趙文娟

關(guān)鍵詞：廢舊油皮;廠拌熱再生;配合比設(shè)計(jì);施工配合比;調(diào)整

中圖分類(lèi)號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

張掖公路事業(yè)發(fā)展中心管養(yǎng)著張掖境內(nèi)29條公路共計(jì)949.18km的道路，隨著交通量日益增大，特別是重型、超載車(chē)輛大幅度增加，導(dǎo)致原有路面病害日益嚴(yán)重，路面養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)量增大，產(chǎn)生了大量的廢舊油皮。廢舊油皮無(wú)處堆放且易造成環(huán)境污染，如何將廢舊油皮再生循環(huán)利用是我們當(dāng)前要面對(duì)和急需解決的問(wèn)題，也是當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的一項(xiàng)重要研究課題。2021年，我中心首次在S301線K233-K235段下面層鋪筑中采用了廠拌熱再生瀝青混合料技術(shù)，廢舊油皮實(shí)現(xiàn)了再生循環(huán)利用。經(jīng)跟蹤觀測(cè)，再生混合料鋪筑的面層平整密實(shí)，無(wú)松散、輪跡、油包、擁包、車(chē)轍等病害，路面的高溫穩(wěn)定性等性能完全滿(mǎn)足行車(chē)要求。

1AC-16再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

1.1廢舊油皮調(diào)查分析

1.1.1廢舊油皮回收堆放

S301線K233-K235段面層鋪筑擬擇優(yōu)利用G30高速公路SK2215-SK2225段和G312線K2775-K2776段路面廢舊油皮，回收的廢舊油皮按路線不同分類(lèi)堆放在拌和場(chǎng)硬化且遮陽(yáng)防雨的料倉(cāng)內(nèi)，避免混入泥土等雜物和受日曬雨淋繼續(xù)老化。

1.1.2廢舊油皮預(yù)處理

該項(xiàng)目擬采用AC-16混合料鋪筑，配合比設(shè)計(jì)前對(duì)舊料進(jìn)行加熱，使結(jié)團(tuán)、結(jié)塊的混合料處于松散狀態(tài)，剔除了粒徑大于19mm的集料。

1.1.3廢舊油皮檢測(cè)分析

對(duì)廢舊油皮分別檢測(cè)了油石比和級(jí)配等指標(biāo)。經(jīng)檢測(cè)，廢舊油皮混合料油石比達(dá)4.5%～5.0%，殘留瀝青含量較高。廢舊料中的骨料粒徑有破損，但壓碎值符合要求。從篩分試驗(yàn)結(jié)果分析，9.5、13.2mm粗集料偏多，級(jí)配不符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中AC-16級(jí)配要求。經(jīng)綜合分析，廢舊油皮混合料經(jīng)摻加新集料、填料后，級(jí)配能夠滿(mǎn)足AC-16級(jí)配要求。

1.2新?lián)脚湓牧显囼?yàn)檢測(cè)

1.2.1碎石

采用張掖市山丹縣東樂(lè)料場(chǎng)生產(chǎn)的10～15mm、5～10mm碎石。經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)，壓碎值、單粒徑級(jí)配均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

1.2.2瀝青

采用中海油70號(hào)道路石油瀝青。針入度、軟化點(diǎn)、延度三大指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

1.2.3機(jī)制砂

采用張掖市山丹縣東樂(lè)料場(chǎng)生產(chǎn)的0～3mm機(jī)制砂，級(jí)配、砂當(dāng)量均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

1.2.4礦粉

采用張掖市山丹縣東樂(lè)料場(chǎng)生產(chǎn)的石灰石礦粉。

1.2.5再生劑

采用由寧夏泰天成新材料科技有限公司的瀝青增粘改性劑。

1.3礦料合成級(jí)配確定

1.3.1礦料合成級(jí)配設(shè)計(jì)

