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摘要：我國高速公路瀝青路面維修和改建過程中，冷再生技術(shù)是一種非常適用且經(jīng)濟(jì)的手段。但多年的實(shí)踐表明，瀝青廢料的變異性、再生混合料的拌和等問題常常影響冷再生路面的施工質(zhì)量。本文從瀝青路面泡沫冷再生的原材料、配合比設(shè)計(jì)、再生料拌和、攤鋪、碾壓工藝及過程檢驗(yàn)等方面，探討泡沫冷再生施工質(zhì)量控制技術(shù)，希望能為以后類似施工做一些借鑒。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；RAP；泡沫瀝青；冷再生；施工質(zhì)量控制

 

瀝青路面經(jīng)過一定年限的使用，受交通應(yīng)力、循環(huán)應(yīng)力等的影響，以及瀝青老化和冰凍、高溫、紫外線的反復(fù)交替作用，出現(xiàn)諸如網(wǎng)裂、沉陷、車轍、擁包等各種病害并逐步擴(kuò)展，嚴(yán)重影響行車的安全性和舒適性，需要對(duì)其進(jìn)行翻修，以恢復(fù)其使用性能。我國在90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已進(jìn)入大、中修期，大量的路面需要維修，在翻修改建過程中將產(chǎn)生大量的廢料。為了節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、合理利用路用資源、盡可能減少廢舊瀝青混合料的堆放場(chǎng)地和降低路面工程造價(jià)，在瀝青路面專項(xiàng)工程修補(bǔ)和大修時(shí)，應(yīng)充分考慮廢舊瀝青混合料的再生問題。

冷再生無論從環(huán)保還是社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益來講，都有熱再生無法具備的優(yōu)點(diǎn)。目前瀝青路面冷再生技術(shù)包括廠拌冷再生和現(xiàn)場(chǎng)冷再生，主要應(yīng)用瀝青混凝土面層或部分基層材料，再生材料形成的結(jié)構(gòu)層可以作為高等級(jí)公路的基層、底基層或低等級(jí)公路的面層(加鋪霧狀封層)。廠拌冷再生是將舊瀝青混凝土材料銑刨后，運(yùn)送至固定場(chǎng)所，按情況破碎后，通過固定設(shè)備加入泡沫瀝青，根據(jù)要求添加新料后拌合，形成新的瀝青混合料，運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)攤鋪，碾壓，養(yǎng)護(hù)成型后，成為路面結(jié)構(gòu)中某一層次的整套工藝。本文結(jié)合廣東地區(qū)廠拌冷再生的情況，從原材料、再生料拌和、攤鋪、碾壓工藝及過程檢驗(yàn)等方面進(jìn)行總結(jié)，研究瀝青路面泡沫冷再生施工質(zhì)量控制技術(shù)。

 

瀝青路面泡沫冷再生原材料主要包括回收瀝青路面材料（RAP），瀝青，水泥，集料。不同的回收瀝青路面材料應(yīng)分別堆放，不得混雜，根據(jù)銑刨機(jī)械和速率確定銑刨方式，減少材料變異，回收瀝青路面材料（RAP）存放時(shí)不得混入基層廢料，混凝土廢料，土等雜物?；厥蘸鬄r青路面材料（RAP）最大粒徑不大于再生瀝青混合料最大公稱粒徑，不應(yīng)有超粒徑顆粒，經(jīng)過處理的回收瀝青路面材料在堆放和轉(zhuǎn)運(yùn)過程中應(yīng)避免離析，并避免長(zhǎng)時(shí)間堆放，料包中的回收瀝青材料應(yīng)該及時(shí)使用。

使用時(shí)回收瀝青路面材料(RAP)應(yīng)從一端開始在全高范圍內(nèi)鏟料，經(jīng)過處理的回收瀝青路面材料(RAP)應(yīng)按表1的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。表2、表3、表4分別是舊瀝青路面銑刨料、粗集料以及石屑篩分的試驗(yàn)結(jié)果。

 

試驗(yàn)項(xiàng)目	單位	試驗(yàn)結(jié)果	規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)	試驗(yàn)依據(jù)
舊瀝青路面銑刨料的含水量	%	1.03	實(shí)測(cè)	《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41-2008)附錄A
舊瀝青路面銑刨料的瀝青含量	%	6.95	實(shí)測(cè)
舊瀝青路面銑刨料的粗集料壓碎值	%	14.2	實(shí)測(cè)	抽提，《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E42-2005)

