乳化沥青厂拌

乳化沥青厂拌（精选六篇）

乳化沥青厂拌 篇1

随着我国2009年新修通了4 719公里的高速公路, 到2009年底, 我国高速公路的通车总里程达6.5万公里, 我国高速公路通车总里程居世界第二位。其中有大量一、二级公路改建成的高速公路, 在改建过程中产生的废料污染环境日趋严重, 促使我国加速再生技术的研究。目前高等级沥青混凝土路面寿命一般7年左右[1,2,3], 远达不到国家标准15—20年的要求, 早期建成的高速公路已进入大修时期, 由此产生了大量的旧沥青料, 对于旧料若采取抛弃处理, 不仅会占用紧张的土地资源、污染环境, 还会造成极大的资源浪费。采用对旧路面材料加以重新利用的再生技术对路面进行养护、翻修, 具有巨大的经济效益和重要的社会价值。再生作为一种较新的技术, 呈现出良好的发展前景。

1 目前沥青混凝土再生技术有以下几种

(1) 厂拌热再生:

适用于各等级公路回收沥青路面材料 (RAP) 进行热拌再生利用, 再生后的沥青混合料根据其性能和工程情况, 可用于各等级公路的沥青面层及柔性基层, 但旧料的利用率较低。

(2) 就地热再生:

适用于仅存浅轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用, 再生层可用作上面层或者中面层, 是一种浅层预防性养护技术。

(3) 厂拌冷再生:

适用于高速公路和一、二级公路沥青路面的下面层及基层、底基层, 三、四级公路沥青路面的面层。

(4) 就地冷再生:

适用于一、二级公路的下面层、基层, 三级公路面层、基层, 用于高速公路时应进行论证。

综上几种再生技术, 沥青路面厂拌热再生旧料加热时产生大量的燃烟、水蒸汽、刺激性气味, 形成二次污染;沥青路面就地热再生影响深度较浅, 而且不能对改性沥青混凝土进行再生;沥青路面就地冷再生技术不成熟, 用于高速公路时尚须论证;沥青路面厂拌冷再生旧料利用率高, 技术比较成熟, 应用比较广泛, 生产成本较低, 有较好的发展前景;因此本文结合工程实例就乳化沥青厂拌冷再生作为基层进行配合比设计探讨。

2 材料分析、选定与检测

2.1 旧料的分析

结合工程的实际情况, 旧沥青路面厚度只有10 cm左右, 因此采用冷铣刨方式处理。首先将旧沥青路面冷铣刨后的旧料集中运到拌和场地, 对大于31.5 mm的旧料进行二次破碎, 用装载机运至堆料场。回收料堆应尽量避免在高温和重力作用下使材料重新粘接在一起, 注意堆料高度, 注意防水。然后在料堆上多次进行表2中检测项目, 并满足技术要求。

2.2 再生结合料选定

改性乳化沥青是一种新材料、新工艺、新技术, 乳化沥青中沥青微粒带有电荷, 与带有相反电荷的骨料微粒能牢固、均匀地吸附在骨料表面, 而且乳化沥青与骨料拌和后, 在骨料上形成沥青膜, 矿料之间保持了足够的结构沥青和适量的自由沥青, 粘接牢固, 可提高路面的稳定性、耐磨性, 在冬季和夏季都能保持良好的路况, 用改性乳化沥青进行冷再生具有高温稳定性、低温抗开裂性、耐磨以及防水等优良性能, 提高路面强度, 减缓沥青的早期老化, 延长路面的使用寿命, 因此本工程选用改性乳化沥青作为再生结合料, 检测的乳化沥青质量必须满足表3的技术要求。

2.3 新添加的料

根据工程现场铣刨RAP材料的分析, 在长期交通荷载的作用下, 又经铣刨机进一步磨碎, 铣刨料的粒径较粗, 缺少细集料, 而且筛孔0.075 mm的通过率并不大, 需掺配一定量的0～5 mm充当细集料, 在混合料级配当中有一定的润滑作用;采用水泥作为再生混合料的填料使用, 其质量均满足现行《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

3 乳化沥青冷再生混合料配合比设计

由表4和图1可见, 根据旧料铣刨的筛分结果, 结合石屑进行配合比设计, 经计算后旧沥青铣刨料使用掺量为87%, (0～5) mm石屑使用掺量为13%, 水泥掺量1.5% (水泥不计入矿料级配) , 其合成级配符合乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围。

4 击实试验确定最佳含水率

把经过60 ℃烘干RAP料和石屑 (0～5) mm以87%和13%进行配料, 假定使用一定的乳化沥青 (以2%纯沥青计算) , 分别添加5%, 6%, 7%, 8%, 9% (包括乳化沥青中的水) 纯净水进行土工重型击实试验, 获得最大干密度 (试验结果见表5和图2) , 其最大干密度对应含水率为最佳含水率, 最佳含水率OWC为7% (包括乳化沥青中的水、外加水、矿料中的水) 。

