梁勝超

[摘要]溫拌再生技術(shù)既可以降低瀝青路面拌和溫度，減少有害氣體揮發(fā)，從而減少施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境和人員的傷害，又可以有效利用道路翻修維護(hù)帶來(lái)的大量廢舊瀝青混合料，緩解環(huán)境壓力。通過(guò)將溫拌再生技術(shù)和市政道路設(shè)計(jì)理念及施工有機(jī)的結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。結(jié)合工程實(shí)例對(duì)溫拌再生技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究，結(jié)果表明，溫拌再生混合料的路用性能滿足規(guī)范要求，其安全性和規(guī)范性有可靠的保障。

[關(guān)鍵詞]市政道路； 溫拌再生； 瀝青路面

[中國(guó)分類號(hào)]U416.26? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B

0引言

在市政道路設(shè)計(jì)中，道路的設(shè)計(jì)質(zhì)量關(guān)系著居民的出行效率和出行安全，在市政道路設(shè)計(jì)中融入了綠色環(huán)保、安全舒適的理念，可使市政道路設(shè)計(jì)為道路長(zhǎng)期使用提供更好的保障，為城市發(fā)展提供有力的支撐。我國(guó)近年來(lái)的通車總里程和養(yǎng)護(hù)總里程不斷攀升［1］，隨之而來(lái)的便是大量亟待處理的路面廢舊材料。與此同時(shí)，瀝青路面的熱拌施工會(huì)揮發(fā)出大量的有毒有害氣體，進(jìn)而會(huì)對(duì)施工人員及環(huán)境造成危害，而溫拌再生技術(shù)正是解決這一系列問(wèn)題的有效手段。

溫拌再生技術(shù)主要分為3類：通過(guò)添加降粘劑，降低拌和時(shí)混合料粘度從而降低拌和溫度的有機(jī)降粘類；通過(guò)將水注入高溫瀝青，提升瀝青比表面積，從而形成泡沫瀝青；通過(guò)改變膠結(jié)料的表面活性，從而使混合料更容易攤鋪的表面活性類［2］。溫拌再生技術(shù)大大緩解了廢舊瀝青混合料利用問(wèn)題，將溫拌再生技術(shù)與市政道路設(shè)計(jì)相結(jié)合有利于推進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，符合“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念。

1溫拌再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與難點(diǎn)

1.1溫拌再生技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

1.1.1節(jié)能減排，綠色環(huán)保

瀝青內(nèi)部含有復(fù)雜的化學(xué)成分，其中碳、氫、氧元素所組成的大分子聚合物和硫等化學(xué)物質(zhì)在道路施工過(guò)程中受到高溫作用會(huì)發(fā)生裂解［3］，揮發(fā)大量有毒有害的瀝青煙，對(duì)環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)人員造成損害，在不影響路面性能的前提下，使用溫拌再生技術(shù)可以降低瀝青混合料的拌合溫度，從而減少瀝青煙的排放。相比于傳統(tǒng)的熱再生技術(shù)，溫拌再生技術(shù)不僅可以利用廢舊瀝青混合料進(jìn)行再生，同時(shí)研究表明［4］溫拌再生技術(shù)能耗更低，攤鋪完成后的路面性能與原有路面幾乎一致，將溫拌再生技術(shù)運(yùn)用于市政道路設(shè)計(jì)中，符合我國(guó)我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

1.1.2提高施工和易性

溫拌再生瀝青混合料施工和易性較好，使道路施工在溫度較低時(shí)依能進(jìn)行作業(yè)，在降低路面施工的季節(jié)局限性的同時(shí)，降低施工設(shè)備因高溫產(chǎn)生的機(jī)械性損耗，起到延長(zhǎng)施工設(shè)備使用壽命、減少建設(shè)成本的目的。溫拌再生技術(shù)同樣能夠減少道路攤鋪升溫時(shí)間，攤鋪完畢后道路開放通行時(shí)間縮短，大大降低了道路封閉時(shí)間和建設(shè)工期，進(jìn)而減少建設(shè)成本。因此，將溫拌再生技術(shù)運(yùn)用于市政道路設(shè)計(jì)和施工中不僅能夠提高效率降低造價(jià)，還可以提升工程的安全性和整體質(zhì)量。

1.1.3舒適度高，路用性能較好

與水泥混凝土路面相比，瀝青混凝土路面具有平整度高、耐腐蝕性等特點(diǎn)，車輛行駛在瀝青混凝土路面上時(shí)所產(chǎn)生的的噪音和粉塵較少，行駛舒適度較高，安全性也有較好的保障。

