厂拌热再生沥青混合料施工技术研究
冯义虎
(云南云岭高速公路养护绿化工程有限公司
摘要:本文主要结合昆玉高速公路路面大修(一期工程的施工过程,对厂拌热再生沥青混合料的施工从原材料的选择及性能分析、配合比设计方法、施工现场控制方面作一个简单的叙述,以供参考。
关键词:厂拌热再生;沥青混合料;施工技术
沥青混合料的热再生技术,是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌合成满足一定路用性能的混合料,将其重新铺筑在路面上的技术,可以用来进行公路沥青面层和柔性基层的养护和维护。
再生技术的正确利用,可以节约公路养护维修资金,减少能源与材料的消耗,减少废旧混合料对生态环境的污染。
一.工程概况
昆玉高速公路属于国家高速公路(G8511的联络线,起于昆明市官渡区鸣泉村互通式立交、终点位于玉溪高仓,路线全长约86.3公里。
1997年11月正式开工建设,1999年4月建成通车,为全封闭、全立交、双向六车道高速公路,设计行车速度100公里/小时。
自2006年开始,由于交通量的日益增加以及超负荷运行,路基、路面有不同程度的损坏,部分路面出现块裂、坑槽、唧浆、车辙、泛油、拥包等病害。
大大降低了道路的使用功能,影响了行车的舒适性和安全性。
基于此,路面修补亟待解决,在路面修补工程中,厂拌热再生沥青混合料的施工技术占据核心位置,需要引起我们的重视。
二.厂拌热再生沥青混合料简介
2.1沥青再生技术的定义
沥青再生技术是指对不能满足使用要求的沥青路面废料通过各种措施进行处理后重新利用的技术,包括对旧沥青路面进行铣刨、破碎、筛分,再和新集料、胶结料(如:新沥青、再生剂(必要时重新混合,形成具有预期路用性能的混合料,并重新铺筑成路面的各种结构层(包括面层和基层。
废旧沥青混合料的再生利用一般有两种途径:一种是采用再生添加剂恢复沥
青的技术性能;另一种是采用新沥青与废旧沥青掺配,以恢复沥青的技术指标
2.2沥青再生技术的意义
沥青再生技术通过重复利用沥青混合料(主要为砂石料和沥青材料达到节约资源和保护生态环境的目的,是公路建设可持续发展战略的重要组成部分,具有重大的现实意义。
2.3厂拌热再生沥青混合料
其优势在于:技术成熟,技术难度小,适用范围广,质量控制容易,应用最广,RAP可转移使用。
缺点是:厂拌热再生RAP掺配比例相对较低(最成熟的是不超过20%,通常不超过30%,对RAP要求相对较高。
可用于各等级道路的沥青路面新建或者养护,尤其适用于沥青中下面层。
三.原材料的选择及性能分析
3.1沥青的性能分析
本次施工使用的沥青是广东茂名东海牌70#A级道路石油沥青,沥青试验结果见表1
表1.沥青试验结果
Table 1 test results of asphalt
从上表中可看出,该沥青针入度、软化点、延度等各项指标均符合设计和规范要求,可用于厂拌热再生沥青混合料的施工。
3.2所用集料分析
本工程集料采用昆阳里仁石料厂生产的石料,玉溪市荣滇建材有限公司生产的矿粉、RAP采用昆玉高速公路旧沥青路面回收料.