5 最佳乳化沥青用量

考虑施工中原材料乳化沥青蒸发残留物含量的波动性较大, 因此以纯沥青用量换算成乳沥青进行最佳乳化沥青用量OEC试验, 分别以1.5%、2%、2.5%、3%、3.5% (纯沥青用量) 、最佳含水率7%进行配料, 常温下拌和后双面击实50次成型马歇尔试件, 将试样连同试模一起侧放在60℃的鼓风烘箱中养生至恒重, 养生时间一般不少于40 h, 再将试样从烘箱中取出, 立即放置到马歇尔击实仪上, 双面各击实25次, 然后侧放在地面上, 在室温下冷却至少12 h, 然后脱模;采用表干法测定试件的毛体积相对密度;将每组油石比的试件分为两组, 一组浸泡在25℃恒温水浴中23 h, 再在15℃恒温水浴中完全浸泡1 h, 然后取出试件立即进行15 ℃的劈裂试验;另一组在常温自然条件下养生23 h, 再在15 ℃恒温水浴中完全浸泡1 h, 然后取出试件立即进行15 ℃的劈裂试验。根据表6和图3的劈裂强度和浸水劈裂强度, 结合工程经验, 确定本工程最佳沥青用量为2.5% (纯沥青油石比) 。

6 乳化沥青混合料的技术指标验证

6.1 空隙率指标、稳定度指标验证

取经60 ℃烘干的RAP料, 按RAP料和石屑 (0～ 5) mm以87%和13%配料, 掺加1.5%水泥, 2.5%的纯沥青用量, 最佳含水率为7%, 常温下拌和后双面击实50次成型马歇尔试件, 将试样连同试模一起侧放在60 ℃的鼓风烘箱中养生至恒重, 养生时间一般不少于40 h, 再将试样从烘箱中取出, 立即放置到马歇尔击实仪上, 双面各击实25次, 然后侧放在地面上, 在室温下冷却至少12 h, 然后脱模;采用表干法测定试件的毛体积相对密度;将试样分成两组, 一组放入40 ℃恒温水浴箱中保温48 h后进行稳定度试验;另一组在常温下放置48 h后放入40℃恒温水浴箱中保温45 min进行稳定度试验。从试验结果7可知, 该配合比的空隙率指标、稳定度指标和浸水马歇尔残留稳定度指标均符合规范要求。

6.2 冻融劈裂试验

取经60 ℃烘干的RAP料, 按RAP料和0～ 5 mm以87%:13%配料, 掺加1.5%水泥, 2.5%的纯沥青用量, 最佳含水率为7%, 常温下拌和后双面击实50次成型马歇尔试件, 将试样连同试模一起侧放在60 ℃的鼓风烘箱中养生至恒重, 养生时间一般不少于40 h, 再将试样从烘箱中取出, 然后侧放在地面上, 在室温下冷却至少12 h, 然后脱模;采用表干法测定试件的毛体积相对密度;将试样分成两组, 第一组放入-18℃的冰箱中保温16 h, 然后放在 60 ℃恒温水浴箱中保温24 h, 最后将第一组与第二组试件全部浸入温度为25 ℃恒温水浴中2 h以上, 进行劈裂试验。从试验结果8可知, 该配合比混合料的冻融劈裂强度比指标符合规范要求。

7 结论

经上述技术的检验, 乳化沥青厂拌冷再生作为基层进行配合比为:RAP料占87%、石屑 (0～5) mm占13%, 水泥掺量为1.5%, 最佳含水率为7%, 最佳沥青用量为2.5% (纯沥青油石比) 。冷再生技术最大特点是充分利用原来的材料, 掺加少量的新料、黏结剂经过严格的配比后满足一定的技术指标, 工艺简单、费用较低、是一种节能环保的新工艺。这种冷再生配合比设计既利用土工基层配合比设计中最大干密度和最佳含水量的理念, 也充分结合热沥青混合料的配合比设计中马歇尔空隙率、稳定度、劈裂强度等理念, 值得今后深入研究。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.公路沥青路面再生技术规范JTG F41—2008.北京:人民交通出版社, 2008

[2]中华人民共和国交通部.公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ052—2000.北京:人民交通出版社, 2000

乳化沥青厂拌 篇2

现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41—2008)规定的乳化沥青厂拌冷再生沥青路面施工工艺是在常温下将回收沥青路面材料与乳化沥青、水、水泥和新集料拌合,在常温下摊铺,碾压,养生等[1]。按照这种工艺,回收沥青路面材料中的集料得以循环利用,但其中的旧沥青对再生混合料强度的贡献率较低。造成了大量沥青资源的浪费。另外,该规范规定的乳化沥青厂拌冷再生沥青路面的养生时间不宜小于7 d。养生时间较长,难以满足道路养护工程工期要求。

为克服现有技术存在的上述不足,提供一种冷再生沥青混合料的加热碾压方法。

1 乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料的加热碾压方法

1.1 一阶段加热碾压方法

一阶段加热碾压方法包括如下步骤:

(1) 按照现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)的规定进行乳化沥青冷再生沥青混合料的拌合、摊铺;

(2) 采用红外线或微波辐射加热(1)摊铺后的混合料,加热时间为(5～30) min,使底层混合料的加热温度为(140～160) ℃,表层混合料的加热温度为(150～170) ℃。底层混合料和表层混合料的温差控制在10 ℃以内;

(3) 采用双钢轮压路机和轮胎压路机碾压步骤(2)加热后的混合料至(95～100) %的压实度。

(4) 碾压结束后,待混合料表层温度降至60 ℃以下时,即完成乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料的全部施工工作。

1.2 两阶段加热碾压方法

两阶段加热碾压方法包括如下步骤:

(1) 按照现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)的规定进行乳化沥青冷再生沥青混合料的拌合、摊铺;

(2) 采用双钢轮压路机和轮胎压路机初步碾压步骤(1)摊铺的混合料至(80～90) %的压实度;

(3) 再采用红外线或微波辐射加热步骤(1)初步碾压后的混合料,加热时间为(5～30) min,使底层混合料的加热温度为(140～160) ℃,表层混合料的加热温度为(150～170) ℃,层间最大温差控制在10 ℃以内;

