沥青路面热再生技术在高速公路养护工程中的

11-沥青路面热再生技术在高速公路养护工程中的应用(朱玉娥安徽省高等级公路工程监理有限公司)摘要：将回收沥青路面材料（RAP）运至沥青拌和厂（场、站），经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时）等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术，称为厂拌热再生技术。沥青路面热再生技术是节约资源、保护环境的有效途径，是公路建设可持续发展的重要组成部分。为扶持、鼓励和推广应用沥青路面热再生技术，发挥其经济效益和社会效益，合肥－徐州高速公路养护工程引进并应用了该项技术，根据施工后各项技术指标检测及目前车辆运行情况显示具有较好的路用性能。关键词：沥青混凝土路面养护工程热再生设计施工一、沥青路面热再生设计1、一般规定沥青路面厂拌热再生工程实施前，应对原路面历史信息、原路面技术状况、交通量、工程经济等方面的内容进行调查和综合分析，为再生设计提供依据。原路面调查的内容应完整，并进行系统分析和准确评价，一般包括原路面的结构、材料、路况、路面通车营运期间的养护资料和路面检测资料，并结合施工资料、竣工资料，分析病害成因。原路面状况调查内容一般包括：路面状况指数PCI，国际平整度指数IRI，路面强度系数SSI，车辙深度，下承层的承载能力，原路面结构厚度。通过对原路面状况的调查、原路面材料的取样和试验、路面病害成因分析，为再生设计提供依据。2、回收沥青路面材料分析必须在对回收沥青路面材料（RAP）充分调查分析的基础上，根据工程要求、公路等级、使用层位、气候条件、交通情况，充分借鉴成功经验，选用符合要求的材料，进行再生混合料设计。厂拌热再生时经过预处理的回收沥青路面材料（RAP）应按照下表的各项技术指标进行检测。热再生时RAP检测项目与质量要求材料检测项目技术要求试验方法RAP含水率实测RAP级配实测沥青含量实测砂当量（%）＞55RAP中的沥青针入度（0.1mmm）＞20《公路工程沥青及及沥青混合料料试验规程》（JTJ052）60℃粘度实测软化点实测15℃延度实测RAP中的粗集料料针片状颗粒含量、压压碎值实测《公路工程集料试验验规程》（JJTGE442）RAP中的细集料料棱角性实测注：RAP掺配比例小于20%时，RAP中的沥青性能指标可不检测，RAP中的粗集料可只检测针片状含量。3、沥青再生剂应根据回收沥青路面材料（RAP）中沥青老化程度、沥青含量、回收沥青路面材料（RAP）掺配比例、再生剂与沥青的配伍性，综合选择再生剂品种。沥青再生剂宜满足下表的要求。热拌沥青混合料再生剂质量要求检验项目RA-1RA-5RA-25RA-75RA-250RA-500试验方法60℃粘度cSt50~175176~900901~45004501~1250012501~3750037501~60000T0619闪点℃≥220≥220≥220≥220≥220≥220T0633饱和分含量（%）≤30≤30≤30≤30≤30≤30T0618芳香芬含量（%）实测实测实测实测实测实测T0618薄膜烘箱试验前后粘度比≤3≤3≤3≤3≤3≤3T0619薄膜烘箱试验前后后质量损失%±4±4±3±3±3±3T0609或T061015℃密度实测实测实测实测实测实测T06034、集料、石灰、矿粉等新添加材料的质量要求新添加粗、细集料以及热再生混合料中新旧集料混合后的集料混合料质量应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》的要求。单一粗细集料质量不能满足要求，但集料混合料性能满足要求的，可以使用。石灰作为再生结合料或者活性添加剂时，可以采用消石灰粉或者生石灰粉，石灰技术指标应符合现行《公路路面基层施工技术规范》的规定。石灰在野外堆放时间较长时应覆盖防潮。再生沥青混合料中使用的填料的质量技术要求应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）的要求。5、厂拌热再生沥青混合料的配合比设计厂拌热再生沥青混合料的配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段，确定回收沥青路面材料（RAP）的掺配比例、新材料的品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。依据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）、《公路沥青路面再生技术规范》（JTGF41-2008）、《大粒径透水性沥青混合料（LSPM）柔性基层设计与施工指南》，对厂拌热再生柔性基层、下面层、中面层、上面层沥青混合料进行了材料组成设计和性能研究。合徐南高速公路原路面的结构设计为4cmAC-13上面层，5cmAC-20中面层，6cmAC-20下面层，18cm水稳基层。由于合徐南高速公路许多路段近些年大量采用了微表处、雾封、超薄磨耗层等预防性养护处理措施，导致路面上面层铣刨料级配变化较大，难以满足沥青热再生级配设计要求，因此本次设计未采用上面层铣刨料，仅将中、下及基层铣刨料分档堆放，然后取样经过试验分析，对回收沥青路面材料（RAP）进行评价，然后依据规范要求进行配合比验算。