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據統計,在我國每年產生的廢舊瀝青路面材料達到數千萬噸,這個數字還在以每年約15%的速度增長,僅北京地區就每年產生廢舊瀝青路面材料100萬噸至150萬噸。為了貫徹建設“人文北京、科技北京、綠色北京”交通行動計劃,“在推進交通技術創新的總要求下,創新實現交通基礎設施低造價、高性能,促進節能環保材料的利用”的發展政策,北京在“十二五”時期完成了大量的乳化瀝青冷再生技術推廣應用工作,共鋪筑乳化瀝青冷再生混合料12.4萬噸。
乳化瀝青冷再生關鍵技術研究的落腳點即為實體工程鋪筑,工程應用的核心是通過質量控制及管理將前述研究成果順利地應用到工程中去,從而達到保證乳化瀝青冷再生層質量的目的。項目以理論指導實踐為原則,開展乳化瀝青冷再生產業化推廣及應用,再根據工程應用結果總結經驗并反饋室內設計研究,以實現理論指導實踐,實踐完善理論的良性循環,保證乳化瀝青冷再生技術得到大規模推廣應用。
在北京市的乳化瀝青冷再生技術推廣應用項目實施過程中,提出了RAP質量管理及控制要求;對乳化瀝青冷再生施工工藝進行總結研究,包括施工準備、運輸、攤鋪、碾壓、養生及開放交通。提出了三階段壓實度控制方法及指標,分別對乳化瀝青冷再生層施工結束、上覆層鋪筑之前及上覆層鋪筑之后的壓實度進行控制。提出了不同等級的公路及城市道路用乳化瀝青冷再生混合料技術要求,基于該技術要求和乳化劑優選及復配技術的研究成果,生產開發了不同應用條件的乳化瀝青及乳化瀝青冷再生混合料。經實體工程檢驗,項目所生產開發的乳化瀝青及乳化瀝青冷再生混合料具有良好的適用性。

表1 北京地區部分乳化瀝青冷再生工程統計

表2 乳化瀝青冷再生混合料配合比設計結果
項目建立了乳化瀝青生產線1條,乳化瀝青冷再生混合料生產線2條,實現乳化瀝青及混合料生產的自主化,并進行推廣應用,累計使用乳化瀝青冷再生混合料12.4萬噸,為北京市公路及城市道路養護維修做出巨大貢獻。從工程應用效果來看,含有乳化瀝青冷再生層的新建路面及大中修路面使用性能良好,路面平整密實,未發現裂縫,可在北京乃至全國進一步推廣普及乳化瀝青冷再生技術。

京沈高速公路輔路大修工程應用乳化瀝青冷再生施工

京沈高速公路輔路乳化瀝青冷再生大修工程通車
京沈高速公路輔路大修路段為五環至四環之間的左輔路和右輔路,各長7.2公里,其中大約3公里路段的道路面層使用了乳化瀝青冷再生技術。此次大修工程為乳化瀝青冷再生技術在城市道路大修工程中的首次應用。該技術使道路銑刨下來的舊料重復利用率達90%,同時縮短了封閉交通時間,攤鋪后即可放行。在大修工程中瀝青路面下面層采用廠拌冷再生技術,應用乳化瀝青冷再生技術的路段為四方橋至東馬各莊橋。
針對京沈高速公路輔路需快速開放交通的技術問題,此次大修乳化瀝青選用項目開發的RH-2型乳化瀝青。根據含有再生層的大中修道路路面結構優化結果,路面結構為:10厘米乳化瀝青冷再生混凝土+5厘米中粒式熱拌瀝青混凝土AC-16+4厘米細粒式橡膠瀝青混凝土ARAC-13,總計使用廠拌乳化瀝青冷再生混合料1.5萬噸,以實現原路面回收的瀝青路面材料再生利用,達到低碳經濟和節能減排的目的。
在對所送材料進行試驗檢驗之后,首先參照乳化瀝青冷再生要求確定了工程設計級配范圍,在礦料級配設計、土工擊實試驗、劈裂試驗等相關試驗的基礎上得到了最佳乳化瀝青用量,經過配合比設計檢驗,證明所設計的乳化瀝青冷再生混合料的各項技術指標均滿足規范要求。
通過目標配合比設計,確定了乳化瀝青冷再生混合料的礦料組成、乳化瀝青用量及施工控制密度。
試驗結果表明,所設計的乳化瀝青冷再生混合料均能滿足現行規范關于空隙率、劈裂試驗、馬歇爾穩定度試驗、凍融劈裂試驗的指標要求,從而保證了乳化瀝青冷再生混合料具有良好的路用性能。