(4) 采用双钢轮压路机和轮胎压路机碾压步骤(3)加热后的混合料至(95～100) %的压实度。碾压结束后,待混合料表层温度降至60 ℃以下时,即完成乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料的全部施工工作。

2 具体实施方式

下面结合实例对具体实施作进一步详细说明。3种实施例碾压工艺的乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料均采用相同的回收沥青路面材料,掺加质量为回收沥青路面材料1.5%的强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥。其中,常温碾压工艺的回收沥青路面材料中新掺加了质量为回收沥青路面材料5%的乳化沥青(折合成质量比为2.5%的纯沥青),并掺加了质量比为4%的水;一阶段碾压工艺和二阶段碾压工艺的回收沥青路面材料中新掺加了质量为回收沥青路面材料1%的乳化沥青(折合成质量比为0.5%的纯沥青),并掺加了质量为回收沥青路面材料8%的水。

2.1 常温碾压工艺实施例

首先,按照现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)的规定进行乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料的拌合、摊铺。摊铺长度为150 m,宽度为14 m,松铺厚度为16 cm。

然后,按照现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)的方法,在最佳含水率下,在常温下,采用2台双钢轮压路机和5台轮胎压路机碾压摊铺后的再生沥青混合料,每台压路机各碾压1遍,共碾压7遍。

碾压结束后,经取芯检测该层沥青混合料的压实度平均值为98.5%。

2.2 一阶段加热碾压工艺实施例

首先,按照现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)的规定进行乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料的拌合、摊铺。摊铺长度为180 m,宽度为14 m,松铺厚度为16 cm。

其次,采用5台沈阳北方交通重工集团生产的热墙式道路养护车,通过间歇式红外线热辐射技术加热摊铺后的再生沥青混合料。每台车加热板面积为500 m2,加热时间为30 min。加热后,底层混合料的平均温度为160 ℃,表层混合料的平均温度为170 ℃,层间最大温差为10 ℃。

然后,采用2台双钢轮压路机和5台轮胎压路机碾压加热后的沥青混合料,每台压路机各碾压1遍,共碾压7遍。碾压结束后2 h,经检测混合料表层温度降至50 ℃以下。

次日,经取芯检测该层沥青混合料的压实度平均值为100%。

2.3 两阶段加热碾压工艺实施例

首先,按照现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)的规定进行乳化沥青厂拌冷再生沥青混合料的拌合、摊铺。摊铺长度为100 m,摊铺宽度为14 m,松铺厚度为16 cm。

其次,采用3台双钢轮压路机碾压摊铺的混合料,共碾压3遍,经检测压实度平均值为80%。

然后,采用5台沈阳北方交通重工集团生产的热墙式道路养护车,通过间歇式红外线热辐射技术加热摊铺后的再生沥青混合料。每台车加热板面积为500 m2,加热时间为30 min。加热后,底层混合料的平均温度为160 ℃,表层混合料的平均温度为170 ℃,层间最大温差为10 ℃。

最后,采用5台胶轮压路机碾压加热后的沥青混合料,每台压路机碾压1遍,共碾压5遍。碾压结束后2 h,混合料表层温度降至52 ℃。

次日,经取芯检测该层沥青混合料的压实度平均值为100%。

2.3 不同碾压工艺效果比较

上述3种碾压工艺路面施工结束7 d后,通过取芯检测不同碾压工艺、掺加不同比例的乳化沥青的再生路面芯样15 ℃的劈裂强度。芯样直径为100 mm,高度为(145～148) mm。先将芯样切割成直径100 mm,高度50 mm的标准试件,然后,按照JTJ 052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中T 0716—1993方法测定了试件15℃的劈裂强度[2]。试验结果见表1。

由表1可见,加热碾压明显提高了路面强度。充分利用了回收沥青路面材料的中旧沥青,使得新掺加0.5%沥青的再生混合料劈裂强度比常温碾压工艺的新掺加2.5%沥青的混合料劈裂强度提高了(0.31～0.49) MPa。

3 结 语

现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41—2008)规定冷再生工艺,在常温下碾压,无加热过程,回收沥青路面材料中的旧沥青对再生混合料强度的贡献率较低。

本文的加热碾压工艺使得冷再生混合料中旧沥青和新添加的沥青加热融化后,在碾压过程中共同渗透、扩散到矿料表面,在矿料颗粒之间起黏结作用,提高了再生混合料的黏结强度,回收沥青路面材料中的旧沥青得以充分利用。另外,加热碾压过程中,再生混合料中的水分迅速蒸发,缩短了路面的养生时间。在通风良好的条件下,一般碾压结束后6 h内,即完成了该层冷再生沥青混合料的全部施工工作。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.JTG F41—2008公路沥青路面再生技术规范.北京:人民交通出版社,2008

乳化沥青温拌混合料的性能研究 篇3

一、原材料

1. 沥青。本实验采用的沥青为克拉玛依AH-90#基质沥青和壳牌公司生产的改性乳化沥青, 其技术指标分别见表1和表2。

2. 集料及级配。

为比较乳化沥青温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能, 试验中温拌沥青混合料采用与热拌沥青混合料完全一致的矿料, 实验所使用的粗集料为石灰岩碎石, 细集料为石灰岩机制砂, 矿物为天水五十里铺所产的石灰岩矿粉, 级配采用AC-16C级配, 其合成级配取规范要求的中值。

二、EWMA与HMA的性能对比

1. EWMA试件的制备以及最佳油石比的确定。

EWMA马歇尔试件的制备与HMA试件制备过程基本一样, 唯一不同的就是拌和温度与击实温度, EWMA试件的拌和温度为不高于120℃, 击实温度不高于100℃。通过马歇尔设计方法确定的最佳油石比为4.9%。

