乳化沥青厂拌冷再生混合料施工工艺研究

摘要： 针对我国公路改扩建及养护工程中的沥青路面再生利用问题，以试验段实体工程为依托，对乳化沥青厂拌冷再生混合料的配合比设计及施工工艺进行系统深入地研究。结合室内试验与试验路修筑，提出了乳化沥青厂拌冷再生混合料的配合比设计步骤，总结了乳化沥青厂拌冷再生基层施工工艺和操作要点，为该项技术在我国公路改扩建及养护工程中的推广应用提供必要的理论指导与技术支持。

Abstract： Aiming at the problem of recycling of asphalt pavement in highway rehabilitation and maintenance engineering， on the basis of the test road construction， mix design and construction process of plant mixed cold recycling emulsified asphalt have been thoroughly and systematically analyzed. Combined with laboratory experiments and test road construction， mix design steps of plant mixed cold recycling emulsified asphalt have been proposed， construction techniques and operating points of plant mixed cold recycling emulsified asphalt base have been summed up. therefore， the necessary theoretical guidance and technical support will be provided for the promotion and application of the technology in highway rehabilitation and maintenance engineering in our country.

关键词： 沥青路面；施工工艺；乳化沥青；厂拌法

Key words： asphalt pavement；construction technology；emulsified asphalt；plant mixing method

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0323-03

0 引言

近年来，我国公路建设迅速发展，随着通车里程的逐年递增，许多高等级公路已进入大面积改造维护期，而路面的大修、重建等常规改造维修方法，耗用大量砂石及沥青等限量资源，占用大量的资金，已逐渐影响到我国高等级公路的建设进程及现代化公路交通网的规划与完善。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 乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计

1.1 配合比设计步骤 乳化沥青处理沥青混合料冷再生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。乳化沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比（乳化沥青及水、水泥用量）设计和设计配合比检验三项内容[1]。本文结合国道主干线G040中段勉（县）宁（强）高速公路中修罩面工程[2]，总结乳化沥青厂拌冷再生混合料配合比设计步骤[3，4]如下：①现场铣刨混合料随机取样，进行抽提试验；②预估乳化沥青用量，裹覆试验确定总液体用量范围，击实试验确定最佳液体用量；③在不同乳化沥青用量下，制作马歇尔试件和圆柱体试件，进行强度试验，检验马歇尔稳定度、劈裂强度、抗压强度是否符合要求；④若强度符合要求，确定设计乳化沥青及拌和用水量；若强度不符合要求，则掺加一定量水泥或增加水泥量，重复②～④步骤直至强度符合要求为止；⑤进行设计沥青含量高温车辙、低温抗裂、疲劳等性能试验；⑥确定生产配合比，根据施工情况进行现场调整。

1.2 配合比设计内容

1.2.1 原材料分析。在进行马歇尔试验之前，先要抽取具有代表性的铣刨料通过抽提试验测定其自身的沥青含量、含水量以及铣刨后的级配。由于铣刨集料粒径范围波动较大，冷再生混合料不同于普通的级配沥青混合料，其级配范围相对要宽一些，冷再生混合料级配范围见表1。

1.2.2 配合比设计。根据试验数据，确定水泥和矿粉两种填料的掺配比例，（本工程水泥用量为2%，矿粉用量为2%），然后依照普通沥青混合料掺加3%3.5%4%4.5%，5%五个用量值的乳化沥青（残留物含量不小于55%），按照标准方法进行马歇尔试件成型（采用双面各击150次的大型马歇尔试件）。脱模后，在60℃烘箱中养生48h，养生后空气中冷却至室温，再进行各项指标试验检测。不同乳化沥青用量下再生混合料的空隙率、稳定度、劈裂强度、无侧限抗压强度试验结果见图1-a）～d）。

1.2.3 设计配合比检验。根据不同乳化沥青用量下再生混合料的试验结果可知，当乳化沥青用量为3.5%～4.0%左右时再生混合料的性能最佳，再生混合料的马歇尔稳定度较大，劈裂强度、无侧限抗压强度都较高，是适合选取的施工用乳化沥青用量范围。由此确定的乳化沥青厂拌冷再生基层配合比见表2。

2 乳化沥青厂拌冷再生基层施工工艺和操作要点

2.1 机械选型与配套

2.1.1 松铺系数的确定。由测量队用自动安平水准仪在试验段长度内，每隔10m沿横向方向同一断面，分别沿中分带3m、6m处，精确测量摊铺后的松铺标高。然后待试验段全段终压完成后，再次精确测量上述相同点位的压实后标高。经对所测量的数据进行整理（见附表），松铺系数K=1.37。

2.1.2 施工机械、机械数量的确定。通过试验段总结，一个摊铺作业面施工机械及机械数量确定为 ABG423摊铺机1台，11T双钢轮1台，18T单钢轮1台，26T胶轮压路机2台，加油车1辆，水车1辆，运输车20辆，其工艺流程如下：①拌和楼拌和工艺流程：拌和楼调试验证配合比厂拌混合料运输。②现场施工工艺流程：铣刨原有沥青路面运输RAP材料的破碎、筛分和贮存下承层处理厂拌乳化沥青冷再生混合料运输摊铺、碾压养生质量检测。

