李 慧

(山西高速公路工程檢測(cè)有限公司，山西 太原 030008)

1 再生技術(shù)概述

在高等級(jí)路面設(shè)計(jì)中，瀝青混凝土路面應(yīng)用最為廣泛，是我國(guó)最主要的路面結(jié)構(gòu)形式之一。近些年來(lái)，我國(guó)早期修筑的高速公路普遍進(jìn)入大中修期，對(duì)在路面養(yǎng)護(hù)中產(chǎn)生的銑刨料實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用是提高資源利用率的最有效途徑，能有效節(jié)約砂石、瀝青等資源和養(yǎng)護(hù)資金，符合綠色施工要求，是實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的重要手段。

瀝青路面養(yǎng)護(hù)中采用瀝青路面再生技術(shù)，通過(guò)對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行翻挖、破碎、篩分后，與新集料、新瀝青等重新混合形成性能優(yōu)良的混合料，并重新鋪筑成型。該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)銑刨料的循環(huán)利用，可用于修復(fù)路面和基層病害，也可以改善路面的幾何線形，修復(fù)任何類型的裂縫，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)瀝青路面再生工藝技術(shù)的不同，路面再生可分為熱再生和冷再生兩種技術(shù)。根據(jù)不同的施工工藝，冷再生技術(shù)又可分為兩種類型，分別是廠拌冷再生和就地冷再生。廠拌乳化瀝青冷再生是廠拌冷再生技術(shù)的一種，將原路面的銑刨料回收后，通過(guò)運(yùn)輸車運(yùn)至拌和廠進(jìn)行破碎篩分，再在常溫下?lián)郊右欢ū壤娜榛癁r青、再生劑、活性填料、水等拌和均勻形成新料進(jìn)行鋪筑，實(shí)現(xiàn)路面使用性能恢復(fù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。本文筆者結(jié)合自身施工經(jīng)驗(yàn)，以某高速公路廠拌冷再生為例，將再生料作為高速公路下面層施工中的質(zhì)量要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，以期借鑒。

2 乳化瀝青原理

對(duì)瀝青進(jìn)行乳化，可使得瀝青粘度有效降低，便于在常溫下進(jìn)行瀝青混合料生產(chǎn)。乳化瀝青在常溫下呈液態(tài)，表現(xiàn)出很好的流動(dòng)性，在再生料中呈瀝青微滴狀態(tài)。在進(jìn)行再生料拌和時(shí)，由于乳化瀝青顆粒表面電荷與集料表面電荷發(fā)生中和反應(yīng)。同時(shí)再生料鋪攤后，在水分蒸發(fā)作用下，瀝青微滴從乳化液中分離出來(lái)，相互靠近粘結(jié)形成瀝青膜，這就是瀝青乳液的分解與破乳，主要對(duì)混合料后期強(qiáng)度有較大影響。

乳化瀝青冷再生料的強(qiáng)度形成過(guò)程就是廢舊料和新礦料及乳化瀝青全面混合的過(guò)程。當(dāng)與集料接觸時(shí)，乳化瀝青優(yōu)先分布于礦粉上，包裹粒徑較大集料，內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力使得再生料具有良好的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，具備良好的耐久性。

3 原材料

用于乳化瀝青冷再生混合料的原材料有：銑刨料(RAP)、乳化瀝青、水泥、礦粉、集料和水等。各材料到場(chǎng)后須進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，合格后方可使用。

1)碎石。進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的碎石要求潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)。采用的碎石質(zhì)量穩(wěn)定、顆粒級(jí)配良好。對(duì)不同料源、品種、規(guī)格的碎石分類堆放，嚴(yán)禁混雜。

2)銑刨料。要求干燥，且材料組成穩(wěn)定。

3)水泥、石灰。水泥強(qiáng)度等級(jí)為32.5或42.5，可采用普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。快硬水泥、早強(qiáng)水泥或受潮變質(zhì)水泥須嚴(yán)禁使用。對(duì)采用的水泥凝結(jié)時(shí)間進(jìn)行控制，要求初凝時(shí)間在3 h以上，終凝時(shí)間不得少于6 h。

在再生料中，水泥具有礦粉和改性劑的作用，是影響混合料質(zhì)量的關(guān)鍵因素，直接影響著再生料質(zhì)量的穩(wěn)定性。摻加的水泥劑量過(guò)多，除經(jīng)濟(jì)上不合理外，還會(huì)使得混合料脆性增加，鋪攤后容易出現(xiàn)開裂。將摻加的水泥劑量控制在混合料質(zhì)量1%～2%，可大幅提高混合料的早期強(qiáng)度、水穩(wěn)性及最終強(qiáng)度。