2. 高温稳定性。

本试验分别对EWMA和HMA混合料进行车辙试验, 试验温度为60℃, 轮压为0.7MPa。结果显示EWMA-16C的动稳定度为1 275.6次/mm, HMA-16C的动稳定度为1 045.3次/mm (规范要求值为800次/mm) , 由试验结果可知, EWMA的高温稳定性满足规范要求, 且比HMA的高温稳定性还要好一点。

3. 水稳定性。

我国公路路面水损害早期破坏比较严重, 所以水稳定性是评价沥青混合料一个重要指标, 按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTJ 052-2000) 中T 0729-2000, 进行冻融劈裂试验来验证温拌沥青混合料的水稳定性, 试验结果显示, EWMA-16C的TSR值为87.2%, HMA-16C的TSR值为81.6%。

通过对试验结果进行分析, 可以得到以下结论:由于乳化剂也是一种优良的沥青抗剥落剂, 因此温拌料的抗水损害能力比热拌沥青混合料好。对于连续型级配AC-16C沥青混合料, 温拌乳化沥青通常可以使TSR值提高5%~10%。

4. 低温抗裂性。

为了检验EWMA低温抗裂性能, 分别对EWMA和HMA混合料进行低温下的弯曲试验, 试验方法参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTJ 052-2000) , 结果显示EWMA-16C的破坏应变为3456.8με, HMA-16C的破坏应变为3951.3με (规范要求值为2 600με) , 结果表明EWMA-16C的破坏应变略低于HMA-16C, 说明其低温抗裂性能有所降低, 但是满足规范要求。

三、结论与建议

乳化沥青厂拌 篇4

1 概述

本次工程施工要对原路面进行养护维修以改善其使用功能, 施工长度16.85km, 在对原路面病害处理后, 再对路面进行改性沥青混凝土及橡胶沥青混凝土罩面。原路面整体结构受损、强度不足路段, 原路面处治采取冷再生技术。再生路段路面结构层进行全断面铣刨, 铣刨后铺设20m的未筛分碎石垫层;将原路面水泥稳定碎石基层的铣刨料经水泥冷再生, 重新摊铺作为下基层, 厚度为22cm。将原路面沥青面层的铣刨料经过冷再生用于上基层, 厚度为15cm。再摊铺两层改性沥青GAC-20混合料, 厚度为7t+6cm;最后整体加铺4cm的改性沥青Ac-13冷再生路段具体改造方案见图1。

2 乳化沥青厂拌冷再生技术的特点

乳化沥青冷再生技术是一项国际上先进的养护技术, 它基于“柔性基层”的理念, 具有以下优点:a.可以有效解决半刚性基层容易产生收缩开裂、内部排水性能差等问题, 延长沥青路面使用寿命;b.与传统的沥青路面维修方式相比, 能够节约大量的沥青、沙石等原材料, 节省工程投资, 有利于废料处理、保护环境, 因而具有显著的经济效益和社会效益, 符合国家节约环保的要求;c.乳化沥青冷再生技术拌和、施工工艺简单, 在路面压实后可以在较短时间内开放交通, 缩短了施工时间和养护时间, 但能保持同样良好的养护效果;d.施工期间无挥发物产生, 利于环保;e.施工季节和气候影响较小。

3 乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计

乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计时, RAP材料从处理后的RAP料堆取样, 测得RAP材料、新集料等组成材料的级配。以RAP材料为基础.掺加不同比例的新集料, 通过试配使合成级配满足工程设计级配的要求。

3.1 材料

(1) RAP材料:将旧沥青面层铣刨料 (RAP) 用装载机充分混合, 并用破碎机进行破碎, 然后将破碎后的RAP材料用筛分设备分成粗细两档材料; (2) 石屑:采用0~5mm花岗岩石屑; (3) 水泥:水泥为32.5复合硅酸盐水泥 (缓凝型) 。

3.2 确定合成级配

按某高速公路沥青路面改造项目设计文件级配范围调整结果见表1。

3.3 确定最佳含水量

试验中将乳化沥青掺量固定为4%, 变化拌和用水量进行重型击实试验, 结果见表2。

3.4 确定最佳沥青用量

按《沥青路面再生应用技术规范》 (JT-GF41-2007) 中的成型和养生试件的方法, 在不同沥青用量下制作试件, 并进行强度试验, 结果如表3。

3.5 试件毛体积密度及最大理论密度

在最佳用水量和最佳沥青用量下成型试件, 测得试件的毛体积密度为2.1448/立方厘米, 最大理论密度为2.3758/立方厘米。试件孔隙率为9.73%。

3.6 乳化沥青冷再生级配设计方案

根据实验检验结果, 确定乳化沥青冷再生目标配合比为:>9.5mm RAP:<9.5mm RAP:石屑:水泥=42.3:40:16:1.7。最佳乳化沥青用量为4.1%, 拌和用水量为4.0%, 劈裂强度为0.71MPa。

4 乳化沥青冷再生施工工艺及质量控制

4.1 施工设备

4.1.1 拌和设备:1套镇江华通ARC300沥青冷再生拌相楼;4. 1.2摊铺设备:2台ABG 423摊铺机。4. 1.3碾压设备:1台英格索兰DD-130双钢轮压路机、l台洛阳18t单钢轮振动压路机、2台徐工XP261胶轮压路机。