試驗(yàn)項(xiàng)目	單位	試驗(yàn)結(jié)果	規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)	試驗(yàn)依據(jù)
0～5mm石屑的含水率	%	0.40	實(shí)測(cè)	T0332-2005

 

 

 

 

 

 

再生混合料使用的道路石油瀝青以及制作泡沫瀝青使用的道路石油瀝青技術(shù)要求應(yīng)符合現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40--2004)的規(guī)定，不得采用改性瀝青，對(duì)首批進(jìn)廠合格的瀝青，應(yīng)對(duì)其取樣進(jìn)行組分試驗(yàn)分析，以便確定最佳發(fā)泡溫度和最佳發(fā)泡用水量，基質(zhì)瀝青應(yīng)存放在130℃-160℃的儲(chǔ)存罐中，應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間存放，存放時(shí)間超過15天的瀝青在使用前應(yīng)該重新檢驗(yàn)，不符合要求的不得使用。水泥作為再生結(jié)合料或者活性添加劑使用時(shí)，初凝時(shí)間應(yīng)該在3小時(shí)以上，終凝時(shí)間應(yīng)該在6小時(shí)以上，不應(yīng)使用快硬早強(qiáng)水泥，水泥作為填料時(shí)，其質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)滿足現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求，水泥在進(jìn)廠過程中每批次或者每500噸檢測(cè)兩次，各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求。

水泥試驗(yàn)結(jié)果見表5。

試驗(yàn)項(xiàng)目	單位	試驗(yàn)結(jié)果	規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)	試驗(yàn)依據(jù)
含水量	%	0.05	≯1	T0332-2005
粒度范圍＜0.6mm ＜0.15mm ＜0.075mm	%	100 100 99.5	100 90～100 75～100	T0351-2000

 

集料的質(zhì)量應(yīng)滿足現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求，當(dāng)單一規(guī)格的集料某項(xiàng)指標(biāo)不合格，但不同粒徑規(guī)格的材料按照級(jí)配組成的集料混合料指標(biāo)能符合規(guī)范要求時(shí)，允許使用，由于泡沫瀝青依賴細(xì)料得以分散，因此泡沫瀝青冷再生混合料性能對(duì)礦料級(jí)配中的0.075mm的通過率比較敏感，故要求合成后的混合料級(jí)配要有充足的細(xì)料。

 

表6和圖1～4是瀝青發(fā)泡特性試驗(yàn)結(jié)果，由此最終確定本項(xiàng)目泰普克70＃道路石油瀝青的最佳發(fā)泡條件為：發(fā)泡溫度：160℃；發(fā)泡用水量：3.0%。

發(fā)泡用水量	發(fā)泡溫度
	160℃		170℃
	膨脹率（倍）	半衰期（秒）	膨脹率（倍）	半衰期（秒）
2.0	8	15	7	12
2.5	10	14	8	11
3.0	12	13	10	9
3.5	15	11	13	8

圖1 160℃泡沫瀝青用水量與膨脹率關(guān)系圖   圖2 160℃泡沫瀝青用水量與半衰期關(guān)系圖

 

 

由于本項(xiàng)目?jī)H施工464m泡沫瀝青冷再生試驗(yàn)段，拌和設(shè)備僅一臺(tái)維特根公司生產(chǎn)的專用拌合設(shè)備。

 

根據(jù)泡沫瀝青的最佳發(fā)泡溫度確定瀝青儲(chǔ)料罐的加熱溫度，利用泡沫瀝青的最佳用水量對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行發(fā)泡，拌合時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)室的篩分結(jié)果和摻配比例進(jìn)行拌合，并微調(diào)各自轉(zhuǎn)速，使混合料級(jí)配符合設(shè)計(jì)要求，在開工之前要確保瀝青儲(chǔ)料罐的瀝青溫度達(dá)到泡沫瀝青最佳發(fā)泡溫度，以免影響發(fā)泡效果，保證施工的正常進(jìn)行。本工程中瀝青的最佳發(fā)泡溫度和最佳發(fā)泡用水量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，拌合時(shí)間應(yīng)適宜，拌合后的瀝青冷再生混合料應(yīng)均勻一致，無結(jié)團(tuán)或者成塊現(xiàn)象，從這次試驗(yàn)路情況看，一臺(tái)廠拌設(shè)備滿足不了大面積的施工要求，按正常攤鋪計(jì)算，則需要相同型號(hào)廠拌設(shè)備4臺(tái)以上。

