厂拌冷再生技术在徐州干线公路大中修工程中的应用

摘要：随着国家“十二五规划”节能减排的要求，在路面施工过程优先使用混合料再生技术，在徐州206国道施工过程中采用厂拌乳化沥青再生技术，就配合比设计、性能试验及施工工艺，进行总结。

关键词：厂拌冷再生配合比设计 性能验证 施工工艺

中图分类号： S611 文献标识码： A

1、概况

在江苏省徐州市国道G206路面大中修工程中,由江苏冠盛路桥工程有限公司协同中公高科（北京）养护科技有限公司采用了厂拌冷再生技术进行大修,这在徐州市尚属首次。本文就对这次厂拌冷再生技术的应用情况和施工经验加以介绍。

G206江苏徐州段北起贾汪区、南至铜山县，海母（HiRM）再生项目位于上行K673.2～K676.1和下行K672.0～K674.8、K680.0～K682.9。在开工之前开展了海母（HiRM）再生下面层混合料目标配合比设计及路用性能试验，根据目标配合比设计结果，采用安迈4000型 拌合机进行了试拌试铺。

2、目标配比设计

2.1 海母（HiRM）胶结料检测

海母（HiRM）再生胶结料是由特种乳化沥青和325#水泥组成的双胶结料，其种乳化沥青检测结果及技术要求如表1所示。由表可得知，特种乳化沥青各项指标检测结果均能满足技术要求。

表1特种乳化沥青检测结果及技术要求

2.2 铣刨料和集料检测

海母（HiRM）再生混合料配合比设计时用的粗细集料取自当地的石灰岩碎石，其各项指标均能满足技术要求。海母（HiRM）再生混合料配合比设计时用的铣刨料取自G206江苏徐州段路面大修的沥青上、下面层混合铣刨料（记为SX）和仅沥青下面层铣刨料（记为X），铣刨料和集料的级配筛分检测结果如表2所示。由表可得知，仅沥青下面层铣刨料（记为X）中的9.5mm以下筛孔通过率大于沥青上、下面层混合铣刨料（记为SX），即仅沥青下面层铣刨料较沥青上、下面层混合铣刨料细。

表2铣刨料和集料的级配筛分检测结果

2.3 海母（HiRM）再生矿料级配设计

考虑到路面结构中海母（HiRM）再生下面层仅铺筑7cm厚度，海母（HiRM）再生混合料矿料级配设计成偏细的粗型AC-25型矿料级配。室内试验选取三条目标矿料级配进行试验研究，其原材料组成比例如表3所示。

表3三条目标矿料级配的原材料组成比例

2.4 最佳液体含量

依据《公路工程无机结合稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）中的重型击实试验（T0804-94）方法（丙法），确定合成级配SX-1混合料的最大干密度为2.125g/cm3，对应的最佳含水量6.0%（最佳液体含量为8.4%，拌和时需外加水量4.4%）；合成级配SX-2混合料的最大干密度为2.142g/cm3，对应的最佳含水量5.6%（最佳液体含量为8.0%，拌和时需外加水量4.0%）；根据合成级配X与合成级配SX-2结果相近原则，推定其混合料的最大干密度为2.150g/cm3，对应的最佳含水量5.8%（最佳液体含量为8.2%，拌和时需外加水量4.2%）。

2.5 最佳特种乳化沥青用量

初始特种乳化沥青用量定为3.5%，按0.5%的变化逐级增加至4.5%，分别进行海母（HiRM）再生混合料体积指标、马歇尔稳定度、劈裂强度与水稳定性试验，确定最佳特种乳化沥青用量为4.0%，其试验数据如表4~5所示。

表4合成级配SX-1和SX-2体积指标及力学性能试验结果

表5合成级配X体积指标及力学性能试验结果

2.6 设计级配的性能验证

主要开展了海母（HiRM）再生混合料的高温稳定性、水稳定性、无侧限抗压强度等性能验证，试验结果如表6所示。

表6海母（HiRM）再生混合料性能试验验证结果

2.7 目标配合比设计结果

海母（HiRM）再生下面层混合料目标配合比设计结果如表7所示。

表7海母（HiRM）再生混合料目标配合比设计结果

3、生产配合比验证与试拌

3.1 海母（HiRM）混合料拌和时间

采用间歇式拌和楼的热拌工艺进行常温拌和，冷料干拌5～8s，加水拌和5～8s至均匀，喷洒特种乳化沥青拌和时间35s，总拌和时间不超过45s。

3.2 海母（HiRM）混合料级配控制

1）从原材料级配、冷料仓进料速度和干燥滚筒混匀（开启转动）三个方面进行控制海母(HiRM)再生混合料拌和时的矿料级配；

2）标定了各冷料仓下料速度，依据配比设计结果进行设定；

3）标定了加水系统；

4）对易堵塞处（冷料仓下料口、干燥滚筒、提升筒、热料仓下料口）预先处理，拌和结束后清理拌和设备，包括冷料仓下料口、滚筒进入提升部位。

3.3 海母（HiRM）再生混合料试拌试验结果

依据目标配合比设计结果，12日进行了生产配合比的验证与试拌工作，并对试拌混合料取样成型马歇尔试件，进行各体积指标和强度指标的验证，试验结果如表8所示。同时，测定再生混合料级配组成等实际拌和参数。

