汪家勇

（安徽省交通投資集團(tuán)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230088）

0 引言

廠拌熱再生是將回收的瀝青路面材料與新瀝青、集料材料（必要時(shí)還包括再生劑）混合，在拌和廠集中生產(chǎn)再生熱拌瀝青混合料的過(guò)程[1]。這種再生方式的優(yōu)點(diǎn)主要在于：生產(chǎn)出的瀝青混合料的性能與新混合料相當(dāng)，廠拌熱再生瀝青混合料質(zhì)量較穩(wěn)定，質(zhì)量控制相對(duì)其他再生技術(shù)較容易，且廠拌熱再生技術(shù)較成熟，再生得到的瀝青混合料品質(zhì)優(yōu)良，是老路面瀝青混合料再生利用較合適、經(jīng)濟(jì)的再生方式。

合六葉高速姚李連接線自通車7年以來(lái)，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度衰退嚴(yán)重，路面橫、縱縫密集，并伴隨著網(wǎng)裂、沉陷、唧漿等病害。為了補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，改善路面使用性能，安徽交通集團(tuán)養(yǎng)護(hù)中心決定對(duì)姚李連接線進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處治。處治方案為：銑刨原路面至基層再加鋪路面結(jié)構(gòu)，即5cm AC—13（SBS改性瀝青）上面層+AC—20（SBS改性瀝青）廠拌熱再生瀝青混合料下面層+20cm水泥穩(wěn)定碎石補(bǔ)強(qiáng)。本文主要介紹廠拌熱再生混合料的配合比設(shè)計(jì)及質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)。

1 舊瀝青混合料性能評(píng)價(jià)

鑒于姚李連接線瀝青路面病害嚴(yán)重，該路段舊料不適合用于再生。本次廠拌熱再生回收料（RAP）采用合六葉高速公路下行線K758+100～K747+000行車道中面層AC—20銑刨的舊料。對(duì)銑刨回收的舊料進(jìn)行破碎、分堆存放，取有代表性的舊料進(jìn)行混合料性能評(píng)價(jià)。

1.1 舊瀝青混合料級(jí)配試驗(yàn)

路面集料顆粒在荷載作用下會(huì)隨使用年限的延長(zhǎng)而細(xì)化，表現(xiàn)為大顆粒變成小顆粒，小顆粒變成更細(xì)的顆粒。筆者為了研究集料級(jí)配的變化情況，用燃燒法對(duì)回收料進(jìn)行抽提和篩分，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 舊瀝青混合料級(jí)配及油石比試驗(yàn)結(jié)果

從舊料抽提篩分結(jié)果可以看出，與AC—20級(jí)配中值相比較，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期交通荷載的作用，舊料中13.2mm以上顆粒含量減少，13.2mm和9.5mm顆粒通過(guò)量顯著增加，舊料粗集料細(xì)化成細(xì)集料，再生混合料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)添加相對(duì)較粗的新骨料進(jìn)行調(diào)整。

1.2 舊瀝青性能檢測(cè)

用離心抽提法對(duì)RAP中的瀝青進(jìn)行回收試驗(yàn)，舊瀝青試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 舊瀝青試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

從表2可見(jiàn)，原路面上面層瀝青經(jīng)過(guò)多年路用老化后性能衰減程度較大，其針入度和延度降低程度也較大，但針入度滿足再生技術(shù)規(guī)范要求，因此，該回收料適合熱再生。為改善混合料性能，再生混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)宜加入一定量的新瀝青，以改善混合料性能。

2 再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

再生瀝青混合料，因用了一定數(shù)量的舊路面材料，而在混合料組成設(shè)計(jì)方法上有別于新瀝青混合料，但其工程設(shè)計(jì)思路與普通瀝青混合料基本一致。本文應(yīng)用馬歇爾試驗(yàn)方法對(duì)再生瀝青混合料進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。

2.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

本文以AC—20作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，不同組成礦料級(jí)配見(jiàn)表3。通過(guò)計(jì)算，各種礦料用料比例依次為：舊料 （RAP）∶（17～26.5）∶（10～17）∶（5～10）∶（3～5）∶（0～3）∶礦粉=20%∶22%∶17%∶11%∶5%∶23%∶2%。

表3 再生瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

再生瀝青混合料瀝青用量確定的方法與普通瀝青基本相同。首先，以經(jīng)驗(yàn)值3.0%（不包含回收材料中瀝青）為中值，按0.5%間隔依次制備2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%共5個(gè)瀝青用量的馬歇爾試件，然后進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，最終確定再生混合料的最佳油石比為3.1%。選用3.1%油石比時(shí)，再生混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果為：毛體積密度為2.427g/cm3、理論最大密度為2.533g/cm3、穩(wěn)定度為13.92kN、流值為34.0（0.1mm）、礦料間隙率為13.5%以及瀝青飽和度為69.2%。

最后對(duì)再生混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性驗(yàn)證：動(dòng)穩(wěn)定度為4337/mm，殘留穩(wěn)定度為98.5%，兩者均滿足規(guī)范要求，表明當(dāng)混合料油石比為3.1%時(shí)，再生瀝青混合料的高溫性能和水穩(wěn)性良好。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及驗(yàn)證

