn)定性是指在高溫作用下瀝青混合料能夠?qū)囕v荷載的反復(fù)作用予以抵抗，且不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的永久變形，確保路面平整度的特性。一般可選用車轍試驗(yàn)對(duì)溫拌再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）試驗(yàn)方法。瀝青拌和完成后，即可進(jìn)行車轍試件制作，在一定條件下沿同一軌道利用一定荷載輪子進(jìn)行來(lái)回行走，在變形穩(wěn)定階段對(duì)混合料產(chǎn)生1mm變形車輪所行走的次數(shù)進(jìn)行測(cè)量，記錄，也可稱為動(dòng)穩(wěn)定度DS。

（2）試驗(yàn)結(jié)果與分析。在溫拌或正常拌和條件下，再生瀝青混合料高溫車轍試驗(yàn)結(jié)果為：以AC-20為再生瀝青混合料類型分析，溫拌DS動(dòng)穩(wěn)定度為2872次/mm；正常拌和DS動(dòng)穩(wěn)定度為3154次/mm。

由此可見，相比正常拌和DS動(dòng)穩(wěn)定度，溫拌時(shí)較低，DS動(dòng)穩(wěn)定度值與規(guī)范規(guī)定（DS≥ 800次/mm）相符。

2、低溫抗裂性

作為路面結(jié)構(gòu)面層，氣溫條件對(duì)瀝青路面影響較大，如氣溫較低，低溫收縮變形現(xiàn)象極易產(chǎn)生，但因面層受基層摩阻力，或路面無(wú)限連續(xù)板體可約束收縮變形等因素的影響，瀝青面層內(nèi)部極易出現(xiàn)拉應(yīng)力。相比瀝青混合料極限抗拉強(qiáng)度，拉應(yīng)力較高時(shí)，瀝青路面將產(chǎn)生裂縫。為此，瀝青混合料必須具備良好的低溫抗變形能力。一般可選用低溫小梁彎曲試驗(yàn)用于溫拌再生瀝青混合料低溫抗裂性評(píng)價(jià)。

（1）試驗(yàn)方法。以-10.5℃～--9.5℃作為試驗(yàn)溫度范圍，通過(guò)每分鐘50mm的速率，對(duì)瀝青混合料小梁跨中進(jìn)行集中荷載施加，直到斷裂破壞，并對(duì)試件跨中荷載和撓度之間關(guān)系曲線進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。通過(guò)破壞時(shí)的跨中撓度進(jìn)行瀝青混合料破壞彎拉應(yīng)變地計(jì)算，在低溫條件下，瀝青混合料的破壞彎拉應(yīng)變逐步增加，低溫柔韌性、抗裂性則越好。

（2）試驗(yàn)結(jié)果及分析。在溫拌與正常拌和條件，再生瀝青混合料的小梁彎曲試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

二、工程概況

某公路工程為一級(jí)公路，原路面結(jié)構(gòu)如圖1（1）所示，因工程通車時(shí)間長(zhǎng)，路面損壞嚴(yán)重，現(xiàn)需養(yǎng)護(hù)整修施工，決定選用溫拌瀝青再生施工工藝進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。試驗(yàn)段起止樁號(hào)為K0+000～K6+350，其路面結(jié)構(gòu)如圖1（2）所示。舊瀝青路面銑刨料摻量40%，選用表面活性型Evotherm溫拌劑用于施工。

三、溫拌再生瀝青路面施工技術(shù)要點(diǎn)

在公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中，溫拌再生技術(shù)具有非常廣泛的應(yīng)用。這一技術(shù)可使路面質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足車輛正常通行的需求。為此，必須在充分了解工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，掌握施工技術(shù)要點(diǎn)，只有這樣才能提高工程施工水平，才能保證工程質(zhì)量。

1、施工準(zhǔn)備

水泥穩(wěn)定碎石為溫拌再生瀝青基層，嚴(yán)格按照規(guī)范規(guī)定，合理確定其質(zhì)量。溫拌再生瀝青混合料鋪筑前，必須清理干凈基層表面，并進(jìn)行透層油均勻噴灑。

2、備料

為提高瀝青路面材料級(jí)配穩(wěn)定性，可根據(jù)粒徑實(shí)際情況，舊瀝青路面材料破碎后可進(jìn)行4檔篩分，如0～5、5～10、10～15及15～20mm。為合理控制舊瀝青路面材料含水量，減小加熱效率，降低對(duì)再生混合料性能的影響，需在料棚內(nèi)堆放篩分過(guò)的材料，防止雨水浸濕材料，避免影響材料含水率。