根據(jù)S301線路面技術(shù)狀況，下面層擬鋪筑4cm厚AC-16瀝青混凝土，借鑒省內(nèi)外廢舊油皮再生利用成功經(jīng)驗(yàn)及回收的廢舊油皮混合料級(jí)配、廠拌熱再生拌合樓實(shí)際生產(chǎn)能力，初步確定了兩個(gè)摻配方案：

（1）摻配方案一：采用G312線K2775-K2776段廢舊油皮，按照舊料摻配30%，10～15mm碎石摻配23%，5～10mm碎石摻配32%，0～3mm機(jī)制砂摻配12%，礦粉摻配3%比例的合成礦料級(jí)配。

（2）摻配方案二：采用G30高速公路SK2215-SK2225段廢舊油皮，按照舊料摻配30%，10～15mm碎石摻配22%，5～10mm碎石摻配30%，0～3mm機(jī)制砂摻配14%，礦粉摻配4%比例的合成礦料級(jí)配。

1.3.2設(shè)計(jì)配合比確定

（1）級(jí)配驗(yàn)證

按照2個(gè)摻配方案分別對(duì)混合料進(jìn)行試驗(yàn)分析，經(jīng)試驗(yàn)后礦料級(jí)配范圍均在AC-16上、下限范圍內(nèi)，但摻配方案一和二的合成曲線不夠圓滑，關(guān)鍵控制篩孔2.36mm、4.75mm集料偏多。

（2）馬歇爾試驗(yàn)驗(yàn)證

依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》，分別采用油石比3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%制件，檢測(cè)試件的密度、空隙率、穩(wěn)定度、流值、飽和度等指標(biāo)，如圖1、2所示。

摻配方案一：當(dāng)配合比油石比為4.7%時(shí)，毛體積相對(duì)密度為2.382，最大理論相對(duì)密度為2.474，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最佳。油石比為4.7%時(shí)，舊料油石比為1.4%，新加混合料油石比為3.3%（瀝青增粘改性劑按照新加瀝青的8%內(nèi)摻）。

摻配方案二：當(dāng)配合比油石比為4.6%時(shí)，毛體積相對(duì)密度為2.385，最大理論相對(duì)密度為2.478，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最佳。油石比為4.6%時(shí)，廢舊油皮油石比為1.5%，新加混合料油石比為3.1%（瀝青增粘改性劑按照新加瀝青的8%內(nèi)摻）。

1.3.3設(shè)計(jì)配合比確定

對(duì)摻配方案一和二的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，兩個(gè)方案均可進(jìn)行試拌，但考慮到方案二采用的G30高速公路廢舊料銑刨量大、離散性小，瀝青含量高且穩(wěn)定性較好，擬采用方案二進(jìn)行試拌試鋪。

2施工配合比調(diào)整

2.1試拌再生瀝青混合料級(jí)配檢測(cè)

按照設(shè)計(jì)配合比經(jīng)廠拌熱再生拌和產(chǎn)生的再生混合料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，合成級(jí)配不符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中AC-16級(jí)配范圍要求，其中13.2mm和9.5mm篩孔集料偏多，混合料有粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，油石比為5.0%，局部有油包，混合料有小的結(jié)團(tuán)，需對(duì)設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行調(diào)整。

2.2原因分析

（1）廢舊油皮儲(chǔ)備不規(guī)范。由于回收的廢舊油皮沒(méi)有按銑刨路段分類(lèi)堆放、料堆過(guò)高等原因，導(dǎo)致集料離析，級(jí)配和油石比差異性較大。

（2）廢舊油皮預(yù)處理不徹底，仍有部分粒徑超過(guò)19mm的骨料未剔除，影響混合料級(jí)配、油石比等指標(biāo)。

（3）舊料內(nèi)瀝青品質(zhì)不穩(wěn)定，殘留瀝青含量過(guò)高，瀝青拌合樓熱料倉(cāng)供料不均衡。

（4）拌和溫度控制不當(dāng)。舊料在拌和機(jī)內(nèi)加熱時(shí)間過(guò)短，導(dǎo)致集料加熱不均勻，舊料仍有結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。