石灰作為再生結(jié)合料或添加劑時(shí)，可采用消石灰粉或生石灰粉，須覆蓋防潮。

4)水?？娠嬘盟纯?。使用非飲用水時(shí)，須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，不得影響混合料質(zhì)量。

5)礦粉。采用將石灰?guī)r磨細(xì)得到的礦粉，要求干燥、清潔，用量控制在1%～7%之間。

6)乳化瀝青。采用慢裂型陽(yáng)離子乳化瀝青,具體指標(biāo)見表1。

表1 乳化瀝青技術(shù)規(guī)格

4 乳化瀝青冷再生料設(shè)計(jì)

在混合料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，再生料配合比設(shè)計(jì)是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。合理的再生料配合比設(shè)計(jì)，能有效確保成型后的路面具有足夠強(qiáng)度和良好的路用性能。采用廠拌冷再生技術(shù)，混合料級(jí)配能夠在更大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，容易控制混合料拌和與施工質(zhì)量，確保瀝青再生料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

配合比設(shè)計(jì)的基本流程：隨機(jī)取樣，低溫烘干確定含水量；分析得出銑刨料級(jí)配及瀝青含量；確定最佳用水量；乳化瀝青最佳用量的確定。

用于廠拌冷再生的銑刨料須經(jīng)過(guò)破碎、篩分后方可使用。一般分成0 mm～10 mm和10 mm～30 mm兩檔。對(duì)回收料的含水率進(jìn)行測(cè)定、級(jí)配、瀝青含量和砂當(dāng)量進(jìn)行檢測(cè)。以采用的銑刨料各項(xiàng)參數(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，進(jìn)行新舊料比例調(diào)整，確?；旌狭霞?jí)配滿足路面結(jié)構(gòu)層要求。

確定最佳含水率及最大干密度。拌和用水量確定時(shí)，先在混合料中摻入4%乳化瀝青，依據(jù)設(shè)計(jì)要求變化含水率進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，最佳含水率采用最大干密度時(shí)的含水率。

乳化瀝青冷再生混合料性能驗(yàn)證試驗(yàn)。以含水量間距為0.5%～1.0%進(jìn)行試件制備，試件成型采用二次擊實(shí)方法。先將拌和均勻的乳化瀝青試樣雙面擊實(shí)50次，將試樣連同試模側(cè)放于60 ℃鼓風(fēng)烘箱中養(yǎng)生40 h，從烘箱中取出后，立即馬歇爾雙面擊實(shí)25次，側(cè)放于室內(nèi)冷卻后進(jìn)行性能檢測(cè)，綜合確定乳化瀝青用量。同時(shí)，還須對(duì)試件進(jìn)行凍融劈裂等試驗(yàn)，要求各試驗(yàn)結(jié)果符合表2要求。

表2 混合料性能試驗(yàn)要求

瀝青混合料的空隙率不僅會(huì)直接影響混合料各項(xiàng)性能，其大小和結(jié)構(gòu)還會(huì)影響混合料養(yǎng)生，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行控制。與泡沫瀝青混合料相比，乳化瀝青混合料孔隙偏小，易成封閉狀態(tài)，則其水分散失慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度慢。

5 施工關(guān)鍵技術(shù)

采用冷再生技術(shù)進(jìn)行路面處治時(shí)，不需要使用熱能。對(duì)舊路銑刨后可及時(shí)發(fā)現(xiàn)基層病害，并進(jìn)行相應(yīng)處理。要求施工時(shí)最低氣溫應(yīng)不小于10 ℃。

1)舊路面銑刨。綜合考慮銑刨機(jī)(如圖1所示)功率、路面級(jí)配等因素，進(jìn)行銑刨速度確定。本項(xiàng)目要求銑刨機(jī)速度控制在8 mm/min，銑刨后的路槽應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)，不得出現(xiàn)薄夾層。

廠拌冷再生施工需要專用拌和堆放場(chǎng)地。不同回收的銑刨料分開堆放(見圖2)、不混雜，保證材料均勻一致。

銑刨料含有一定量瀝青，且小于0.075 mm的粉料較多，使得銑刨料有“重壓成塊”特性，應(yīng)進(jìn)行堆放高度控制。用挖機(jī)將料一次性堆放成高約5 m的料堆，用帆布將0 mm～4.75 mm料堆覆蓋。

