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)前要面對和急需解決的問題，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，再生混合料鋪筑的面層平整密實(shí)，無松散、輪跡、油包、擁包、車轍等病害，路面的高溫穩(wěn)定性等性能完全滿足行車要求。

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堆放在拌和場硬化且遮陽防雨的料倉內(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廢舊油皮檢測分析

對廢舊油皮分別檢測了油石比和級(jí)配等指標(biāo)。經(jīng)檢測，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)配能夠滿足AC-16級(jí)配要求。

1.2新?lián)脚湓牧显囼?yàn)檢測

1.2.1碎石

采用張掖市山丹縣東樂料場生產(chǎn)的10～15mm、5～10mm碎石。經(jīng)試驗(yàn)檢測，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料場生產(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料場生產(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)，毛體積相對密度為2.382，最大理論相對密度為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)，毛體積相對密度為2.385，最大理論相對密度為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

對摻配方案一和二的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對比分析，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

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，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有按銑刨路段分類堆放、料堆過高等原因，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，殘留瀝青含量過高，瀝青拌合樓熱料倉供料不均衡。

（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、無花白、無粗細(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

經(jīng)現(xiàn)場取樣檢測，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，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

（1）碾壓成型的面層外觀平整密實(shí)，無輪跡、油包、擁包、車轍等病害，完全滿足道路行車要求，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)對比，基本沒有差別。

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道的回收料離散性比較小，銑刨時(shí)應(yīng)逐段落、逐車道進(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3m，鏟料從料堆的一端開始在全高度范圍內(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周圍環(huán)境的污染，減少了砂、石、瀝青等路面材料開采對自然環(huán)境的破壞，有效降低了養(yǎng)護(hù)成本。