陳永飛

(高郵市交通運(yùn)輸局 江蘇揚(yáng)州 225000)

大量的瀝青混合料廢料，不但會(huì)導(dǎo)致資源嚴(yán)重浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響[1-2]。通過使用熱再生技術(shù)對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行改造，可以將其應(yīng)用于公路路面施工過程中[3-4]，在保障路面質(zhì)量的前提下，有效解決資源浪費(fèi)問題，使公路路面經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)一步提高[5-6]。該文成果可為廠拌熱再生瀝青混合料技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒[7]。

1 廠拌熱再生技術(shù)簡(jiǎn)介

在廠拌熱再生技術(shù)應(yīng)用過程中，先將舊瀝青混合料鏟除、收集，并將其送到攪拌廠內(nèi)，隨后使用機(jī)器對(duì)舊瀝青進(jìn)行破碎和篩分處理，并對(duì)瀝青混合料的性能進(jìn)行檢驗(yàn)，以其老化程度為依據(jù)，對(duì)再生瀝青混合料的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，將各種材料摻入舊瀝青混合料中再進(jìn)行攪拌，確保其達(dá)到施工要求后，再將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)中實(shí)施攤鋪和碾壓施工。廠拌熱再生瀝青混合料可以有效解決路面裂縫、車轍、松散以及泛油等，使路面結(jié)構(gòu)得到改善。但在使用該技術(shù)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行生產(chǎn)過程中，具有運(yùn)輸成本較大、對(duì)交通影響較大等缺點(diǎn)。

2 瀝青路面再生料回收與處理階段質(zhì)量控制要點(diǎn)

S352高郵段路面改造工程路線起于高郵與江都交界的小涇溝橋，向西沿老路布線，由卸甲鎮(zhèn)八橋片區(qū)北側(cè)外圍經(jīng)過，在下穿京滬高速、連淮揚(yáng)鎮(zhèn)鐵路后，繼續(xù)向西終于G233交叉處，路線全長(zhǎng)約13.69 km。二級(jí)公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)速度60 km/h；路面寬度9.0 m，路基12 m；老路為瀝青混凝土路面。隨著道路交通量日益增大，拖掛車貨運(yùn)量逐年提升，道路破損日益嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響正常功能的發(fā)揮，亟須對(duì)352省道進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)。此次改造考慮充分對(duì)已有路面瀝青銑刨料充分利用，設(shè)計(jì)考慮改造后瀝青路面下面層采用廠拌熱再生瀝青混合料。

3 廠拌熱再生瀝青混合料配合比階段質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 原材料

3.1.1 舊瀝青混合料

在熱再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)之前，檢測(cè)人員應(yīng)檢測(cè)舊瀝青混合料的指標(biāo)，并對(duì)其材料利用率和再生可行性進(jìn)行分析，使其符合標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗(yàn)采用S352老路銑刨瀝青混合料，依據(jù)Superpave 設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了銑刨料抽提篩分試，驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)绫?所示，各種礦料及瀝青的相對(duì)密度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

表1 舊料抽提試驗(yàn)結(jié)果

表2 集料與瀝青密度試驗(yàn)結(jié)果匯總表

3.1.2 瀝青膠結(jié)料

以公路路面標(biāo)準(zhǔn)和要求為依據(jù)，對(duì)新瀝青材料的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，確保其符合施工要求，與此同時(shí)，新瀝青材料調(diào)和技術(shù)應(yīng)與舊瀝青一致，保障再生的可行性。選取粗RAP：細(xì)RAP：新料比例分別為5∶10∶85、10∶10∶80和15∶10∶75，預(yù)估瀝青用量為4.2 %，把不同舊料、新料比例轉(zhuǎn)化為舊瀝青和新瀝青的比例，進(jìn)行瀝青膠結(jié)料的三大指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)結(jié)果

綜合考慮瀝青膠結(jié)料試驗(yàn)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)性，在滿足級(jí)配要求的前提下選用粗細(xì)比例較大的銑刨料，確定選用粗RAP∶細(xì)RAP∶新料=15∶10∶75摻配比例進(jìn)行混合料配合比設(shè)計(jì)。

3.1.3 集料

集料的選擇需嚴(yán)格按照公路路面施工的具體標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。在選擇集料時(shí)，可綜合考慮強(qiáng)度較高的材料，盡量選擇玄武石碎石等強(qiáng)度較高的集料進(jìn)行施工；當(dāng)路面抗滑性要求較高時(shí)，選擇石灰?guī)r等抗滑性能較高的集料進(jìn)行施工。

3.1.4 再生劑

在公路路面施工過程中，若環(huán)境比較特殊，檢測(cè)人員應(yīng)按照實(shí)際情況，使用再生劑對(duì)熱再生瀝青混合料進(jìn)行生產(chǎn)。再生劑不能隨意使用，不然會(huì)使熱再生瀝青混合料的性能受到較大的影響。

