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(yǎng)護(hù)工程有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

截止2017年年末全國(guó)公路總里程477.35萬公里，比上年末增加7.82萬公里。實(shí)現(xiàn)了由“初步連通”向“覆蓋成網(wǎng)”的重大跨越。經(jīng)過大規(guī)模的公路建設(shè)，我國(guó)公路的通車?yán)锍桃鸦緷M足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，公路交通發(fā)展的主要任務(wù)已從建路時(shí)代過度到養(yǎng)護(hù)時(shí)代，公路養(yǎng)護(hù)已成為公路交通發(fā)展“繁重而緊迫”的任務(wù)。

近年來，國(guó)家非常重視環(huán)境保護(hù)，關(guān)停了許多不達(dá)標(biāo)的采石場(chǎng)，造成石料的供不應(yīng)求。瀝青路面的大量養(yǎng)護(hù)，又產(chǎn)生大量的銑刨料。所以廢舊銑刨料的回收利用已經(jīng)成了公路養(yǎng)護(hù)行業(yè)重要的研究方向。

目前在公路養(yǎng)護(hù)工藝中，微表處罩面技術(shù)主要是用于建立和恢復(fù)道路表面功能，在高速公路路面養(yǎng)護(hù)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(zhǎng)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(yù)防性養(yǎng)護(hù)上已得到了廣泛應(yīng)用；并且微表處的實(shí)際應(yīng)用中，銑刨料已經(jīng)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(yǎng)護(hù)施工中，摻入廢舊銑刨料的再生配比設(shè)計(jì)及應(yīng)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(jīng)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(yàn)，測(cè)得銑刨料中瀝青含量為5.0%；抽提后的瀝青各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)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(cè)得銑刨料的表觀級(jí)配和實(shí)際級(jí)配，見表1。

1.2 新集料

新集料采用武山縣產(chǎn)玄武巖，該礦料潔凈無雜質(zhì)、堅(jiān)固耐磨，選用集料分為0～3mm、3～5mm、5～10mm三種規(guī)格。此種石料均符合微表處用石料標(biāo)準(zhǔn)。

表1 0～5mm銑刨料的表觀級(jí)配和實(shí)際級(jí)配通過率

表2 新集料的篩分結(jié)果

1.3 復(fù)合改性乳化瀝青

本項(xiàng)目使用SK90#瀝青生產(chǎn)復(fù)合改性乳化瀝青，復(fù)合改性乳化瀝青的軟化點(diǎn)較高，能提高到60℃以上，具體檢測(cè)數(shù)據(jù)見表3，試驗(yàn)方法參照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[3]。

表3 改性乳化瀝青性能檢測(cè)結(jié)果

1.4 其他材料

水泥、水等技術(shù)指標(biāo)需要符合《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》的要求即可。

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

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(guān)試驗(yàn)，按照微表處混合料級(jí)配要求范圍內(nèi)，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(huì)對(duì)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(yàn)

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

表5 銑刨料不同摻入量的拌和時(shí)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(xiàn)油料分離的現(xiàn)象。從乳化瀝青破乳機(jī)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(fù)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(jìn)而節(jié)約施工成本。

按表4級(jí)配比例下，進(jìn)行1h濕輪磨耗和負(fù)荷輪碾壓粘砂試驗(yàn)。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(cè)

本次廢舊銑刨料微表處試驗(yàn)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(fù)合改性瀝青用量為9.1%?；旌狭吓浜媳茹娕倭?～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(jí)配檢測(cè)結(jié)果見圖5，混合料性能檢測(cè)見表6，混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)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(dāng)保證實(shí)際級(jí)配接近微表處要求中值時(shí)，表觀級(jí)配各檔的通過率略大，甚至已經(jīng)超過了微表處要求的下限。

表6 混合料試驗(yàn)指標(biāo)檢測(cè)

3 廢舊銑刨料微表處的實(shí)際應(yīng)用

3.1 施工前調(diào)查與準(zhǔn)備

G30 連霍高速在天水境內(nèi)，雙向四車道，全封閉，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h。該路段出現(xiàn)貧油，橫（縱）裂紋，輕微網(wǎng)裂，如果不及時(shí)處治，隨著行車碾壓，路面將很快形成坑槽，嚴(yán)重影響高速公路的正常行車。經(jīng)專家現(xiàn)場(chǎng)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(yàn)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(xiàng)如下：

1）施工前，首先按上述施工配合比進(jìn)行調(diào)試稀漿封層車，并對(duì)路面清掃、吹風(fēng)、縱橫裂紋進(jìn)行灌縫處理，并按施工安全規(guī)范擺放標(biāo)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(guān)拌制稀漿混合料，當(dāng)攤鋪槽內(nèi)稀漿混合料多于1/2體積后，攤鋪機(jī)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(shí)檢測(cè)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(dá)到最佳的匹配效果。

4）如有“劃痕、大石料”等問題，及時(shí)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(yǎng)生和路用性能檢測(cè)

攤鋪結(jié)束后，封閉交通2～3h，路面達(dá)到一定強(qiáng)度后開放交通。然后經(jīng)過正常通車碾壓，跟蹤觀察路面使用情況，并檢測(cè)路面性能指標(biāo)[3]。

表7 廢舊銑刨料微表處路面性能檢測(cè)

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

4 結(jié)語

隨著我國(guó)道路養(yǎng)護(hù)行業(yè)快速發(fā)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(huán)境污染，又能節(jié)約施工成本，廢舊銑刨料微表處為銑刨料提供了新的應(yīng)用領(lǐng)域。本文通過對(duì)銑刨料在微表處中的應(yīng)用及配合比設(shè)計(jì)研究，得出以下研究結(jié)論：

1）微表處混合料摻入銑刨料能夠降低瀝青用量，節(jié)約施工成本；

2）摻入銑刨料能夠有效延長(zhǎng)混合料拌和時(shí)間，調(diào)整拌和漿狀；

3）根據(jù)以往廢舊料再生微表處的施工經(jīng)驗(yàn)，“飽滿度”概念的提出和應(yīng)用，能在很大程度上提高微表處攤鋪質(zhì)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(fù)合改性乳化瀝青共同作用形成了高油石比瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)微表處的壽命延長(zhǎng)起到了很好的作用。

5）復(fù)合改性乳化瀝青的軟化點(diǎn)提高到60℃以上，增加了高溫穩(wěn)定性，避免了泛油現(xiàn)象的出現(xiàn)。

通過本試驗(yàn)段施工為大面積應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)閺U舊銑刨料種類較多，情況較復(fù)雜，致使廢舊銑刨料微表處技術(shù)仍然需要深入探索研究，并鋪筑更多的試驗(yàn)路，以便此項(xiàng)技術(shù)能夠更廣泛應(yīng)用。