2)混合料拌和。本項(xiàng)目要求拌和站(如圖3所示)配備2臺(tái)30 t乳化瀝青罐，配備保溫和攪拌裝置。在料倉(cāng)部位須配備機(jī)械振搗，以配合人工振搗確保出料均勻。

與熱拌瀝青混合料相比，冷再生混合料拌和時(shí)間短，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行拌和質(zhì)量控制。當(dāng)拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，容易導(dǎo)致粗集料表面乳化瀝青剝落；當(dāng)拌和時(shí)間不足時(shí)，又容易導(dǎo)致集料被瀝青的裹覆度不足。在拌和過(guò)程中，應(yīng)盡量通過(guò)強(qiáng)制通風(fēng)將混合料中的水分及易揮發(fā)物含量降低。

采用大噸位運(yùn)輸車運(yùn)輸，運(yùn)輸車運(yùn)力應(yīng)稍有富余，運(yùn)料車廂裝料后須覆蓋帆布。

3)再生料攤鋪。冷再生混合料采用熱拌瀝青混合料攤鋪方法進(jìn)行攤鋪，要求緩慢、均勻、不間斷。本項(xiàng)目使用兩臺(tái)性能相同攤鋪機(jī)組成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪，便于進(jìn)行標(biāo)高、再生層平整度控制。要求兩幅間有30 cm～60 cm寬度搭接，保證搭接縫為濕接縫，躲開車道輪跡。

冷再生混合料攤鋪前，無(wú)需進(jìn)行熨平板加熱，只需涂少量防粘劑。乳化瀝青混合料盡量不要分層鋪筑，確需多層鋪筑時(shí)，在鋪上一層前須養(yǎng)生2 d～5 d。為防止混合料出現(xiàn)離析，對(duì)攤鋪機(jī)速度進(jìn)行控制，要求控制在2 m/min～5 m/min，不得隨意變速或停頓。

根據(jù)試驗(yàn)路段結(jié)果確定松鋪系數(shù)，要求單層壓實(shí)后最大厚度不大于16 cm，最小厚度不小于8 cm。在攤鋪過(guò)程中，由專人進(jìn)行攤鋪層厚度及路拱、橫坡等檢查，對(duì)鋪攤?cè)毕菁皶r(shí)進(jìn)行人工找補(bǔ)，對(duì)特別嚴(yán)重路段須整層鏟除。

4)再生料碾壓。碾壓段總長(zhǎng)度應(yīng)盡量縮短，通常不超過(guò)60 m～80 m，分為初壓、復(fù)壓、終壓。

初壓(如圖4所示)采用雙鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)靜壓1遍，振壓1遍，速度控制在1.5 km/h～3 km/h。復(fù)壓緊跟初壓后進(jìn)行，采用單鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)振壓3遍，輪胎式壓路機(jī)揉壓3遍，速度控制在2 km/h～4 km/h。終壓采用雙鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)靜壓1遍，速度控制在3 km/h～4 km/h，以無(wú)明顯輪跡為準(zhǔn)。

5)養(yǎng)生。冷再生層在加鋪上層結(jié)構(gòu)前須進(jìn)行養(yǎng)生，將再生層內(nèi)的水分進(jìn)行蒸發(fā)，一般3 d～7 d。當(dāng)再生層可以取出完整芯樣，或再生層含水率低于2%時(shí)，可提前結(jié)束養(yǎng)生。養(yǎng)生期結(jié)束，在鋪筑上層瀝青層前應(yīng)噴灑黏層。

6 結(jié)語(yǔ)

冷再生技術(shù)適應(yīng)我國(guó)半剛性、剛性基層瀝青路面大中修、改擴(kuò)建路面重修，實(shí)現(xiàn)路面柔性轉(zhuǎn)換，徹底消除路面反射裂縫，減少路面早期損壞，提高公路耐久性，大幅降低養(yǎng)護(hù)成本。

乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)適用于高速公路和一、二級(jí)公路瀝青路面的下面層及基層、底基層使用，在我國(guó)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)廢舊料的全部回收利用，降低了原材料成本，減少環(huán)境污染，有效延長(zhǎng)可施工季節(jié)。與就地冷再生相比，對(duì)混合料配合比控制更為準(zhǔn)確，有助于提高路面平整度，保證路面性能。