4.2 乳化沥青冷再生混合料施工工艺

4.2.1 旧路面铣刨与运输

对旧路面进行既定深度的铣刨, 铣刨速度控制在4-6m/min, 铣刨时速度要保持均匀一致。然后将RAP材料运至拌和厂, 集中堆放, 并防止铣刨料发生结块成团现象。

4.2.2 RAP材料的破碎与筛分

RAP材料在拌和厂中应破碎充分, 按尺寸分级, 避免大尺寸集料的存在。附材料经破碎后进行筛分, 用筛分设备分成0~9.5mm和9.5~30mm两种规格的材料;RAP材料的含水量控制在3.0%以下。

4.2.3 乳化沥青冷再生混合料的拌和

采用镇江华通ARc 300沥青冷再生拌和机进行拌和, 实际生产能力在250t/h左右。应保证集料的最大粒径和级配符合配合比设计要求。每天开始拌和前, 检查场内各种集料的含水量计算当天的配合比。为确保再生混合料在最佳含水量下碾压, 外加水与天然含水量的总和要比最佳含水量略高0.3%。

4.2.4 乳化沥青冷再生混合料的运输

运料车用篷布覆盖, 用以保湿和防止污染。同时应保持装载高度均匀以防离析。拌和好混合料要尽快摊铺。

4.2.5 乳化沥青冷再生混合料的摊铺质量控制

采用2台沥青混凝土摊铺机实现梯队联合作业。相邻两台摊铺机宜前后相距10~20m作业。摊铺机采用一侧钢丝绳引导的高程控制方式自动找平, 摊铺系数约为1.31。

4.2.6 乳化沥青冷再生混合料的压实

乳化沥青冷再生混合料在摊铺后可立即开始, 碾压方式采用1台DD 130双钢轮振动压路机以前静后振方式碾压2遍, 再用1台18t单钢轮振动压路机振压4遍 (以压出水膜为准) , 然后用2台26t徐工x P 261胶轮压路机振压8遍, 最后用1台DDl30双钢轮压路机静压2遍。

4.2.7 乳化沥青冷再生混合料的养生

采取自然养生7天左右, 在养生过程中应及时检测路面中的含水量, 当路面含水量降低至2%以下时, 可铺筑上面的结构层。

结束语

针对某高速公路沥青路面改造工程, 通过路面结构转化, 将半刚性基层转换为柔性基层, 克服了半刚性基层易产生收缩裂缝、水害松散等缺点, 增强了路面耐久性, 建立了柔性基层沥青路面结构体系。乳化沥青冷再生在本次维修改造工程中的成功应用表明, 乳化沥青冷再生技术不但能够解决高速公路路面裂缝、沉陷、坑槽、基层唧浆、路面强度不足等病害, 还可以使旧路面材料达到充分利用, 节约资源, 保护环境, 具有较大的经济效益和社会效益。同时能够提供重要的试验检测数据和参考价值, 为今后的沥青路面冷再生项目提供宝贵的工程经验。

参考文献

乳化沥青厂拌 篇5

沥青属于高分子聚合物范畴, 具有溶解、沉淀等热力学可逆过程的性质, 而且研究表明, 由于旧沥青已经受过氧化作用, 性能趋于稳定, 再生利用后不会迅速变质, 再生路面不易硬化而出现裂缝, 能够保持持久的柔韧性, 使用寿命长。这决定了旧沥青混合料是一种可再生利用的材料资源。

因此, 进行沥青混合料的再生, 蕴含巨大的经济效益, 顺应交通事业可持续发展的战略举措, 同时更有利于保护生态环境。

1 工艺特点

沥青混合料冷再生施工工艺具备以下特点:

1) 对原路面铣刨的沥青混合料, 可全部回收利用, 既降低了公路维修成本, 又不至于对环境造成污染;

2) 用改性乳化沥青和水泥作为再生剂, 对废旧沥青混合料的再生, 无需加热, 施工简便, 易于控制;

3) 对原有拌和设备的改造简单, 不需要太大的投入;

4) 施工工艺易于控制, 能够保证工程质量;

5) 对路面的维修周期大大降低, 确保车辆的通行;

6) 大大改善了施工条件, 延长了可施工季节。

2 适用范围

本施工工法目前可适用于沥青混合料经再生后, 用于高等级公路的中下面层、基层或低一级的沥青混凝土路面的面层。

3 工艺原理

乳化沥青处理沥青混合料冷再生工艺原理是用铣刨后的废旧沥青混合料, 按照一定的级配, 用改性乳化沥青作为再生剂, 重新拌和, 再使用到路面的基层或面层中, 对铣刨后的旧沥青混合料进行再生利用。

4 施工工艺流程及操作要点

1) 铣刨原有病害路面。铣刨过程中, 应采取一定措施以控制铣刨料的最大粒径。要求铣刨料的最大粒径小于31.5mm, 拌和厂宜增加筛分和破碎设备, 用于破碎超粒径的铣刨料。由于在沥青面层铣刨料自重和高温的作用下, 铣刨料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒, 因此铣刨料料堆的高度不能太高, 机械设备也不得在料堆上停留或行走。对于较小粒径的铣刨料, 为了减少铣刨料中的含水量对冷再生混合料质量的影响, 粒径较小的铣刨料采取覆盖的措施。铣刨料的含水量应控制在3.0%以下。

2) 在下基层表面喷洒透层油。为增强下基层和冷再生上基层沥青混合料的粘结性能, 在摊铺冷再生上基层之前应对下基层表面进行处理。处理方式一般是在下基层表面喷洒透层乳化沥青, 透层油的用量通过试洒确定, 一般采用PC-2型或PA-2型乳化沥青, 用量不宜超过0.7~1.5kg/m2 (其中残留物含量以50%为基准) 。