 

（1）混合料的運(yùn)輸，應(yīng)該采用自卸汽車運(yùn)輸，車廂應(yīng)清潔干凈，不得有積水和雜物，裝料時(shí)應(yīng)分多次裝料，避免離析，裝車后應(yīng)盡快運(yùn)輸?shù)綌備伂F(xiàn)場(chǎng)。溫度較高，日照嚴(yán)重或者風(fēng)力較大時(shí)應(yīng)采用帆布對(duì)混合料進(jìn)行覆蓋，防止水分過多和污染。

（2）混合料的攤鋪，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的混合料的級(jí)配，施工機(jī)械和施工工藝確定攤鋪系數(shù)，攤鋪過程中隨時(shí)檢查攤鋪厚度及路拱，橫坡，并按混合料總量與攤鋪面積檢驗(yàn)平均厚度，不符合要求時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)攤鋪情況及時(shí)調(diào)整。攤鋪機(jī)必須緩慢、均勻連續(xù)不斷的攤鋪，如出現(xiàn)影響供料則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整作業(yè)速度，以維持不間斷作業(yè)，不得隨意變換速度或中途停頓，攤鋪速度應(yīng)控制在2~4m/min范圍之內(nèi)。攤鋪面應(yīng)采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)，一前一后保證六一致，（即速度一致、攤鋪厚度一致、攤鋪系數(shù)一致、路拱拱度一致、攤鋪平整度一致、振動(dòng)頻率一致。）兩機(jī)攤鋪接縫平整，應(yīng)有10-20cm左右寬度搭接，前后機(jī)10-20m作業(yè)。嚴(yán)格控制攤鋪層厚度和高程，保證路拱橫坡度滿足設(shè)計(jì)要求，調(diào)整好傳感器臂與導(dǎo)向控制線的關(guān)系。攤鋪機(jī)的螺旋布料器應(yīng)有三分之二埋入混合料中，在攤鋪中要注意離析、波浪裂縫等不良情況，及時(shí)找明原因及時(shí)消除。

 

（3）混合料的碾壓應(yīng)根據(jù)再生層的厚度，壓實(shí)度等配備足夠數(shù)量、噸位的鋼輪壓路機(jī)，軟輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)，在混合料最佳含水率情況下進(jìn)行碾壓，保證壓實(shí)后的再生層符合壓實(shí)度和平整度的要求。此次試驗(yàn)路的碾壓工藝：

第一階段，雙鋼輪前進(jìn)靜壓→后退開振碾壓→振碾2-3遍，原則上先輕后重，順序從路邊向路中依次碾壓，碾壓速度控制在1.5-3km/h,，保證錯(cuò)軸寬度，不漏壓。

 

第二階段，單鋼輪壓路機(jī)碾壓，碾壓速度控制在2-4km/h范圍內(nèi)，弱振2遍后強(qiáng)振2遍。

第三階段，輪胎壓路機(jī)搓揉碾壓4-5遍，速度控制在2-4km/h內(nèi)，最后鋼輪壓路機(jī)終壓。

碾壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)再生層表面干燥時(shí)應(yīng)灑少量水，灑水量控制在表面濕潤(rùn)即可，第一施工段完成后即可對(duì)冷再生層進(jìn)行壓實(shí)度和平整度檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)壓實(shí)度不合格時(shí)通知壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)壓，補(bǔ)壓后再檢測(cè)壓實(shí)度，使其符合要求。

 

 

本文結(jié)合464米試驗(yàn)段的施工，總結(jié)出泡沫瀝青廠拌冷再生施工中質(zhì)量控制的一些技術(shù)，包括原材料的質(zhì)量控制，冷再生混合料的拌合，運(yùn)輸、攤鋪和碾壓工藝及注意事項(xiàng)，通過相關(guān)試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，所測(cè)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。由于泡沫瀝青冷再生在廣東尚屬較新的施工技術(shù)，還有很多問題需要進(jìn)一步研究解決，如泡沫瀝青冷再生在對(duì)回收瀝青銑刨速率與厚度的關(guān)系確定報(bào)導(dǎo)、配合比設(shè)計(jì)、新瀝青標(biāo)號(hào)的使用等問題上都需要大家深入的研究，才能更好的為生產(chǎn)服務(wù)。