表8海母（HiRM）再生混合料试拌试验结果

4、试铺

海母（HiRM）再生面层施工开工前，均需先试铺。试铺路段选在一般路段路面上进行试铺与验证，长度约280m。

4.1 各环节操作要点检验

试验段验证对以下要点进行了认真检验：

1）拌和机的操作方式——包括上料速度、拌和数量、加水量与拌和时间等。

2）验证按照配合比设计参数生产的混合料的施工性能，决定正式生产用的矿料比例组成和特种乳化沥青用量。

3）摊铺机的操作方式——摊铺速度和自动找平方式等。

4）压实机具的选择、组合，压实顺序，碾压速度及遍数。

5）施工缝处理。

6）海母（HiRM）再生下面层的松铺系数。

7）检验施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式等是否运转正常。

8）通过实验室全面检验，确认配合比各参数在施工中的实现，并确定施工质量指标满足设计及规范的相关要求。

4.2 试验段实验室数据

对试铺混合料取样成型马歇尔试件，进行各体积指标和强度指标的验证，试验结果如表9所示。

表9海母（HiRM）再生混合料试铺试验结果

4.3 施工工艺总结

1）摊铺前准备

A、旧基层局部挖补处，可采用海母(HiRM)再生混合料进行填补，并采用小型压路机压实后，再整体铺筑海母(HiRM)再生下面层。

B、旧基层裂缝宽度超过5mm时，采用乳化沥青砂进行灌缝；裂缝宽度在3~5mm时直接采用热沥青灌缝；裂缝宽度小于3mm不进行处理，旧基层裂缝处理后再做石屑下封层，其中下封层建议采用5～10mm碎石封层。

2）摊铺时注意要点

A、摊铺时应缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，摊铺速度宜控制在2～4m/min范围内；

B、旋转时应保持匀速、布料高度不超过2/3以减少离析。摊铺局部离析处应人工清除后用新料填补、必要的撒料；

C、通过试铺压实确定松铺系数取1.25。

3）施工纵横缝处理

A、隔天铺筑的横向接缝采用垂直切平，即平接缝方法，顺接摊铺前采用改性乳化沥青（同粘结层材料）涂刷，相邻两幅及上、下面层横向接缝均应错位1m以上；

B、对于纵向接缝也采用垂直平接缝方法，摊铺前也采用改性乳化沥青（同粘结层材料）涂刷，上、下面层纵向接缝应错位30cm～40cm；

C、沥青混凝土上面层摊铺前，按设计要求喷洒改性乳化沥青粘结油，进一步起到封闭施工纵、横缝。

4）压实机械组合

压实机械组合：双钢轮压路机静压和振压各1遍+单钢轮压路机振压1遍、静压2遍+胶轮压路机2遍+双钢轮压路机收面1遍。

5）压实度的控制

采用基于击实法最大干密度、现场灌砂法测得压实度和基于马氏密度、现场钻芯法测得压实度双指标控制，现场灌砂法检测数据如表10所示。

表10海母（HiRM）再生下面层灌砂法测得压实度结果

4.4 试铺存在问题的解决

1）生产前一天，对铣刨料进行筛分据此微调生产级配。同时实测铣刨料含水量，为拌和加水量提供依据；

2）定期对冷料仓上料速度进行标定，加强混合料的级配控制；

3）延长加入特种乳化沥青后的拌和时间至35s；

4）拌和加水量依据铣刨料含水量进行调整，控制海母（HiRM）再生混合料的含水量在5.5~6.0%。

5、结论:铺筑质量检测

施工过程中，依据试拌试铺的海母（HiRM）再生混合料筛分结果、铣刨料的筛分对工程级配进行了调整，如表11~12所示。

表11海母（HiRM）再生混合料的各档材料用量比例2

表12海母（HiRM）再生混合料的各档材料用量比例3

铺筑过程中，实验室对海母（HiRM）再生混合料的各项路用性能开展了研究，其试验结果汇总如表13所示。

表13海母（HiRM）再生混合料的各项性能试验数据

经过连续四天多的铺筑，从拌合楼生产到现场摊铺、碾压，均摸索总结出了可行的经验，工程操作熟练程度也大大提高。海母（HiRM）再生试验路段铺筑期间存在一些问题，通过工程实践与不断总结，多数问题获得了解决，有的尚需不断积累工程试验数据，进而完善和提高海母（HiRM）再生施工工艺。

参考文献

中华人民共和国行业标准 《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004北京 人民交通出版社 2004

中华人民共和国行业标准 《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

中华人民共和国行业标准 《公路工程无极结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009北京 人民交通出版社 2009

拾方治、马卫名等主编《沥青路面再生技术手册》 北京人民交通出版社，2006

作者简介;袁威，男，34岁，工程师、国家注册一级建造师，交通部试验检测工程师，2002年毕业于东南大学土木工程（道路与桥梁）专业，多年来一直从事沥青混凝土路面的研究、项目实施工作。