1.2溫拌再生技術(shù)的難點(diǎn)

溫拌再生劑技術(shù)也存在一定的難點(diǎn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的溫拌再生劑多依賴國(guó)外進(jìn)口，自主創(chuàng)新型不高，其昂貴的價(jià)格限制了溫拌再生技術(shù)的適用范圍，目前我國(guó)高校及研究機(jī)構(gòu)自主研發(fā)的溫拌再生劑正不斷進(jìn)入市場(chǎng)，溫拌再生劑的產(chǎn)品多樣性得到了一定程度的豐富。

2溫拌再生技術(shù)在市政道路中的運(yùn)用

2.1與市政道路設(shè)計(jì)理念相結(jié)合

2.1.1安全理念

安全設(shè)計(jì)理念是市政道路設(shè)計(jì)理念中的首要理念，安全貫穿著道路設(shè)計(jì)和道路施工的始終，不僅是后期通車的行車安全，還包括施工過(guò)程中的施工安全。要在保證道路施工和行車安全的前提下進(jìn)行市政道路設(shè)計(jì)，要對(duì)可能發(fā)生的危險(xiǎn)和安全隱患進(jìn)行預(yù)防和防護(hù)，采取有效的安全防范措施，全面保障道路從設(shè)計(jì)、施工到通車的安全。選擇施工材料時(shí)應(yīng)注意現(xiàn)場(chǎng)的土壤特性、地貌特征、生態(tài)環(huán)境等特點(diǎn)選擇合適的材料和集配類型，面層施工選用溫拌再生瀝青混合料時(shí)應(yīng)注意其集配和配合比設(shè)計(jì)符合JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中第五章規(guī)定，確保路面設(shè)計(jì)，只有在面層設(shè)計(jì)符合安全規(guī)定，才能使路面的使用安全性得到保障。

2.1.2綠色環(huán)保理念

市政道路應(yīng)秉持可持續(xù)發(fā)展的理念，設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮設(shè)計(jì)方案對(duì)周圍環(huán)境造成的影響。同時(shí)，在設(shè)計(jì)和施工階段應(yīng)盡可能使施工方式對(duì)環(huán)境的破壞降至最低，使道路服役時(shí)間得到延長(zhǎng)，減少因養(yǎng)護(hù)維修甚至大修帶來(lái)的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。將溫拌再生技術(shù)和市政道路設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，不僅可以踐行綠色施工節(jié)能減排的環(huán)保理念，還能使大量瀝青混合料回收料（RAP）得到合理利用，減少對(duì)環(huán)境的破壞，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。

2.2在市政道路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

再生工藝主要分為就地?zé)嵩偕⒕偷乩湓偕?、廠拌熱再生和廠拌冷再生4種，在熱拌再生基礎(chǔ)上使用溫拌工藝便構(gòu)成了溫拌再生技術(shù)。為保證工程交付使用后的安全性和使用體驗(yàn)，應(yīng)注意混合料的配合比設(shè)計(jì)。當(dāng)前馬歇爾設(shè)計(jì)方案是國(guó)內(nèi)溫拌再生混合料配合比設(shè)計(jì)的主要方案，但仍有一些省份采用SHRP設(shè)計(jì)方法。馬歇爾設(shè)計(jì)方法通過(guò)控制體積參數(shù)，如試件的毛體積密度、空隙率等確定瀝青的最佳用量；而SHRP設(shè)計(jì)方法則是研究瀝青的物理與化學(xué)性質(zhì)的聯(lián)系，通過(guò)不同溫度下的流變特征指標(biāo)確定瀝青的最佳用量。混合料的路用性能主要分為高溫抗車轍、低溫抗裂、水穩(wěn)定性三大類，主要通過(guò)高溫車轍實(shí)驗(yàn)、低溫小梁彎曲實(shí)驗(yàn)、浸水馬歇爾實(shí)驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)反映混合料的路用性能。為滿足設(shè)計(jì)要求，所用溫拌再生混合料的性能應(yīng)滿足JTG 5521-2019《瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》中5.3中對(duì)車轍實(shí)驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度、浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂實(shí)驗(yàn)的凍融劈裂比和小梁彎曲實(shí)驗(yàn)的破壞應(yīng)變的相關(guān)規(guī)定，實(shí)驗(yàn)規(guī)程應(yīng)滿足JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中T0719、T0709、T0729、T0715的規(guī)定。為滿足路用性能，保證道路安全，溫拌再生瀝青混合料中的RAP性能和摻量也應(yīng)滿足JTG5521-2019《瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》中5.8規(guī)定。