2.2 标准施工方法

2.2.1 施工准备工作 ①旧路面铣刨与运输。按照设计厚度铣刨原有的沥青路面，铣刨速度保持均匀一致，铣刨速度控制在6-7m/min。然后将RAP材料运至拌和厂，集中堆放，为防铣刨料发生结块成团现象，避免运输车辆和装载机在铣刨料堆放过程中碾压铣刨料。②下承层准备。为增强原路面下承层和再生层混合料的粘结性能，在摊铺再生层混合料之前对原路面下承层表面认真清扫，清除夹层和对裂缝等病害进行处理。③RAP材料的破碎、筛分和贮存质量管理。RAP材料在拌和厂进行充分破碎，按尺寸分级，避免大尺寸集料的存在。RAP材料经破碎后进行筛分，达到生产所需的尺寸及级配，即可送至拌和楼生产，也可以贮存起来以后使用。由于在RAP自重和高温的作用下，RAP材料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒，因此RAP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。协调好破碎筛分设备和拌和设备的生产速度，使RAP料堆的高度减至最小。为了减少RAP材料中的含水量对再生混合料质量的影响，对粒径较小的RAP材料采取覆盖的措施。RAP材料的含水量控制在3.0%以下。

2.2.2 关键施工工艺

2.2.2.1 混合料拌和。拌合楼为ARC300E型再生拌和楼，最大产量240吨/时，>9.5mmRAP：9.5mmRAP，

2.2.2.2 混合料运输。①混合料采用干净、有金属底板的自卸汽车运输，车槽内无有机物质，车辆底部及两侧清扫干净，采用篷布覆盖，用以保湿和防止污染，直至卸料时取下覆盖篷布；②车辆装料分3次品字形装料，第一次靠车厢前部，第二次靠车厢后部，第三次靠车厢中部；③运到现场的乳化沥青再生混合料，专人凭料单检查质量；④摊铺机连续摊铺时，运料车在摊铺机前10～30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车挂空档，靠摊铺机推动前进。

2.2.2.3 混合料摊铺。采用1台ABG423摊铺机作业，作业时摊铺机的速度、振幅、频率保持一致，料车卸料时，缓慢、均匀、连续不间断进行。随时检查标高及横坡，保证按标高及横坡摊铺。根据拌和厂的混合料生产能力现场摊铺速度确定为3m/min。

2.2.2.4 混合料的碾压。①碾压时，压路机从标高较低的一侧向标高较高的一侧碾压，在超高路段由内侧向外侧碾压，压完全幅为一遍。②碾压时将驱动轮面向摊铺机。碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移。压路机起动、停止减速缓慢进行。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车，以保证铺层表面不受破坏。通过试验段确定碾压组合及方案为：Ⅱ区：（初压）双钢轮压路机静压1遍、振压1遍，（复压）单钢轮压路机静压1遍、振压2遍，胶轮压路机稳压5遍（终压）双钢轮压路机静压1遍。③压路机以慢而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度符合表3规定。

2.2.3 施工管理及其他

①施工中的协调和配合。试验段施工过程中各环节保持连续，各环节的作业机械与生产能力基本匹配，未出现窝工现象；现场指挥系统灵活、机动，质保体系运转顺畅，质保人员责任落实到位；施工现场忙而不乱，井然有序地按照预定施工方案和技术交底要求进行了乳化沥青再生层试验段的施工。②机构设置及人员配备验证情况。为保证乳化沥青再生层试验段的成功铺筑，项目经理部以项目经理为总指挥，项目总工负责试验段的技术质量工作、项目生产副经理负责组织生产和协调管理，摊铺施工队负责组织摊铺施工，机材部负责试验段的机械调度和维修，办公室负责施工后勤保障和文明、安全、环保工作。通过试验段成功的铺筑，我部原拟定的生产指挥系统及各岗位职责被证实是合理的、能满足施工生产需要的。

3 结语

本文结合国道主干线G040中段勉（县）宁（强）高速公路中修罩面工程，系统研究了乳化沥青厂拌冷再生混合料的配合比设计及施工工艺，得出以下结论：

3.1 乳化沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比（乳化沥青及水、水泥用量）设计和设计配合比检验三项内容，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；

3.2 乳化沥青厂拌冷再生基层施工工艺易于控制，可全部回收利用原路面铣刨的沥青混合料，能够保证工程质量；并大大降低了路面的维修周期，改善了施工条件，延长了可施工季节，乳化沥青厂拌冷再生混合料可用于高速公路的中下面层、基层或低一级的沥青混凝土路面的面层，从技术创新、降低能耗和保护环境角度讲，乳化沥青厂拌冷再生技术在我国公路改扩建及养护工程中具有广阔的应用前景和重要的社会经济意义。

参考文献：

[1]交通部公路科学研究所.JTG F40-2004公路沥青路面施

工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[2]陕西高速机械化工程有限公司.2010年勉宁高速公路中

修罩面工程乳化沥青再生层试验段总结报告[R].2010，4.

[3]张文浩，张科飞，陶卓辉.高性能乳化沥青厂拌冷再生技术研究[J].市政技术，2011，29（3）：134-139.

[4]范志勇.乳化沥青厂拌冷再生技术的应用[J].工程科技， 2011，（35）：292.