3) 拌和。拌和前, 将铣刨料、乳化沥青、水按比例投放到拌和锅中拌和。冷再生混合料的拌和时间应短于热拌沥青混合料的拌和时间。

4) 摊铺。传统的摊铺机即可摊铺厂拌冷再生沥青混合料, 混合料中适度的水分可防止熨平板下的混合料发生“撕裂”、“脱空”等现象, 熨平板不必加热, 以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。冷再生沥青混合料每层摊铺厚度最好不大于10cm (为压实后的厚度) , 若需要多层铺筑, 则在铺上一层前需养生一段时间 (在好的养生条件下一般养生2~4天左右) 。雨天不能摊铺, 若气温低于10℃, 也应停止摊铺。

5) 压实。冷再生沥青混合料的压实可用双钢轮振动钢轮压路机和重型轮胎压路机碾压成型。冷再生沥青混合料比常规热拌沥青混合料 (HMA) 更稠, 所以需要更重的压实设备, 且很难将冷再生沥青混合料压实至HMA相同的密度范围。充分压实的冷再生混合料总空隙率在9%~14%范围。

6) 养护。在铺筑下面层之前, 冷再生沥青基层应养护一段时间, 使混合料中的水分进一步散失。在较好的气候条件下, 一般养生期为2~4天。养生期间应封闭交通。

5 材料与设备

冷再生沥青混合料所用的原材料主要有乳化沥青、水泥、水及沥青面层铣刨料、路面基层铣刨料。

铣刨料为原沥青面层铣刨料, 要求分层铣刨, 铣刨料粒径规格基本一致, 最大粒径不得超过31.5mm, 没有大的团块。由于铣刨后的沥青混合料极易粘结, 因此, 混合料的堆放高度不宜过高, 更不允许在混合料上停放机械或有机械行走。

冷再生沥青混合料必须配备齐全的施工机械和配件, 做好开工前的保养、试机工作, 并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。路面基层施工, 要求采用集中厂拌、摊铺机摊铺, 按层次施工, 要求配备足够的拌和、运输、摊铺、压实机械。

6 效益分析

1) 节省沥青和砂石材料, 节约工程建设与维护资金。新疆高等级公路沥青路面中均采用高质量的沥青和砂石材料, 造价较高, 但反之, 如将这些质地质量较高的旧料进行再生利用, 可节约大量高造价的优质沥青及大量砂石材料, 节约工程维护资金。另外相当一部分公路使用寿命较短, 有的仅3~5年, 沥青及集料老化程度很轻, 再生利用的经济价值很高。

2) 保障道路通行质量, 提高服务社会水平。对旧沥青路面进行再生利用, 则可将节省的大量资金、大量的筑路材料投入应用于完善整个公路网, 提高整个公路网的通行质量与服务水平。这样, 既提高了交通行业的整体形象, 也使公路交通在整个社会链中的功能得以更好的发挥。

沥青厂拌热再生应用研究 篇6

关键词：沥青厂拌热再生,实践应用,拌制方法,施工方案,施工工艺,质量控制要点,效益评价

0 引言

甘肃省金昌公路管理局管理养护国、省、县、乡各等级普通干线公路375公里 (黑色路面) , 多处于沙漠戈壁、高寒阴湿地域环境, 且管养的大部分普通干线公路超期服役, 多数都是1997年实施国家标准美化工程 (GBM工程) 后未再进行较大规模的维修改造, 通过公路小修保养维持至今, 路况普遍较差。为解决养护资金短缺, 筑路材料浪费, 遏制沿路环境恶化等现实问题, 我局于2012年引进福建铁拓机械公司生产的RLBZ-1000型沥青热再生设备, 进行厂拌热再生技术探索性应用实践。近年来, 在普通干线永肃公路病害处治工程、G312线路肩带养护维修等工程项目中进行了多次验证性实验应用, 取得了较为理想的效果。沥青路面热再生技术的应用, 解决了大量挖翻、铣刨的沥青废旧材料对环境的污染及筑路材料浪费等问题, 变废为宝, 对环境友好型、资源节约型社会建设做出了公路行业应有的贡献。

1 厂拌热再生的基本应用模式

厂拌热再生就是将沥青路面挖掘、铣刨的废旧沥青混合材料统一收集拉运回拌和厂, 对废旧沥青混合料统一破碎、筛分, 并进行各项指标检测, 分析废旧沥青混合料的性能。然后根据不同层次路面的质量要求, 进行配合比设计, 从而确定废旧沥青混合料的掺配比例、掺配方法, 将旧料、再生剂、新沥青材料、新集料按一定比例拌合成新的沥青混合料, 铺筑成再生沥青路面。

厂拌热再生设备投资小, 在原有沥青拌合楼的基础上增加厂拌热再生附楼, 对各等级公路回收沥青路面材料进行热拌再生利用。根据回收废料的沥青含量、沥青老化程度、矿料级配、含水率等指标进行配合比设计及再生混合料的拌制, 再生后的沥青混合料根据其性能和工程特点, 适用于各等级公路下面层或低等级公路面层。

2 再生混合料配合比设计

厂拌热再生混合料配合比设计, 目的是检测废旧材料各项技术指标, 确定回收沥青路面材料的掺配比例、新材料的品种及掺配量、矿料级配、最佳沥青用量。配合比设计流程如图1所示。

