回收瀝青路面材料（RAP）在微表處中的應用研究

馬瑞鋒 王景亮 周士光 武奎

（1 天水陸橋交通工程有限公司，甘肅 天水 741000；2 西安好友公路養護工程有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

截止2017年年末全國公路總里程477.35萬公里，比上年末增加7.82萬公里。實現了由“初步連通”向“覆蓋成網”的重大跨越。經過大規模的公路建設，我國公路的通車里程已基本滿足經濟發展的需求，公路交通發展的主要任務已從建路時代過度到養護時代，公路養護已成為公路交通發展“繁重而緊迫”的任務。

近年來，國家非常重視環境保護，關停了許多不達標的采石場，造成石料的供不應求。瀝青路面的大量養護，又產生大量的銑刨料。所以廢舊銑刨料的回收利用已經成了公路養護行業重要的研究方向。

目前在公路養護工藝中，微表處罩面技術主要是用于建立和恢復道路表面功能，在高速公路路面養護工程中，微表處可以提高路面的防水、抗滑、耐磨、耐久、防止路面的老化與松散，從而有效地延長路面的使用壽命。施工速度較快，攤鋪1～3h后，即可開放交通。近年來，微表處在高速公路瀝青路面的預防性養護上已得到了廣泛應用；并且微表處的實際應用中，銑刨料已經開始部分替代微表處混合料[1]。

本文主要闡述在天水G30高速上MS-3型微表處養護施工中，摻入廢舊銑刨料的再生配比設計及應用。

1 廢舊銑刨料微表處施工原材料

1.1 瀝青路面銑刨料

銑刨料主要來源于天水市政道路的原瀝青路面面層（AC-16），銑刨料經破碎、篩分，并分堆存放，本次MS-3型微表處施工中，選用0～5mm的銑刨料。從料倉中取出銑刨料，做抽提試驗，測得銑刨料中瀝青含量為5.0%；抽提后的瀝青各項指標滿足規范要求，不需要添加再生劑。篩分原銑刨料和抽提后的銑刨料，測得銑刨料的表觀級配和實際級配，見表1。

1.2 新集料

新集料采用武山縣產玄武巖，該礦料潔凈無雜質、堅固耐磨，選用集料分為0～3mm、3～5mm、5～10mm三種規格。此種石料均符合微表處用石料標準。

表1 0～5mm銑刨料的表觀級配和實際級配通過率

表2 新集料的篩分結果

1.3 復合改性乳化瀝青

本項目使用SK90#瀝青生產復合改性乳化瀝青，復合改性乳化瀝青的軟化點較高，能提高到60℃以上，具體檢測數據見表3，試驗方法參照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[3]。

表3 改性乳化瀝青性能檢測結果

1.4 其他材料

水泥、水等技術指標需要符合《微表處和稀漿封層技術指南》的要求即可。

2 配合比設計

2.1 混合料級配設計

銑刨料中的瀝青含量為5.0%，在廢舊銑刨料微表處施工中，為了解更多銑刨料在微表處中起到的作用，做了銑刨料的摻入量0、10%、30%、50%的相關試驗，按照微表處混合料級配要求范圍內，得出表4中各集料配合比。

表4 銑刨料不同摻入比例的混合料組成

水泥能提高瀝青與集料的粘附力，改善微表處混合料的粘聚力，水泥的摻入量一般在0%～3%之間，水泥用量過多過少都會對混合料有影響[5]，本文選擇水泥外摻入量為2%。

2.2 拌和試驗

在表4的級配下，外加水泥2%，不考慮銑刨料瀝青的情況下，油石比統一按6.0%，做拌和試驗，以微表處適宜稠度用水量和大于120s拌合時間綜合考慮作為微表處混合料的用水量[2]，檢測結果見表5。

表5 銑刨料不同摻入量的拌和時間

從表5中得出，銑刨料的摻入，能減少外加水用量，從拌和漿狀上看，摻入銑刨料，混合料拌和漿狀更好，不易出現油料分離的現象。從乳化瀝青破乳機理中也可以得出[4]，石料與乳化瀝青接觸的比表面積越大，越容易破乳，而銑刨料中瀝青包裹石料，降低了石料與乳化瀝青的接觸面積，從而摻入銑刨料，能夠降低乳化瀝青的破乳速度。