本文利用六安市交通實(shí)業(yè)有限公司改裝的間歇式瀝青拌和機(jī)進(jìn)行廠拌再生混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。試驗(yàn)時(shí)，按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的冷料比例上料、烘干、過(guò)篩，然后取樣篩分進(jìn)行配合比計(jì)算，篩分結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 再生瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)計(jì)算，各熱料倉(cāng)用量比例依次為：RAP料∶1#倉(cāng)（17～26.5）∶2#倉(cāng)（10～17）∶3#倉(cāng)（5～10）∶4#倉(cāng)（3～5）∶5#倉(cāng)（0～3）∶礦粉=20%∶16%∶25%∶10%∶5%∶22.5%∶1.5%。

以目標(biāo)配合比最佳油石比為基礎(chǔ)，左右浮動(dòng)0.3%成型馬歇爾試件，最后確定生產(chǎn)配合比最佳的油石比為3.4%，此時(shí)對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)計(jì)算為：毛體積密度為2.475g/cm3、理論最大密度為2.583g/cm3、穩(wěn)定度為13.76kN、流值為30.0（0.1mm）、空隙率為4.15%、礦料間隙率為13.25%以及瀝青飽和度68.5%。

以生產(chǎn)配合比及3.4%油石比進(jìn)行試拌試鋪，取樣進(jìn)行測(cè)試，瀝青用量、級(jí)配滿足規(guī)范要求，混合料各項(xiàng)性能指標(biāo)也滿足規(guī)范要求，表明生產(chǎn)配合比可行。

3 再生瀝青混合料質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

廠拌熱再生瀝青混合料由于加入了部分回收的舊料而使得混合料質(zhì)量控制有別于新瀝青混合料，再生過(guò)程中質(zhì)量控制主要有以下幾點(diǎn)。

3.1 舊回收料（RAP）質(zhì)量的控制

舊回收料RAP質(zhì)量的控制是廠拌熱再生技術(shù)的關(guān)鍵，為了減少RAP材料的變異性，可以從以下幾方面對(duì)舊料質(zhì)量進(jìn)行控制。

（1）路面銑刨前，根據(jù)舊路面瀝青含量、瀝青老化程度和集料級(jí)配情況預(yù)先確定銑刨段落，分段分車道進(jìn)行回收。由于部分路面進(jìn)行了修補(bǔ)、灌縫、罩面等養(yǎng)護(hù)處治措施，建議回收料不采用上面層舊料。

（2）根據(jù)舊路面設(shè)計(jì)資料、取芯樣確定路面銑刨厚度，確保不混入其他結(jié)構(gòu)層材料和雜物。銑刨過(guò)程中注意觀察銑刨料，控制銑刨機(jī)的銑刨速度在3～4m/min。

（3）舊路面瀝青混合料在車輛荷載及自然因素長(zhǎng)期作用下，混合料級(jí)配逐漸細(xì)化，表現(xiàn)為粗集料、細(xì)集料細(xì)化，因此，在混合料回收利用時(shí)，將RAP材料過(guò)2.36mm篩，除去小于2.36mm的顆粒。

（4）不同種類的回收料應(yīng)分堆存放、不得混雜；RAP料堆的高度不能太高，避免機(jī)械設(shè)備在料堆上停留或行走。

（5）回收瀝青路面材料的含水量不能過(guò)高，否則會(huì)造成回收瀝青路面材料（RAP）的加熱效率低，并可能影響混合料性能。舊料含水量不得超過(guò)3%。堆放回收料的場(chǎng)地應(yīng)有良好的防雨措施。

3.2 新瀝青標(biāo)號(hào)的選擇

回收的瀝青路面材料中，舊瀝青存在技術(shù)指標(biāo)偏低、老化現(xiàn)象嚴(yán)重的情況，瀝青針入度、延度降低，瀝青變硬、變脆。再生混合料設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)瀝青路面材料的性質(zhì)、摻配比例，參考《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41—2008）要求，選擇合適的新瀝青標(biāo)號(hào)及新瀝青用量。

3.3 拌和溫度的控制

再生混合料生產(chǎn)過(guò)程中，必須根據(jù)舊料摻配比例和舊瀝青老化程度，控制新、舊集料的加熱溫度。根據(jù)溫度拌和試驗(yàn)分析，舊混合料的溫度控制在80～100℃比較合適，這樣既可以使混合料得到加熱，又不會(huì)有較大的瀝青煙霧出現(xiàn)，同時(shí)也不會(huì)使瀝青老化。新集料的加熱溫度要比拌制普通瀝青混合料溫度高10℃左右。

4 結(jié)論

（1）合六葉高速舊料性能評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，隨著通車年限的增加，舊路面瀝青老化嚴(yán)重，舊集料性能也隨使用年限的增加而劣化?；旌狭显O(shè)計(jì)時(shí)，需要添加一定量的新瀝青及新集料，以滿足高等級(jí)路面性能的要求。

（2）廠拌熱再生時(shí)若對(duì)舊回收料（RAP）質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，選擇合適的新瀝青標(biāo)號(hào)和混合料拌和溫度，則生產(chǎn)出的再生瀝青混合料性能可較好地滿足瀝青路面的要求。

（3）廠拌熱再生技術(shù)由于利用了部分舊回收料而降低了養(yǎng)護(hù)維修的費(fèi)用，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，可以在今后的養(yǎng)護(hù)維修中推廣和利用。

[1]韓燕輝.瀝青廠拌熱再生技術(shù)應(yīng)用[J].工程與建設(shè)，2007（2）：182-183.

[2]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]JTG F41—2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[S].

[4]JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5]JTG D50—2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].