3.2 配合比設(shè)計(jì)

3.2.1 礦料混合料配比

在確定選用粗RAP∶細(xì)RAP∶新料=15∶10∶75摻配比例的基礎(chǔ)上，依據(jù)Superpave設(shè)計(jì)的一般方法，選擇設(shè)計(jì)集料結(jié)構(gòu)。首先調(diào)試、選出粗、中、細(xì)這3個(gè)級(jí)配，根據(jù)集料的性質(zhì)（密度和吸水率）計(jì)算出3個(gè)級(jí)配的初始用油量。然后用初始用油量成型試件，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出這3個(gè)級(jí)配的瀝青混合料在空隙率為4%時(shí)所需的瀝青用量及相應(yīng)的瀝青混合料其他體積性質(zhì)，礦料間隙率（VMA）、飽和度（VFA）、礦粉與有效瀝青之比（F/A）、初始旋轉(zhuǎn)次數(shù)的壓實(shí)度（%Gmmat in）等。經(jīng)各種集料的篩分試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算，初步確定3個(gè)調(diào)試級(jí)配的料堆配合比，估算瀝青用量試驗(yàn)結(jié)果見表4。

根據(jù)配合比試驗(yàn)可以得出級(jí)配1、2均能滿足Superpave設(shè)計(jì)要求，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)選擇級(jí)配2為設(shè)計(jì)級(jí)配。

設(shè)計(jì)級(jí)配確定后，就要確定設(shè)計(jì)瀝青用量Pb，所謂設(shè)計(jì)瀝青用量就是指在設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)下得到空隙率為4%的瀝青用量。根據(jù)Superpave設(shè)計(jì)方法，一般選擇4種瀝青用量，它們分別為Pb、Pb±0.5%、Pb+1%。由表4取Pb 為4.3%，因此，4 個(gè)瀝青用量分別為：3.8%、4.3%、4.8%、5.3%。經(jīng)4種瀝青用量瀝青混合料體積性質(zhì)試驗(yàn)驗(yàn)證，得到設(shè)計(jì)瀝青用量為4.30%及其對(duì)應(yīng)的體積性質(zhì)。

表4 3種級(jí)配估算瀝青用量試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)表（單位：%）

3.2.2 混合料設(shè)計(jì)驗(yàn)證

在對(duì)混合料配比進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，檢測(cè)人員應(yīng)以室內(nèi)成型馬歇爾試件為基礎(chǔ)，嚴(yán)格檢測(cè)混合料各項(xiàng)指標(biāo)，并對(duì)其瀝青最佳用量進(jìn)行分析。瀝青最佳用量確定后，為了保障混合料配比設(shè)計(jì)符合馬歇爾技術(shù)指標(biāo)和路面施工質(zhì)量要求，對(duì)其高溫性能和抗裂性能進(jìn)行檢測(cè)，確保其路用性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)詳見表5，路用性能指標(biāo)數(shù)據(jù)詳見表6～表8。

表5 Sup20馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)表

表6 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

表7 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

表8 瀝青混合料車轍檢驗(yàn)

4 廠拌熱再生瀝青混合料在施工階段的質(zhì)量控制要點(diǎn)

施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制熱再生瀝青混合料配比、攪拌、運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓等各個(gè)階段的施工質(zhì)量，使其施工效果進(jìn)一步提高。

4.1 熱再生瀝青混合料生產(chǎn)工藝

4.1.1 拌和設(shè)備

在生產(chǎn)混合料過程中，所使用的拌和設(shè)備通常為雙滾筒連續(xù)式拌和樓。在加熱狀態(tài)下，該種儀器設(shè)備攪拌效率較高、持續(xù)作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，通常情況下，其作業(yè)時(shí)間為60～90 s。

4.1.2 拌和過程

在使用雙滾筒連續(xù)式拌和樓對(duì)瀝青混合料進(jìn)行攪拌施工時(shí)，集料進(jìn)入設(shè)備且充分干燥后，可與新瀝青材料和舊瀝青材料直接進(jìn)行攪拌，無(wú)需重新進(jìn)行稱重。因此，在攪拌施工之前，以級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果為基礎(chǔ)，對(duì)材料進(jìn)行稱重，并對(duì)不同材料的進(jìn)料速度進(jìn)行控制。