3溫拌再生技術(shù)在工程實(shí)際中運(yùn)用

3.1項(xiàng)目簡(jiǎn)介

項(xiàng)目路段是位于重慶市渝北區(qū)的三級(jí)公路，雙向兩車道，隨著周邊經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，該路段的通車量不斷加大，大大超出了原有路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)承受能力，雖進(jìn)行相關(guān)養(yǎng)護(hù)和修護(hù)，但瀝青路面病害嚴(yán)重，極大地影響了行車安全及行車質(zhì)量。本項(xiàng)目擬采用溫拌再生技術(shù)對(duì)該路段進(jìn)行修復(fù)，路段長(zhǎng)度約1 062 m，路面寬度約8.5 m，雙向兩車道，車流量較大。

3.2溫拌再生劑

溫拌再生劑選用溫拌再生劑DN-1，溫拌再生劑DN-1配方分別見(jiàn)表1，其常規(guī)性能指標(biāo)見(jiàn)表2。

3.3級(jí)配設(shè)計(jì)

路面銑刨回收的RAP 級(jí)配為AC-20，采用合成集配進(jìn)行攤鋪，合成集配曲線見(jiàn)圖１。新集料及礦粉加熱溫度為160 ℃，新瀝青加熱溫度為160 ℃，RAP預(yù)熱溫度為120 ℃，溫拌再生劑DN-1摻量為總瀝青含量的3%，相當(dāng)于占老化

溫拌再生瀝青混合料的合成級(jí)配介于規(guī)范要求的AC-20型瀝青混合料的級(jí)配上下限之間，滿足規(guī)范要求。通過(guò)馬歇爾配合比設(shè)計(jì)方法，測(cè)試瀝青混合料的毛體積密度、穩(wěn)定度、空隙率、流值，最終確定溫拌再生混合料的最佳油石比為4.2%。

3.4溫拌再生混合料路用性能

對(duì)添加了DN-1溫拌再生劑的AC-20型再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能、低溫抗開裂性能和水穩(wěn)定性能進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)而評(píng)價(jià)溫拌再生劑對(duì)瀝青混合料的影響。根據(jù)前期配合比設(shè)計(jì)成果，采最佳油石比4.2%進(jìn)行測(cè)試，RAP摻量為40%。

3.4.1高溫性能

瀝青混合料的高溫性能是指瀝青混合料在高溫環(huán)境下（一般為60 ℃以上）的抵抗變形能力，其高溫性能通過(guò)成型的車轍板動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)作為檢測(cè)手段，在JTGE 20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)大于800次/mm，表3中可以看到，溫拌再生瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)范中動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)大于800次/mm的規(guī)定。

3.4.2低溫性能

低溫性能主要是指瀝青混合料在低溫環(huán)境下的抗開裂能力，通過(guò)溫拌瀝青混合料的小梁彎曲實(shí)驗(yàn)獲得其破壞強(qiáng)度和彎拉應(yīng)變從而評(píng)價(jià)其低溫性能。表4中為小梁彎曲實(shí)驗(yàn)的相關(guān)參數(shù)，溫拌再生混合料的最大破壞彎拉應(yīng)變實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)范中最大破壞應(yīng)變應(yīng)大于等于2 000 με的要求。

3.4.3水穩(wěn)定性

水穩(wěn)定性是指在受到水的侵蝕或受到凍融作用時(shí)瀝青路面抵抗開裂破壞的能力，可通過(guò)凍融劈裂實(shí)驗(yàn)和浸水馬歇爾實(shí)驗(yàn)反映瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。表5中為溫拌再生瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂比的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)范中凍融劈裂比TSR和馬歇爾殘留穩(wěn)定度分別應(yīng)大于等于75%和80%的要求。

4結(jié)束語(yǔ)

將溫拌再生技術(shù)與市政道路設(shè)計(jì)相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的有效途徑，將溫拌再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和市政道路設(shè)計(jì)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，不僅是保證施工安全降低施工時(shí)間和成本的基礎(chǔ)，更是堅(jiān)持綠色發(fā)展理念，緩解環(huán)境壓力的有力推手，有助于國(guó)家道路建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)使用溫拌再生技術(shù)可有效降低拌合溫度，且混合料的路用性能也可得到保障。

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