2.1 废旧料破碎筛分

废旧料破碎筛分, 可以将回收料中结团的混合料及超粒径集料进行破碎筛分处理, 保证回收料的级配均匀合理, 便于再生掺配利用。系统由冷料仓、皮带机给料器及振动筛组成。冷料仓采用单仓分体结构的形式, 冷料斗被分为两部分, 一是料仓下体;另一是料仓上体。这样既保证了冷料仓的容积, 又保证了该冷料仓能方便的运输。

2.2 废旧料性能检测分析

分析旧料颗粒组成, 测定旧料密度、含水率, 留作目标配合比设计依据。将抽提出来的旧沥青溶液按照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的试验方法回收沥青, 并测定回收旧沥青的三大指标 (针入度、软化点、延度) 。

2.3 初步确定再生混合料的级配

根据工程经验, 初步选定旧料:新料掺配比例为20:80, 30:70, 50:50, 70:30, 80:20等进行级配设计, 根据旧矿料、新集料、矿粉筛分结果以及假设给定的级配范围, 确定各种材料的掺配比例。

2.4 新沥青含量的确定

根据集料的性质 (密度和含水率) , 计算出旧料、新料、矿粉相应掺配比例下的沥青初始总用量, 按照下列计算式计算混合料中外加新沥青含量:

式中:Pb———初始沥青总用量 (%)

Psb———旧料的沥青含量 (%)

r———新料比例

2.5 旧料掺配比例的确定

对旧料进行抽提试验, 回收旧沥青, 选取旧料新料掺配比例分别为20:80, 30:70, 50:50, 70:30, 80:20, 把不同的旧料、新料掺配比例转化为旧沥青用量、新沥青用量的比例, 再进行沥青混合料的三大技术指标试验, 根据沥青指标要求, 确定旧沥青材料的掺配比例。

2.6 再生混合料级配设计

2.6.1 在确定旧料掺配比例的情况下, 根据级配设计要求, 先初步选定粗、中、细三个级配, 计算各种级配规格下初始沥青用量。

在三个级配平行试验中, 至少要有两个级配掺配拌制的沥青混合料的各项性能指标满足《规范》要求。根据反复试验的的经验, 在上述两个级配中选定其中一个为目标配合比, 按计算沥青用量±0.5%、±1%制备四组试件, 计算出最佳沥青用量。

2.6.2 对设计出的沥青混合料进行马歇尔试验, 其最佳的沥青用量试件体积性质应满足《规范》要求。

2.6.3 对制备出的试件进行水稳定性检验, 并且满足《试验规程》技术要求。

2.6.4 对制备出的试件进行动稳定性试验, 并且至少满足不小于1000次/mm的技术要求。

2.7 再生混合料生产配合比设计与调试

2.7.1 废旧材料的性能试验。

在生产配合比设计与调试前, 对筛分处理的废旧料再次进行抽提试验, 得到废旧材料的颗粒级配、沥青含量, 和目标配合比试验时使用的旧料指标进行比对, 以便于检验旧料的均匀性、稳定性。生产配合比调试时, 废旧料的组合以此次试验结果为准。对各档废旧料的含水量进行测定, 通过换算确定冷料的输入量。

2.7.2 冷料输入量测定。

在正式试拌前, 对各档的冷料输入量进行试验测定, 确定冷料输入量和拌合机械设定参数的对应关系, 作为正式试拌的基础参数。

2.7.3 测定各热料和矿粉的用量。

根据冷料输入量试验, 目标配合比设计结果, 对经过筛分即将进入拌合设备各料仓的矿料取样再次进行筛分, 通过计算 (废旧料按照目标配合比计算) , 确定各热料仓矿料和矿粉的输入比例。

2.7.4 确定最佳油石比。

选定一个目标配合比时的掺配比例中最佳沥青用量数据, 以最佳沥青用量、最佳沥青用量±0.3%等三种用油量以及计算的矿料、目标配合比废旧料拌制混合料来确定生产配合比的最佳沥青用量。生产配合比确定的最佳沥青用量和目标配合比确定的最佳沥青用量误差应小于0.2%。

2.7.5 残留稳定度检验。

按照生产配合比拌制沥青混合料, 进行浸水48小时马歇尔试验, 检验残留稳定度, 使其满足《试验规程》检测指标要求。

2.7.6 验证生产配合比。

材料、设备一切就绪, 按照生产配合比试拌沥青混合料, 经检验合格的沥青混合料进行试验路铺筑。把用于试验路铺筑的沥青混合料再次进行沥青含量、筛分以及马歇尔试验。检验混合料合成级配时要特别注意, 筛孔0.075mm、2.36mm、4.75mm以及公称最大粒径筛孔的通过率要接近目标配合比确定的数值, 避免0.3mm~0.6mm间出现驼峰, 通过多次取样试验和验证确定可靠的生产配合比。

3 再生混合料拌制

3.1 再生混合料的拌制要严格控制矿料的级配、沥青用量、沥青和集料的加热温度、拌合温度, 混合料的均匀性以及出厂温度。

热再生混合料有别于普通沥青混合料, 拌和时要加大试验检测频率。连续拌和时, 每天应分上、下午须取样做马歇尔及抽提试验, 以确保热再生混合料质量符合要求。

3.2 再生沥青混合料的拌和是厂拌热再生工艺的核心技术, 必须特别做到以下几点:

3.2.1 精确控制拌合设备和再生设备加热筒、拌和仓温度, 不得烧伤回收料中含有的沥青结合料, 最大限度减少拌和时沥青二次老化;

3.2.2 废旧料不得板结, 要充分分散, 其结合料、矿料与新沥青、新集料充分搅拌混合均匀;