沥青热再生混合料的配合比和混合料性能汇总如下表：各类型热再生混合料配合比和技术性能汇总混合料类型基层LSPM-30下面层AC-200C中面层AC-200C上面层AC-133C规范要求新添加油石比/总总油石比(％)1.8/3.13.1/4.33.2/4.53.5/4.8矿料配合比(%))下面层铣刨料30中面层铣刨料303030基层铣刨料101010石灰岩集料20--30mm40石灰岩集料10--20mm202533石灰岩集料5-110mm1712石灰岩集料0-33mm171325玄武岩集料10--15mm12玄武岩集料5-110mm31矿粉122析漏比率(%)0.08≯0.2飞散比率(%)19.30≯20动稳定度(次/mmm)725070517898≮2800低温弯曲破坏应变变281826252958≮2500浸水马歇尔残留强强度比(%)90.496.493.395.4≮85冻融劈裂残留强度度比（%）89.189.991.288.7≮80渗水系数（mL//min）透水18250LSPM要求透水水，其他≯120根据混合料设计指标和标准，将中、下面层设计空隙率控制在4.0%左右，最佳油石比3.2%，总油石比4.5%；将上面层设计空隙率控制在4.0%左右，最佳新加油石比3.5%，总油石比4.8%；LSPM-30基层设计空隙率控制在13%-18%，最佳新加油石比1.8%，总油石比3.1%。二、沥青路面热再生施工控制工艺1、混合料拌制拌和设备为2000型拌和设备（拌和方式为间歇式热拌），此设备增加回收沥青路面材料（RAP）烘干加热系统。2个回收沥青路面材料（RAP）冷料仓，一个回收沥青路面材料（RAP）的配料装置和计量装置，同时相应增强拌和设备的除尘能力。拌和要求：（1）料仓内的回收沥青路面材料（RAP）含水量应不大于3%；（2）提高新集料的加热温度，新集料的加热温度控制在190-210℃左右。（3）回收沥青路面材料（RAP）加热时不得直接与火焰接触。（RAP）加热后的温度控制在100度左右。（4）干拌（RAP与新集料的拌和时间）时间一般比普通热拌沥青混合料延长5～10s，施工时设定为20秒；总拌和时间比普通热拌沥青混合料延长15s左右（设定总拌和时间为60秒）。（5）再生混合料出料温度应比普通热拌沥青混合料高5℃～15℃（后场按180度控制）。（6）厂拌热再生沥青混合料拌制的其它要求，应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）对热拌沥青混合料路面的规定。2、摊铺和压实1）热再生沥青混合料的摊铺温度宜比热拌沥青混合料高5℃～15℃。实际摊铺时按170度控制，其他要求，符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）对热拌沥青混合料路面的的规定2）由于增大了摊铺温度，相应提高了热再生沥青混合料的压实温度。后场采用的碾压组合为130型压路机静压一遍，振压2遍，XP-260胶轮搓揉碾压3遍，压实的其他要求符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）对热拌沥青混合料路面的规定。3、养生和开放交通厂拌热再生沥青路面的养生和开放交通，应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）对热拌沥青混合料路面的规定。4、施工质量控制厂拌热再生沥青混合料路面的施工质量管理，应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40）对热拌沥青混合料路面的规定，在施工过程中须对回收沥青路面材料（RAP）进行检查。施工过程中RAP质量检查材料检查项目要求值检查频率RAPRAP级配符合设计要求每天1次RAP的含水率（%）<3每天1次5、现场取芯验收结果厂拌热再生路面的取芯结果如下：下面层检查结果检查项目检查结果试件空隙率(%))7.13.85.26.96.95.2试验室标准密度的的压实度（%）97.2100.699.297.597.497.9最大理论密度的压压实度（%）92.996.294.893.193.193.5中面层检查结果检查项目检查结果试件空隙率(%))5.28.76.07.57.55.4试验室标准密度的的压实度（%）99.595.598.496.896.899.0最大理论密度的压压实度（%）94.891.394.092.592.594.6上面层检查结果检查项目检查结果试件空隙率(%))4.26.54.07.0试验室标准密度的的压实度（%）98.996.699.296.0最大理论密度的压压实度（%）95.893.59693大粒径检查结果理论密度2.5832.5832.5832.583室内密度2.182.182.182.18芯样密度2.092.2422.1732.165芯样孔隙率19.113.215.916.2芯样压实度95.8102.499.699.36、混合料性能验证采用沥青混合料渗水试验方法对最佳油石比的车辙板试件进行了渗水试验，结果发现设计的LSPM-30混合料各试样均在10s内全部渗完，表明设计的LSPM-30混合料具有良好的渗透性能。分别用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价了设计的LSPM-30混合料的抗水损坏性能，残留稳定度和劈裂强度比均满足热拌改性沥青混合料的试验技术标准。用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价了设计的AC-20C、AC-13C混合料的抗水损坏性能，残留稳定度和劈裂强度比均满足热拌改性沥青混合料的试验技术标准。表明设计的混合料具有优良的抗水损坏性能。采用沥青混合料车辙试验方法对最佳油石比的车辙板进行了车辙试验，结果表明设计的AC-20C、AC-13C混合料具有优良高温抗车辙性能。采用沥青混合料低温弯曲试验方法对最佳油石比的小梁试件进行了低温弯曲试验，结果表明设计的AC-20C、AC-13C混合料具有优良低温抗裂性能。采用沥青混合料渗水试验方法对最佳油石比的车辙板试件进行了渗水试验，结果设计的AC-20C、AC-13C混合料基本不渗水。结语：热再生沥青路面施工技术既有效的节约了资源，又避免了环境污染，发挥了经济效益和社会效益。但是从取芯的结果显示，由于回收沥青路面材料（RAP）的级配存在一定的变异，施工过程中热拌再生沥青混合料的级配也相应存在变异性，施工质量不易控制。因此，热拌再生沥青混合料的施工应重点控制回收沥青料的质量：①控制铣刨的速度，以保证铣刨料筛分后的级配