朱小銀

中交二公局第三工程有限公司

1 工程概況

某高速公路改擴建工程，主線長64.012km，采用廠拌乳化瀝青冷再生結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)組成包含：SBS改性瀝青瑪踢脂碎石SMA-13上面層（4cm）+中粒式改性瀝青混凝土AC-20中面層（6cm）+粗粒式瀝青混凝土AC-25下面層（8cm）+水泥穩(wěn)定碎石基層（36cm）。

2 乳化瀝青水穩(wěn)拌和站改裝技術

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

乳化瀝青拌和站是現(xiàn)代公路工程改擴建施工中較為關鍵的設備，在科學技術日益發(fā)展的背景下，該類拌和站顯現(xiàn)出自動化、高效化等多重特征。現(xiàn)階段，我國廠拌乳化瀝青設備的可選形式較為豐富，總體可分為兩類，即專用廠拌冷再生設備和水穩(wěn)拌和站改裝設備，具體又含多類細分的類型。

專用廠拌冷再生設備主要有三類：移動式、可搬移式和固定式，各自的性能特點以及適用場景有所不同。其中雙臥軸強制連續(xù)式攪拌設備頗具代表性，其結(jié)構(gòu)組成合理，占地空間較小，可根據(jù)需求靈活調(diào)整作業(yè)點位，在乳化瀝青混合料生產(chǎn)中具有可行性。

水穩(wěn)拌和站改裝設備則是一種融入新型技術手段的形式，其以原拌和機拌和和儲料設備為基礎，根據(jù)工程施工需求，增設礦粉罐、噴灑系統(tǒng)等，由此豐富既有設備的功能，提高其運行水平，在生產(chǎn)廠拌乳化瀝青混合料方面具有突出的應用優(yōu)勢[1]。

改擴建是公路長時間使用后需開展的一項工作，其需要得到廠拌設備的支持，在面對多樣化的廠拌設備時，應當綜合對比分析銑刨作業(yè)量、施工質(zhì)量及進度要求等方面，選擇合適的廠拌設備，以便高效施工。此外，對于施工條件復雜或是存在其他要求時，可以對水穩(wěn)拌和站采取改裝措施，提高其生產(chǎn)水平。

2.2 水穩(wěn)拌和站改裝的基本要求

（1）供料系統(tǒng)。冷料倉需有破拱裝置，可將其布設在出料錐口處。受裝載機傾斜荷載的影響，加之RAP集料的自重作用，易影響混合料的整體品質(zhì)，例如級配偏離設計要求。對于此問題，可對集料傳送皮帶加以改造，即利用變頻器予以控制，實現(xiàn)對皮帶運行狀態(tài)的有效調(diào)控，并適配數(shù)字顯示功能，使各料倉的流量均處于高度可控的狀態(tài)[2]。

（2）水計量系統(tǒng)。適配蓄水池（或儲水罐），根據(jù)拌和站的產(chǎn)量合理控制該裝置的出水量。按照產(chǎn)量400t/h、混合料液體含量6.5%考慮，此生產(chǎn)條件下的供水量需≥15m3/h。在進水量控制方面，依托于玻璃轉(zhuǎn)子流量計而實現(xiàn)，要求該裝置的精度≤1%，并盡可能減小控制誤差。

（3）乳化瀝青計量系統(tǒng)。適配質(zhì)量流量計，根據(jù)乳化瀝青管路的結(jié)構(gòu)特點，增設三通接口，精度需＜0.5%，保證材料用量控制的準確性。

（4）粉料系統(tǒng)。采取的是礦粉和水泥罐單獨計量的方案，要求計量精度≤1%，保證各部分計量的準確性。

（5）拌和系統(tǒng)。以雙拌缸為宜，在原拌和站設備的基礎上增添長度超3m的拌缸；優(yōu)化該處皮帶末端刮料板的運行方式，以可調(diào)式為宜，以便根據(jù)需求及時緊固，此舉的優(yōu)勢在于可有效控制皮帶上的乳化瀝青，避免其被拋出至外部。

2.3 乳化瀝青水穩(wěn)拌和站的改裝技術要點

（1）乳化瀝青設備的安裝。合理適配乳化瀝青存儲罐，要求其容量達到50t左右；結(jié)構(gòu)方面，采取增加噴灑管至第一級拌缸的方式，并根據(jù)噴灑管路的運行特點，在其周邊適配輔助裝置，包含水蒸氣加溫設施和乳化瀝青質(zhì)量計兩類[3]。

（2）粉料系統(tǒng)。在原粉料系統(tǒng)的基礎上增添一個礦粉罐，容量50t~100t；適配減量稱，利用該裝置精準計量粉料，在螺旋輸送機的聯(lián)動之下，將經(jīng)過計量的材料全部轉(zhuǎn)至拌缸內(nèi)，以便進入后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（3）操作系統(tǒng)。在原系統(tǒng)的基礎上增設與之相協(xié)調(diào)的操作系統(tǒng)，此部分的作用在于生產(chǎn)乳化瀝青和水穩(wěn)料，與原系統(tǒng)保持協(xié)同運行的狀態(tài)，兩者間不產(chǎn)生干擾。

2.4 乳化瀝青計量系統(tǒng)的校正

冷再生混合料生產(chǎn)作業(yè)以及性能的干擾因素較多，其中乳化瀝青、水的用量為關鍵的因素，為減少此類影響，在正常生產(chǎn)前需針對計量系統(tǒng)做好標定工作，保證其具有較高的精度，以便精準控制用量。以乳化瀝青為例，較為適宜的是采用質(zhì)量流量計加以控制的方法，其標定情況如表1所示。操作室工作人員根據(jù)工程施工要求設定合適的輸送量，依托于線性回歸方程開展精度校正操作。