3.2.3 避免废旧材料加温过度产生沥青黑烟, 造成二次污染, 废旧料加热温度不应超过130℃。

3.2.4 再生沥青混合料生产过程中, 新集料温度应提高10℃左右, 控制在180~190℃, 新沥青的加热温度按照新沥青的粘温曲线确定, 适宜控制在145~160℃。

再生混合料的搅拌温度不能只按新沥青的粘温曲线确定, 因为新沥青和旧料中的沥青结合料混合后得到的混合沥青结合料的粘度与新沥青相比发生了变化。当不加再生剂时混和沥青的粘度要比新沥青的粘度大, 所以混合料的搅拌温度也应相应的提高, 根据混和沥青的粘温曲线确定, 一般比根据新沥青的粘温曲线确定的搅拌温度提高5℃左右。为了充分混合废旧料和新加矿料及新沥青, 搅拌时间要比拌制新沥青混合料略长, 控制在50~60s, 拌和至颜色均匀一致后出料。再生沥青混合料出厂温度最理想状态为140~150℃之间, 超此范围要么混合料温度过低, 要么废旧料老化, 难以保证摊铺后的面层质量。

4 厂拌热再生混合料路面铺筑

4.1 面层施工前, 要充分做好铺筑准备工作。

首先做好下承层的的检查、清扫及黏层沥青的撒布工作。其次调试好摊铺机, 并在铺筑前30分钟加热熨平板, 按照既往经验准备足够数量的钢轮压路机和轮胎压路机, 以保证再生混合料快铺快压的施工要求。

4.2 再生混合料装卸要避免离析, 其温度较普通沥青混合料温度略低, 要在运输上采取有效措施, 最好采用保温车厢运输, 到达施工现场要再次检测混合料温度, 消除混合料温度损失过大而给沥青面层质量留下潜在的隐患。

4.3 要高度重视试验路铺筑。

在大规模施工前要进行试验路铺筑, 在此过程充分验证施工方案, 充分暴露各种影响面层铺筑质量的问题, 取得最可靠工艺数据和最佳施工方案以指导正式施工。

4.4 再生沥青混合料的施工机械、路面的摊铺、碾压和初期养护等工艺以及质量控制要求与普通沥青路面施工基本相同。

特别要严格控制再生沥青混合料的摊铺与碾压温度, 同时应避免在气温较低或大风天气进行再生沥青混合料摊铺作业。

4.5 再生混合料铺筑应保持匀速、连续、稳定, 摊铺速度应与供料、碾压速度保持平衡, 避免中间停顿, 减少施工横缝。

4.6 碾压要遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则, 在初压、复压、终压各个阶段, 禁止压路机在新铺路面转向、掉头、急刹车和停放。

4.7 施工缝处置。无论施工横缝、纵缝要精心处置, 采用有效措施消除错台、跳车, 甚至消除接缝痕迹。

4.8 封闭及开放交通。

热再生混合料因其掺配生产特殊性, 施工完毕要延长时间开放交通, 路面温度高于40℃或施工结束少于1小时, 不得开放交通。

5 厂拌热再生应用及成效分析

我们通过厂拌热再生的应用及研究, 应用技术日趋成熟, 根据废旧材料材料品质其掺配量均有所提高, 经济效益及环境保护方面取得明显效果。

5.1 原材料成本方面

我们从最初的废旧材料30%的掺配量, 逐步提高到50%, 不仅工程质量得到保证, 而且工程成本有所节约。与普通沥青混合料生产相比, 每生产1吨再生沥青混合料可节约沥青18kg、集料450kg。若集料按120元/吨, 沥青按近年的均价5300元/吨计算, 则每生产1吨再生沥青混合料可节省费用约180元 (详见表1) , 这是一个十分可观的经济数目。以上仅是从节省工程费用角度得到的直接经济效益, 尚未考虑旧沥青料的再利用, 能够有效减缓使用新石料、开采矿石造成的森林植被减少、水土流失、环境污染等严重的生态破坏的现象, 环境专家认为其产生的间接效益比直接经济效益还要高。

5.2 机械设备和其它成本方面

再生混合料生产仅需要对公路行业通用的拌合设备进行局部加工改造, 所添加设备具有较强的匹配性能, 能与不同型号沥青拌合设备相组合, 可针对不同项目进行重复使用, 费用经济低廉。旧沥青混合料的再生利用节约了沥青和砂石材料用量, 从而降低了工程造价, 又避免了旧料运输、堆放所占用的土地使用以及环境污染治理等费用。

5.3 社会和环境效益方面

厂拌热再生技术除了具有一定的直接经济效益外, 还具有良好的社会和环境效益, 而这方面的效益是无法用货币来衡量的。首先, 铺筑再生路面而充分利用了旧沥青混合料, 解决了沥青路面翻修所产生大量废料对环境造成污染问题, 保护了人类生存的环境, 符合我国可持续发展战略要求, 达到循环利用的目的;其次, 节约沥青和砂石材料, 减少了对材料的需求量, 又有助于自然环境资源的保护和资源节约, 缓和沥青材料供求的紧张状态;最后, 由于节省了投资, 降低了工程造价, 使因养护资金短缺而不能及时维修改造的旧沥青路面得以修复, 从而改善、提高路况, 增强公路的通行能力, 降低了运输成本, 整治了安全隐患, 保证了行车安全。

6结束语

研究、应用沥青厂拌热再生技术, 改造、修复低等级沥青路面, 具有较大的社会、经济、环境效益, 值得大力推广应用。

参考文献

[1]人民交通出版社.沥青路面再生技术手册[M].拾方治, 马卫民编著, 2006.