4.2 熱再生瀝青混合料運(yùn)輸工藝

在對(duì)熱再生瀝青混合料進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)使用自卸卡車，運(yùn)輸之前，對(duì)車廂進(jìn)行清理，并將隔離劑均勻地涂抹在車廂上，避免出現(xiàn)車身和瀝青粘結(jié)的情況。與此同時(shí)，為了防止瀝青混合料出現(xiàn)離析等問題，拌和完成后，應(yīng)在成品倉(cāng)中靜置5～10 min，待其溫度均勻后再進(jìn)行裝車，在接料過程中，運(yùn)料車應(yīng)緩慢勻速前進(jìn)，運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)對(duì)瀝青混合料進(jìn)行保溫處理。除此之外，在運(yùn)輸之前，對(duì)車廂內(nèi)瀝青混合料前、中、后這3個(gè)位置的溫度進(jìn)行檢測(cè)，防止出現(xiàn)溫度離析，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，需要再次測(cè)量其溫度，并對(duì)前后兩次溫度進(jìn)行分析，保障溫度的合理性，通常情況下，施工溫度應(yīng)大于160 ℃。

4.3 熱再生瀝青混合料攤鋪工藝

在對(duì)熱再生瀝青混合料實(shí)施攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，施工溫度應(yīng)大于10 ℃，攤鋪時(shí)注意事項(xiàng)如下。（1）當(dāng)路寬大于8 m時(shí)，攤鋪機(jī)數(shù)量應(yīng)不少于2臺(tái)，且攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，應(yīng)呈階梯方式進(jìn)行施工，搭接寬度應(yīng)為5～10 cm，前后距離應(yīng)為10～20 cm。（2）在攤鋪前，對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)為0.5～1 h，溫度應(yīng)大于100 ℃。開始攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，運(yùn)料車應(yīng)緩慢前進(jìn)進(jìn)行卸料，避免出現(xiàn)離析等問題，且對(duì)邊角剩余混合料及時(shí)進(jìn)行清理，避免出現(xiàn)結(jié)塊。（3）在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)過程中，應(yīng)保持勻速，且應(yīng)以運(yùn)料車情況以及拌和站產(chǎn)量等為基礎(chǔ)對(duì)攤鋪速度進(jìn)行控制，通常速度應(yīng)低于2 m/min。

4.4 熱再生瀝青混合料壓實(shí)工藝

在對(duì)熱再生瀝青混合料進(jìn)行碾壓施工過程中，主要可以分為終壓、復(fù)壓以及初壓等步驟。在碾壓過程中，壓路機(jī)應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)，連續(xù)勻速進(jìn)行碾壓，并實(shí)施對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。

4.4.1 初壓

在初壓過程中，使用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓兩遍，碾壓速度應(yīng)為3～5 km/h，碾壓帶的重疊寬度應(yīng)為20 cm，振動(dòng)停止后，才能停止前進(jìn)或后退，且后臺(tái)輪徑應(yīng)與前進(jìn)輪跡相重合。

4.4.2 復(fù)壓

在復(fù)壓過程中，先使用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)為2遍，再使用輪胎壓路機(jī)碾壓1～2遍，最后，再使用雙鋼輪靜壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)為2遍。

4.4.3 終壓

在終壓過程中，使用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓1～2遍，碾壓速度應(yīng)為5～6 km/h，當(dāng)路面無(wú)輪跡時(shí)，則表明碾壓質(zhì)量符合要求。

在碾壓過程中，主要有以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：（1）可適當(dāng)提高壓實(shí)度，但嚴(yán)禁過壓，避免因過壓時(shí)各粗集料之間的嵌擠力降低，進(jìn)而使公路路面的性能受到影響；（2）在施工之前，對(duì)輪胎或鋼輪進(jìn)行檢查，防止粘輪；（3）碾壓完成后，對(duì)其平整度和壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。

5 熱再生瀝青混合料施工質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)施工結(jié)束后的4個(gè)代表性路段進(jìn)行了質(zhì)量檢測(cè)，包括滲水、構(gòu)造深度、橫向力系數(shù)等，結(jié)果如表9所示。

表9 熱再生瀝青路面施工前后路面質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，通過熱再生瀝青混合料施工，可以使原路面的縱橫向裂縫、車轍、麻面以及坑槽等問題得到有效解決，使路面抗滑性能以及平整度等性能進(jìn)一步提高。與此同時(shí)，再生路面的橫向力系數(shù)、破損率以及平整度等也得到了明顯的改善，具有較好的施工效果。

6 結(jié)語(yǔ)

熱再生瀝青混合料具有節(jié)約、環(huán)保、高效以及經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，但需要進(jìn)行合理有效的質(zhì)量控制才能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。在使用熱再生瀝青混合料的過程中，應(yīng)對(duì)熱再生瀝青混合料的配比以及原材料進(jìn)行控制，并對(duì)舊瀝青混合料回收、攪拌、運(yùn)輸、攤鋪以及碾壓等工藝進(jìn)行控制，在控制路面施工質(zhì)量的前提下，達(dá)到提高路面經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的目的。