3、拌和

通過(guò)間歇式拌和設(shè)備進(jìn)行混合料拌和。將兩套冷料倉(cāng)、加熱系統(tǒng)加設(shè)到拌和設(shè)備，以便于配料、加熱施工。要求在拌和樓兩側(cè)設(shè)置冷料倉(cāng)，再生材料配料所選用冷料倉(cāng)為四個(gè)，新礦料配料所選用冷料倉(cāng)為五個(gè)。為便于摻加溫拌劑，需將溫拌劑自動(dòng)添加裝置安設(shè)到瀝青混合料拌和樓，開始噴灑瀝青后，溫拌劑噴入時(shí)間需延遲3s，噴入時(shí)間和噴灑瀝青時(shí)間基本一致。拌和時(shí)極易產(chǎn)生水汽，為防止礦料被水汽帶走，可選用礦粉后加法進(jìn)行處理。也就是說(shuō)在完成噴射溫拌劑作業(yè)之后，需進(jìn)行礦粉地適量摻加。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，需合理控制各個(gè)施工階段的溫度，具體如表2所示。

4、運(yùn)輸

選取噸位較大的運(yùn)輸車進(jìn)行混合料運(yùn)送，以40t作為單車運(yùn)輸量。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，47km為運(yùn)距長(zhǎng)度，在運(yùn)送混合料過(guò)程中，為延緩材料溫度降低速度，可采用一定保溫措施，如苫布等。

5、攤鋪及碾壓

以瀝青攤鋪機(jī)作為主要設(shè)備，按照現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行混合料攤鋪施工。完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓施工，應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。通過(guò)輪胎壓路機(jī)揉搓功能，可對(duì)集料位置、骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。碾壓施工時(shí)，所選用的機(jī)械配置組合如下：鋼輪壓路機(jī)（3臺(tái)）+輪胎壓路機(jī)（2臺(tái)）。在攤鋪機(jī)后即可進(jìn)行初壓施工，且合理控制初壓施工長(zhǎng)度。初壓遍數(shù)共4遍，其中靜壓、振壓各2遍。復(fù)壓則需進(jìn)行4遍施工即可，為消除輪跡，往往還需要2遍以上終壓，以此提高路面平整度，確保壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。

四、溫拌再生瀝青路面使用性能檢測(cè)

1、外觀質(zhì)量

完成溫拌再生瀝青路面施工后，瀝青路面表面具有良好平整性，離析現(xiàn)象不顯著，且接縫平整、順直，無(wú)不良質(zhì)量問(wèn)題。

2、芯樣性能

為充分掌握溫拌再生瀝青路面材料性能，在施工結(jié)束后，針對(duì)路面情況可做取芯測(cè)試。要求芯樣選用無(wú)損壞，具有完整性，同時(shí)上下面層緊密連接。

在檢測(cè)溫拌再生瀝青路面芯樣指標(biāo)時(shí)，可選用室內(nèi)試驗(yàn)法。本文僅對(duì)其厚度、壓實(shí)度等進(jìn)行分析。

（1）厚度。作為控制瀝青路面質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，路面厚度是否合理，對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、標(biāo)高等影響較大，為此，需檢測(cè)芯樣厚度，具體結(jié)果如表3所示。

（2）壓實(shí)度。在瀝青路面芯樣毛體積相對(duì)密度檢測(cè)時(shí)，往往選用表干法檢測(cè)。而芯樣烘散后瀝青混合料最大理論相對(duì)密度檢測(cè)，可選用真空法。通過(guò)檢測(cè)結(jié)果，可對(duì)芯樣壓實(shí)度進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，結(jié)果如表4所示。

由此可見，樁號(hào)相同，但芯樣位置不同時(shí)，相比路肩芯樣壓實(shí)度，路中芯樣較高。標(biāo)準(zhǔn)密度以最大理論相對(duì)密度為準(zhǔn)時(shí)，相比現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定值≥92%，溫拌溫拌再生瀝青路面壓實(shí)度與其要求相符。為此，在瀝青路面施工選用溫拌再生施工工藝，壓實(shí)度良好。即便是降低了施工溫度，但對(duì)瀝青混合料壓實(shí)度不會(huì)造成不良影響。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修過(guò)程中，溫拌再生技術(shù)具有非常重要的作用。這一技術(shù)的成功運(yùn)用，可以節(jié)約施工成本，加快施工進(jìn)度，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)公路事業(yè)的長(zhǎng)久健康發(fā)展。需要注意混合料路用性能、備料、碾壓等各個(gè)環(huán)節(jié)，保證每個(gè)步驟的合理性，在結(jié)合工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，對(duì)溫拌再生技術(shù)進(jìn)行必要的創(chuàng)新，使其在公路瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)中發(fā)揮更加積極的作用。

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