2.3 復合改性乳化瀝青用量

在微表處施工中，乳化瀝青用量的多少直接影響微表處施工成本。如果能將廢舊銑刨料中瀝青再生利用，將能降低乳化瀝青的使用比例，進而節約施工成本。

按表4級配比例下，進行1h濕輪磨耗和負荷輪碾壓粘砂試驗。從圖1、圖2、圖3、圖4可以得出，隨著銑刨料摻入比例增加，微表處混合料的瀝青用量逐漸減少。

圖1 不摻銑刨料混合料瀝青用量

圖2 摻入10%銑刨料混合料瀝青用量

圖3 摻入30%銑刨料混合料瀝青用量

圖4 摻入50%銑刨料混合料瀝青用量

2.4 混合料性能檢測

本次廢舊銑刨料微表處試驗段選用摻入比例50%，混合料瀝青用量范圍從圖4得出，可選范圍在5.5%～6.0%，取中間值5.75%，得出復合改性瀝青用量為9.1%。混合料配合比銑刨料0～5mm∶新料0～3mm∶新料5～10mm∶水泥∶改性乳化瀝青∶外加水=50∶20∶30∶2∶9.1∶6.0。在此比例下，混合料級配檢測結果見圖5，混合料性能檢測見表6，混合料各項技術指標均符合公路瀝青路面施工技術規范的要求[3]。

圖5 混合料的通過率

從圖5中可以看出，摻入銑刨料后，當保證實際級配接近微表處要求中值時，表觀級配各檔的通過率略大，甚至已經超過了微表處要求的下限。

表6 混合料試驗指標檢測

3 廢舊銑刨料微表處的實際應用

3.1 施工前調查與準備

G30 連霍高速在天水境內，雙向四車道，全封閉，設計時速120km/h。該路段出現貧油，橫（縱）裂紋，輕微網裂，如果不及時處治，隨著行車碾壓，路面將很快形成坑槽，嚴重影響高速公路的正常行車。經專家現場察看，選SK1530+100～SK1531+550行車道，攤鋪面積5220m2，作為廢舊銑刨料微表處工程的試驗路段。

3.2 廢舊銑刨料微表處施工

廢舊料銑刨料微表處施工過程注意事項如下：

1）施工前，首先按上述施工配合比進行調試稀漿封層車，并對路面清掃、吹風、縱橫裂紋進行灌縫處理，并按施工安全規范擺放標志牌、錐形筒。

2）稀漿封層車及攤鋪槽就位，開啟物料總控開關拌制稀漿混合料，當攤鋪槽內稀漿混合料多于1/2體積后，攤鋪機起步開始攤鋪。攤鋪過程中保持車速勻速，走直線。

3）攤鋪過程中隨時檢測厚度并觀察“飽滿度”效果，以使微表處厚度與混合礦料顆粒組成達到最佳的匹配效果。

4）如有“劃痕、大石料”等問題，及時人工處理，保證攤鋪面外觀效果一致。攤鋪完后，提起攤鋪槽，清理多余混合料。

3.3 路面養生和路用性能檢測

攤鋪結束后，封閉交通2～3h，路面達到一定強度后開放交通。然后經過正常通車碾壓，跟蹤觀察路面使用情況，并檢測路面性能指標[3]。

表7 廢舊銑刨料微表處路面性能檢測

從表7可以看出，銑刨料微表處的路用性能均符合技術要求，并且路面也沒有出現泛油的情況，說明廢舊銑刨料和復合改性乳化瀝青在微表處施工中，應用效果較好。

4 結語

隨著我國道路養護行業快速發展，瀝青路面銑刨料在多種施工工藝中都開始摻入使用，這樣既能減少環境污染，又能節約施工成本，廢舊銑刨料微表處為銑刨料提供了新的應用領域。本文通過對銑刨料在微表處中的應用及配合比設計研究，得出以下研究結論：

1）微表處混合料摻入銑刨料能夠降低瀝青用量，節約施工成本；

2）摻入銑刨料能夠有效延長混合料拌和時間，調整拌和漿狀；

3）根據以往廢舊料再生微表處的施工經驗，“飽滿度”概念的提出和應用，能在很大程度上提高微表處攤鋪質量并有效增加微表處的使用壽命。

4）由于廢舊銑刨料含有的瀝青與外加復合改性乳化瀝青共同作用形成了高油石比瀝青混凝土結構，對微表處的壽命延長起到了很好的作用。

5）復合改性乳化瀝青的軟化點提高到60℃以上，增加了高溫穩定性，避免了泛油現象的出現。

通過本試驗段施工為大面積應用積累了經驗，因為廢舊銑刨料種類較多，情況較復雜，致使廢舊銑刨料微表處技術仍然需要深入探索研究，并鋪筑更多的試驗路，以便此項技術能夠更廣泛應用。