粗集料压碎值、洛杉机磨耗损失值、吸水率、坚固性、针片状颗粒含量、软
石含量等各项指标均符合规范要求后,可用于厂拌热再生混合料的施工。
细集料表观相对密度、坚固性、含泥量、砂当量等各项指标均符合规范要求后,可用于厂拌热再生混合料的施工。
3.3矿粉分析
矿粉分析的详细结果见表2,由表可以得出结论:矿粉视密度、含水量、粒度范围、亲水系数等各项指标均符合规范要求,可用于厂拌热再生混合料的施工。
表2 厂拌热再生用矿粉试验结果
Table 2 hot in plant recycling mineral test results
3.4RAP 旧沥青料的分析
首先,在正式施工前采用铣刨机在原路面上按每分钟4、5、6、7、8米的速度进行铣刨,根据《公路工程集料试验规程》【11】(JTGE42-2005的要求,分别取样进行筛分,结果如图1,结果显示按每分钟4米的速度进行铣刨的旧集料级配最佳。
于是开工后我们就按每分钟4米的速度进行铣刨,收取旧集料。
31.5
26.519.09.5
4.752.360.60.0750
10
20
30
40
50607080
90
100
筛孔尺寸(mm质量通过百分率(%级配上限级配下限
4m/min
5m/min
6m/min 设计级配7m/min 8m/min 图1.旧沥青混合料不同速度的筛分曲线
figure 1 Sieving curve of old asphalt mixture of different speed
从表3中可看出,RAP中的旧沥青老化严重,针人度小、软化点高、粘度大; 15℃延度损失很大,距离新沥青规范要求很远,说明沥青的低温性能很差。
RAP中沥青老化程度对再生沥青混合料路用性能影响最显著,其次为沥青含量,最次为矿料级配。
表3.厂拌热再生用RAP试验结果
Table 3 Using the RAP test results of hot mix plant regeneration 根据再生混合料的最大公称粒径合理选择筛孔尺寸,将处理后的RAP筛分成不少于二档材料。
通常是分为0~10mm、10mm-32mm二档料。
大于32mm的进行再次破碎筛分处理,经预处理的RAP用装载机等将其转运到堆料场均匀堆放,转运和堆放过程中应避免RAP 的离析。
四、厂拌热再生沥青混合料配合比设计
4.1目标配合比设计
本工程厂拌热再生沥青混合料的施工有二种类型即AC-25C及AC-20C两种,在此仅以AC-20C为例,进行目标配合比设计。
(1取各种集料进行筛分并合成级配。
经过以上步骤对各种原材料性能进行分析后,分别取样进行筛分,筛分结果如表4所示.
表4.各原料取样筛选结果
Table 4 the raw material sampling screening results
(2试验级配评价。
参照以往中面层厂拌热再生AC-20C目标配合比的设计
情况(油石比3.3%及工程的实际使用状况,拟采用3.3%的油石比,双面各击实75次成型三组马歇尔试件。
三个级配马歇尔试验结果汇总如表5所示。
表5.三个级配马歇尔试验结果
Table 5 the three gradation results of Marshall test
(3不同沥青用量马歇尔稳定度试验。
以预估再生沥青用量(3.3%为中值。
根据确定的矿料级配组成,采用五种不同的油石比,制备马歇尔试件。
成型试件时,RAP预热温度为110 ℃,预热2h,新集料加热温度为180 ℃,加热4h;混合料拌和温度为165℃,击实温度为155℃,双面各击实75次。
进行马歇尔稳定度试验,试验结果如表6
表6.AC-20C型沥青混合料马歇尔试验结果
Table 6.AC-20C asphalt mixture Marshall test results
(4最佳石油比确定。
对成型的马歇尔试件,测定沥青混合料的稳定度、流值、空隙率、密度、沥青饱和度、矿料间隙率,并得出它们与沥青含量之间的关系。
然后,采用通过马歇尔试验确定最佳沥青用量的方法(即当稳定度达到最大、密度达到最大和流值为中值时的沥青含量的平均值来确定最佳沥青用量。
4.2 生产配合比设计重复以上步骤，到拌和站取样进行生产配合比的设计。
设计生产配合比为： 2#:3#:4#:RAP:矿粉=46%:10%:22%:20%:2%（其中 2#、3#、4#料为里仁石场生产的机轧碎石。
RAP 旧料为两档 10～30mm 掺 10%、0～10mm 掺10%）。
最佳油石比下沥青混合料的性能检验如下：车辙试验动稳定度试验结果为 7587 次/mm，大于 6000 次/mm。
水稳定性检验浸水马歇尔试验残留稳定度：88.8% 。
抗低温性能检验。
采用-10℃的实验温度，50mm/min 的加载速率，对再生沥青混合料的低温抗拉性能进行评价。
实验结果为：2357μ ε 。
五.现场施工控制厂拌热再生沥青混合料拌和，要注意目测检查混合的均匀性，及时分析异常现象；厂拌热再生沥青混合料运输要接料先放货箱前部，再放货箱后部，最后进行中部覆盖；厂拌热再生沥青混合料摊铺过程中运料车卸料及摊铺速度要一致，避免料子溢出料斗，摊铺停顿，影响平整度；沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。
结论：对于厂拌热再生沥青混合料施工技术的研究，首先要遵循料厂是第一车间、实验是基础、设备是保障、压实度是重点的原则，然后以路面压实度为龙头，控制碾压速度为重点，最后抓死碾压遍数，搞好摊铺和碾压的组合，全面提高厂拌沥青再生路面的内在质量。
参考文献： [1]王峻. 厂拌热再生沥青混合料在面层应用的研究[D].大连理工大学,2013. [2]高艳娥. 厂拌热再生沥青混合料设计研究[D].长安大学,2008. [3]任拴哲. 沥青路面厂拌热再生及其设备关键技术研究[D].长安大学,2008.。