表3 合成級配控制范圍

表4 白馬路東延試驗段乳化瀝青冷再生混合料配合比設計結果

表5 芯樣壓實度檢測結果

表6 白馬路東延新建工程目標乳化瀝青冷再生混合料配合比設計結果
2012年6月,北京市順義區白馬路東延工程乳化瀝青冷再生試驗路段順利完工,該試驗路段是北京市第一個大面積應用廠拌乳化瀝青冷再生混合料的新建道路工程。
2012年6月鋪筑的白馬路東延工程乳化瀝青冷再生試驗路段總長1.3公里。由于白馬路東延道路工程是北京現代汽車第三工廠配套建設項目,所以該試驗段是被設計為具有貨運功能的道路工程。為了確保此路能達到設計使用要求,同時增加拆除路面瀝青混凝土舊料的利用率,經相關部門與技術單位反復論證,最終決定該試驗路段路面下面層采用乳化瀝青冷再生混凝土。
針對白馬路東延工程運輸距離較長的技術問題,乳化瀝青選用該項目開發的RH-1型乳化瀝青。根據含有再生層的新建路面結構優化計算結果,選取路面結構為:10厘米乳化瀝青冷再生混凝土+4厘米細粒式熱再生瀝青混凝土AC-13,該試驗路段總長1.3公里的路面下面層全部使用乳化瀝青冷再生混合料,共計6800多噸。冷再生混合料中未添加新集料,實現了銑刨回收舊料的100%再生利用,極大提高了路面回收舊料的利用比例,充分發揮了舊料的利用價值。
該項目共計使用乳化瀝青200多噸,該試驗路段乳化瀝青冷再生混合料配比設計要求此次冷再生混合料全部采用銑刨回收舊料,除了添加1.5%的水泥作為填料,不添加任何新骨料,乳化瀝青含量為RAP料干重的3.5%。廠拌乳化瀝青冷再生技術采用常溫施工,較常規熱拌瀝青混合料施工具有巨大的環保優勢。

表7 合成級配控制范圍

表8 白馬路東延新建工程乳化瀝青合成級配控制范圍
首先,參照乳化瀝青冷再生要求確定了工程設計級配范圍,在礦料級配設計、劈裂強度及馬歇爾試驗等相關試驗的基礎上得到了最佳乳化瀝青用量,經過配合比設計檢驗,證明所設計的乳化瀝青冷再生混合料的各項技術指標均滿足規范的要求。
施工結束后,自然養生一周,再進行取芯檢測,各路段均取出完整芯樣,達到了鋪筑上面層的要求。
2013年6月,白馬路東延新建工程正式啟動,路線全長13.095公里,其中順義境內10.975公里,終點段位于平谷境內2.12公里。按一級公路標準設計,設計時速為80公里,路基寬度為30米和24.5米,雙向四車道,加硬路肩。
道路在下穿大秦鐵路段為便于非機動車道及小型車通行,主路兩側設置輔路,按三級公路標準設計,設計時速為40公里,路面寬度為6米,單向一車道加非機動車道,外側設置2米人行步道,橋下凈空3.75米。全線共設有冉家河橋、金雞河橋、丈子溝橋、東一干渠橋,以及無名河橋5座橋梁。白馬路新建工程使用乳化瀝青冷再生混合料7000多噸,80%使用廢舊瀝青路面材料。

表9 乳化瀝青冷再生混合料配合比設計結果

表10 合成級配控制范圍
北京市平谷區是全國生態示范區,華西路是一條旅游、觀光車輛的快速通道,主線工程起點位于平谷區小峪子村西側,緊鄰密三路與胡熊路交叉口,終點位于西峪水庫前,與平關路相交,道路全長8.58公里。道路設計等級為二級公路,設計時速為60公里。道路橫斷面采用一幅路形式,路面寬9米。
平谷華西路是長壽命瀝青路面工程的一部分,主要發揮乳化瀝青冷再生混合料的柔性作用,改善路面受力狀態,延緩反射裂縫。根據長壽命瀝青路面結構計算分析結果,路面結構為:加強土基+15厘米乳化瀝青冷再生混凝土層+10厘米ATB-25(50#瀝青)+8厘米AC-20(高模量)+5厘米SBS改性瀝青AC-13。針對平谷華西路工程運輸距離較長的技術問題,此次大修工程乳化瀝青選用RH-1型乳化瀝青,乳化瀝青冷再生混合料用量9000噸,其中礦料60%為廢舊瀝青路面材料,40%為廢石,以實現原路面回收的瀝青路面材料再生利用,達到低碳經濟和節能減排的目的。
在平谷華西路工程中,為了充分利用現場銑刨的廢舊瀝青路面材料,設計采用乳化瀝青冷再生混合料。在對所送材料進行試驗檢驗之后,首先參照乳化瀝青冷再生要求確定了工程設計級配范圍,在礦料級配設計、土工擊實試驗、劈裂試驗等相關試驗的基礎上得到了最佳乳化瀝青用量,經過配合比設計檢驗,證明所設計的乳化瀝青冷再生混合料的各項技術指標均滿足規范的要求。
通過目標配合比設計,確定了乳化瀝青冷再生混合料的礦料組成、乳化瀝青用量及施工控制密度。試驗結果表明,所設計的乳化瀝青冷再生混合料均能滿足現行規范關于空隙率、劈裂試驗、馬歇爾穩定度試驗、凍融劈裂試驗指標要求,從而保證了乳化瀝青冷再生混合料具有良好的路用性能。