表1 乳化瀝青流量計標定

2.5 改裝的主要問題及處理

經(jīng)水穩(wěn)拌和站改裝處理后，全新設備的生產(chǎn)性能易受到單檔骨料的影響，其中又以大粒徑的RAP篩分料最為明顯。針對此問題，需按照前述所提方法適配破拱裝置，并加強日常巡視以及人工控制。

此外，乳化瀝青與骨料黏結(jié)效果欠佳，若在高產(chǎn)量的生產(chǎn)模式下，二級皮帶在運行時易打滑。對此，需組織試生產(chǎn)，根據(jù)水穩(wěn)拌和站的實際運行特性調(diào)整產(chǎn)能。具體落實至本項目中，選用的是改裝WCQ800型拌和站，其在正常工況下的產(chǎn)能可達到450t/h~550t/h，能夠滿足公路改擴建對于乳化瀝青水穩(wěn)混合料的用量需求。

3 乳化瀝青冷再生技術

3.1 技術概述

經(jīng)增壓、剪切、研磨處理后，熱瀝青轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蟹稚ⅰ⒓毿顟B(tài)的顆粒，其比表面積有增加的變化特點，加之乳化劑與添加劑的綜合應用，可以較為有效地克服水與瀝青間所形成的界面張力，產(chǎn)生的乳液具有更強的穩(wěn)定性，更有利于提高材料的工程性能。乳化瀝青的粒子類型主要含三類：

（1）陽離子。根據(jù)濕潤動集料的材料特性可知，其表面有負電荷，該部分與陽離子結(jié)合，在兩者吸引之下，將發(fā)生瀝青快速黏附至集料表面的情況，早期強度有提高的變化趨勢。

（2）陰離子。乳化瀝青表面帶負電荷，在混合料反應過程中，若乳液中的水分蒸發(fā)進程結(jié)束，則該部分將裹覆至骨料上。

（3）非離子?；咎攸c在于穩(wěn)定性較強，即便處于酸堿性環(huán)境中，其依然也可以維持穩(wěn)定。但需注意，其與石料的結(jié)合效果較差，破乳效率偏低。

在本高速公路改擴建項目中，乳化瀝青采用陽離子。

3.2 乳化瀝青設備的選擇

以膠體磨類較為合適，適配的皂液罐數(shù)量以2個以上為宜，可輪流摻配，有利于提高生產(chǎn)效率，同時在某皂液罐出現(xiàn)故障后其他裝置可正常運行，不會對正常生產(chǎn)造成過大的影響。在本項目中，則選用的是JM-18型膠體磨，適配3個皂液罐，底部利用管道連接。

3.3 乳化劑

3.3.1 乳化劑的選擇

現(xiàn)階段，季胺鹽類是應用范圍較廣、應用頻率較高的乳化劑陽離子，但不同生產(chǎn)場景的需求不盡相同，需要根據(jù)實際情況做合理的選擇。面對琳瑯滿目的乳化劑，在選擇時需以保證質(zhì)量為前提，在此基礎上盡可能減少成本投入，達到集約化生產(chǎn)的效果。實際生產(chǎn)中，若因工程需要或是某些原因而更換乳化劑時，則需再次組織配合比設計與驗證工作，確保更換后的乳化劑類型及用量均具有合理性。

3.3.2 乳化劑瀝青生產(chǎn)工藝

關于乳化瀝青皂液摻配原理，如圖1所示。

圖1 乳化瀝青皂液摻配原理

（1）皂液摻配。以水、乳化劑、穩(wěn)定性等為基礎材料，按照配比選用適量的原材料加以配制，形成均勻性較好的混合液。

（2）溫度的控制。乳液對溫度較為敏感，考慮到乳液的均質(zhì)性要求并為了在最大限度上降低水的表面張力，在生產(chǎn)期間需加強對溫度的控制，以較高的溫度狀態(tài)為宜。但需避免溫度過高的情況，否則在高溫環(huán)境中分子運動速度明顯加快，乳化瀝青的破乳時間異?？s短，這樣反而會對混合料的拌和造成不良影響，出現(xiàn)混合料質(zhì)量下降的情況。

在本工程中，溫度控制的關鍵要點有：皂液溫度55℃~75℃；瀝青加熱溫度120℃~140℃；乳化瀝青成品溫度≤85℃。生產(chǎn)過程中，加強對溫度的監(jiān)測，將實測結(jié)果與許可的溫度控制區(qū)間加以對比，判斷溫度的合理性，以便根據(jù)實際情況做靈活的調(diào)控，使各階段、各類材料的溫度均合理。

（3）油水比的控制。熱瀝青和皂液分別對應特定的泵裝置，對泵的電機轉(zhuǎn)速加以調(diào)整，通過此方式控制兩類材料的比例。綜合考慮設計方案中對于乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量所提出的要求以及設備供應廠家的推薦轉(zhuǎn)速，據(jù)此作合理的控制。此外，需組織蒸發(fā)殘留物試驗，通過此途徑進一步校正，保證用量的合理性。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高速公路工程領域，乳化瀝青和水泥均是重要的再生劑，通過應用此類材料可在無須加熱的條件下實現(xiàn)對舊瀝青混合料的再生處理，充分發(fā)揮出舊材料的利用價值，兼顧公路改擴建的質(zhì)量要求和效益要求。而乳化瀝青水穩(wěn)拌和站為關鍵的裝置，在文章中則對其改裝技術以及在實際生產(chǎn)中的具體要點展開探討，以期為類似工程提供參考與借鑒。