1山东省交通运输厅公路局山东济南;2德州市公路管理局山东德州253000;
3德州市公路管理局山东德州253000
摘要:沥青再生是将旧沥青经过一系列过程处理后,如翻挖、回收、破碎、筛分等,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌合混合料,使其重新恢复性能,让其能够达到重新使用标准的一种工艺。目前,我国每年沥青路面翻修,会造成大量翻挖、铣刨沥青混合料被废弃,造成环境污染,且翻修所需的大量新石料,需开采石矿也会导致森林植被减少、水土流失等严重的生态破坏。而沥青再生技术可很好降低建设成本,保护生态环境。2018年德州公路养护工程项目S248盐济线鲁冀界至赵胡同南段大修工程,起点桩号为K0+000,终点桩号为K18+079.409,路线长18.079Km,设计行车速度为80Km/h,主要路面结构:4cm细粒式沥青混凝土(AC-13)+黏层+5cm厂拌热再生沥青混合料(AC-20)+封层+透层+18cm水泥稳定碎石+18cm厂拌水泥冷再生老路铣刨料。S248盐济线鲁冀界至赵胡同南段大修工程将这一技术应用到实际施工过程中,并取得了显著的成果。
关键词:厂拌热再生沥青;混合料;质量;控制;要点
随着我国经济快速的发展,近些年公路工程建设迈进新的时期,由于重载交通等多种原因,致使沥青路面在几年后就出现了损坏,并且损坏速度也比较快,而在养护中采用沥青路面再生是一种相对经济的方法,因此,厂拌热再生技术具有推广的实际价值,不但能满足路面使用要求,也经济实惠。
1影响沥青混合料质量的因素
1.1沥青的质量
沥青混合料可以被看作是各种矿料分散在沥青中的分散系,在其他因素固定的条件下,沥青混合料的粘聚力是随沥青的黏度的提高而增大的。
沥青与矿料之间还形成物理吸附和化学吸附。吸附力强沥青混合料结构就稳定。物理吸附作用的大小取决于沥青中的活性及矿料与沥青分子亲和性的大小。化学吸附与沥青的化学性质相关。
1.2矿料的质量
沥青与矿料间的吸附作用与矿料的性质也有关。碱性石料与沥青的化学吸附作用较强。
在相同的沥青用量下,矿料比表面积越大,形成的沥青膜越薄,结构沥青比重越大,沥青混合料粘聚力越强。
矿料的颗几何形状与表面特征也影响混合料的质量。通常表面有棱角的、近似正立方体以及具有明显细微突出的粗糙表面的矿料能产生较高的抗剪强度。
2旧沥青路面材料选取与性能分析中的控制要点
旧沥青路面由于路况比较复杂、路面结构形式多样,不同路段差异性比较大、可变因素较多。因此对旧沥青路面的选取尤为重要。首先根据旧路面的原始资料及旧路面表观进行分段归类,然后加大取样频率。对取样的旧沥青路面材料按以下指标进行控制:
2.1流变性质:根据试验测得的老沥青的流变指标,选择再生剂掺入的比例。
2.2再老化性质:旧沥青路面材料中沥青在耐热老化后的性能应值得重视。
2.3作用,旧集料部分细化成细集料,而细集料进一步细化的程度较小,最终粉料量的变化不是很明显。
3厂拌热再生沥青混合料目标配合比设计
现举本项目厂拌热再生沥青混合料目标配合比设计中涉及回收旧沥青路面材料的参数控制:
3.1原材料的基本性能
3.2AC-20热再生沥混合料组成设计及马歇尔试验
a、依据各档集料筛分试验结果,按照AC-20级配控制范围,进行混合料组成设计。
b、矿料配合比:16.0-22mm碎石:11-16mm碎石:6-11mm碎石:2-6mm碎石:0-3mm石屑:矿粉=15%:24%:25%:7%:26%:3%。回收沥青路面混合料抽提后油石比为4.8%,依据配合比分别按4.27%、4.63%、4.93%,不同油石比制备马歇尔制件,则再生混合料的新油石比分别为4.27%-4.8%*26%=4.25%、4.63%-4.8%*26%=3.11%、4.93%-4.8%*26%=3.68%并进行了马歇尔试验,试验结果如下:
依据马歇尔试验结果整理得出AC-20再生沥青混凝土的最佳油石比为4.63%。
4厂拌热再生沥青混合料施工过程中质量控制要点
4.1回收旧沥青路面材料
回收可选用铣刨的方式,减少的旧集料的破碎。应精确控制铣刨的厚度,避免破坏下承层的结构,回收和运输过程中不得混入基层废料、杂物等杂质。回收旧沥青路面材料运到料堆应均匀堆放,料堆场地应进行硬化处理并有防水、防雨等措施。不同挡的回收旧沥青路面材料应分开堆放并有明确标识,避免混合,在转运、堆放、使用时应避免离析。回收材料必须进行二次破碎并对粒径进行控制。
4.2再生沥青混合料的拌合
再生沥青混合料的拌合主要有拌合时间和温度的控制,应根据拌合设备的加热干燥能力、回收旧沥青路面材料的含水率、再生混合料的级配、新沥青的粘温曲线等综合确定,以不加剧回收旧沥青路面材料的再老化,提高生产能力、降低能耗并生产出均匀稳定的混合料为原则。时间和温度控制可分为回收旧沥青路面材料的拌合、新集料的拌合、再生沥青混合料的拌合,特别注意再生沥青混合料的拌合要充分均匀,使新老材料融合。由于新老材料存在温差,拌合时要降低温差防止由于温差出现收缩不均匀而发生细微裂纹。
4.3再生沥青混合料的运输
宜采用15t以上自卸汽车运输,数量要根据计算合理安排,运输车辆必须清洁干净,装料时应避免发生离析现象,注意覆盖、保温、防污染等措施。
4.4再生沥青混合料的摊铺与压实
摊铺时注意温度控制,摊铺机螺旋布料器应保持一个稳定均衡转动,摊铺机行走速度均匀,避免发生混合料离析现象。
压实分为初压、复压和终压。碾压要确定最佳机械组合,碾压方法及温度控制。
4.5再生沥青混合料的养生及开放交通
压实完成后,应封闭交通养生,再生路面表面温度低于50℃后方可开放交通。
5结语
热再生沥青混合料与全新材料拌制的沥青混合料一样,均为沥青混合料,其性能在一定程度上甚至达到并超过全新沥青混合料,同时可以节约资源,而且还可以减少废料带来的环境污染。配合比设计阶段是热再生沥青混合料质量保证的重要环节,须按要求严格执行,若遇材料变更则应及时重新调整配合比。
参考文献
[1]拾方治,马卫民.沥青路面再生技术手册,北京:人民交通出版社,2006.
[2]沈金安.公路沥青路面施工技术规范[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]中华人民共和国行业标准.沥青路面再生应用技术规范[S].北京:人民交通出版社,2008