2.3配合比調(diào)整

2.3.1級(jí)配調(diào)整

回收的舊料進(jìn)行預(yù)處理，剔除粒徑超過(guò)19mm的骨料，適當(dāng)增加5～10mm碎石用量。

2.3.2瀝青用量調(diào)整

按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求，油石比控制在設(shè)計(jì)油石比的±3%即可，該項(xiàng)目施工配合比按照下限進(jìn)行控制。

2.3.3拌和溫度調(diào)整

根據(jù)廢舊料實(shí)際情況，如混合料存在較多、較大結(jié)團(tuán)、結(jié)塊，應(yīng)當(dāng)增加舊料在拌和機(jī)內(nèi)的加熱時(shí)間且嚴(yán)格控制加熱溫度，該項(xiàng)目舊料拌和時(shí)間從2min調(diào)整為3min。

2.3.4施工配合比確定

調(diào)整后經(jīng)試拌，再生瀝青混合料均勻、無(wú)花白、無(wú)粗細(xì)料分離和結(jié)團(tuán)成塊現(xiàn)象，混合料各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。最后確定施工配合比為：廢舊油皮摻配30%，10～15mm碎石摻配22%，5～10mm碎石摻配35%，0～3mm機(jī)制砂摻配10%，礦粉摻配3%。油石比為4.5%時(shí)，其中廢舊油皮油石比為1.5%，新加混合料油石比為3.0%（瀝青增粘改性劑按照新加瀝青的8%內(nèi)摻）。

2.4試驗(yàn)路驗(yàn)證

2.4.1試驗(yàn)檢測(cè)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)，再生瀝青混合料級(jí)配、油石比，密實(shí)度、空隙率等各項(xiàng)指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。經(jīng)鉆芯觀測(cè)，芯樣密實(shí)完整，壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

2.4.2跟蹤觀測(cè)

（1）碾壓成型的面層外觀平整密實(shí)，無(wú)輪跡、油包、擁包、車(chē)轍等病害，完全滿(mǎn)足道路行車(chē)要求，可以大量拌和生產(chǎn)用于面層鋪筑。

（2）S301線K233-K235段再生混合料下面層經(jīng)夏季高溫、冬季低溫運(yùn)行，路面穩(wěn)定性好，使用性能優(yōu)良，與相鄰重鋪路段現(xiàn)狀及檢查數(shù)據(jù)對(duì)比，基本沒(méi)有差別。

2.5廢舊油皮控制

2.5.1廢舊油皮銑刨

考慮到同一段落同一車(chē)道的回收料離散性比較小，銑刨時(shí)應(yīng)逐段落、逐車(chē)道進(jìn)行，相同的段落銑刨機(jī)保持基本相同的行走速度和銑刨深度，使銑刨機(jī)對(duì)舊料中骨料的破壞程度基本相同。

2.5.2廢舊油皮保持潔凈

路面銑刨前和銑刨過(guò)程中要加強(qiáng)清掃工作，確保舊料干凈。舊料存儲(chǔ)時(shí)盡量避免混入基層廢料、液體、油、土等雜物。

2.5.3廢舊油皮應(yīng)“即銑刨即使用”，避免長(zhǎng)期存放造成結(jié)團(tuán)和離析

廢舊油皮使用前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理、要翻拌均勻，設(shè)計(jì)配合比使用的廢舊油皮盡量與施工用料一致。舊料料堆高度不宜超過(guò)3m，鏟料從料堆的一端開(kāi)始在全高度范圍內(nèi)鏟料，以保證用料均勻。

3結(jié)論

S301線K233-K235段采用4cm厚AC-16廢舊油皮廠拌熱再生瀝青混合料鋪筑的面層有效解決了原路面坑槽、裂縫、沉陷等病害，路面綜合使用性能得到了大幅度提高。廢舊油皮再生混合料既解決了路面廢舊材料循環(huán)利用難題，又有效地避免了廢舊油皮存放困難和對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，減少了砂、石、瀝青等路面材料開(kāi)采對(duì)自然環(huán)境的破壞，有效降低了養(yǎng)護(hù)成本。