【技术】沥青路面厂拌热再生技术在公路养护中的应用研究
摘要：本文以沥青路面养护工程为依托,对厂拌热再生工艺过程进行了较为详尽的分析,介绍了配合比的设计、混合料的质量要示、施工条件及其施工工艺等内容,工程实践表明再生混合料具有良好的路用性能。
关键词：沥青路面；厂拌热再生；公路养护
所谓厂拌热再生技术,是将旧的沥青路面混合料切削回收,集中到再生拌和厂,再根据旧混合料性能的变化,掺入不同的热添加材料,然后拌和成符合路面技术性能要求的再生混合料,最后运入施工现场,摊铺并碾压成为新的沥青路面。
厂拌热再生技术在国内外应用非常普遍,其施工机械为多台功能单一的再生设备如铣刨机、破碎筛分机、再生拌和机、运输厂拌设备、路面摊铺机及压路机等共同配合,完成全部再生作业。再生混合料的级配、新旧料的掺配比例、温度及拌和均匀程度等均由再生拌和设备进行控制。
1.再生混合料配合比设计
再生沥青混合料,因用了一定数量的旧路面材料,而使得在混合料的组成设计方法上,有别于新沥青混合料。在进行再生混合料组成设计之前,首先确定再生沥青混合料的类型,对于高等级公路路面补修,再生混合料类型要与原路面一致。有时也要根据路面病害的形成原因、摊铺厚度的限制、原材料的不同对矿料级配范围可作适当调整,但须试验论证。
再生沥青混合料的组成设计,要合理地确定旧料的掺配率，根据旧料的老化程度确定是否要掺加再生剂,并确定其掺加的数量。然后确定旧沥青和新沥青的配合比,使调配而成的再生沥青具有适合的粘度,并在性能上获得某种程度的改善,以满足路用要求。再根据再生路面结构类型和旧料级配情况调整再生混合料的集料级配,以满足混合料在强度、抗滑、防渗、稳定等方面的要求。
2.再生混合料的用途及其质量要求
在高等级公路路面养护施工中,再生沥青混合料直接用于路面面层,要求再生混合料具有良好的品质,旧料掺配率宜取较低值,如30%～40%。若在低等级公路路面养护中,旧料掺配率可取较高值,如50%-80%。现各地铺筑再生沥青路面,为适应大交通量的要求,常做成双层路面结构,即将再生层铺筑于路面下层,上面加铺全新混合料面层。对于这种再生路面结构,可适当放宽对再生混合料的质量要求,旧料掺配率可取高值。
3.再生混合料施工条件
采用机械拌制再生混合料,旧料掺配率将受到机械工作方式和旧料加热方法的限制。例如,采用间歇式拌和机拌制再生混合料,新集料在干燥筒内过热,温度达240℃左右,然后进入拌缸,加入旧料,旧料借助于热传导吸收新集料的热量而升温,为了保证再生混合料出料温度不至过低,则必须限制旧料的掺配率,一般不超过30%;如旧料在进入拌和缸前,经过预热,旧料的掺配率可适当提高至40%。采用滚筒式拌和机拌制再生混合料,根据滚筒式拌和机不同的改装方式,旧料掺配率可达从40%-60%不等。
4.再生混合料的施工
4.1旧路的翻挖、破碎和筛分
旧路面沥青面层和基层有一定的结合力,翻挖或铣刨时有时会将基层的少部分材料带起,如果基层是灰土类材料,应尽量清除,否则会影响再生料的性能。而基层为碎石类,即使基层材料混于再生料中, 对再生料的影响不会太大。特别注意铣刨过程中,避免破坏基层,并在气温合适的季节进行。使用前必须破碎旧料,其粒径不能过大,一般破碎后的旧料粒径宜小于25mm,最大不超过35mm。否则再生剂掺入内部较困难,且旧油不易释放,影响整个混合料的性能。破碎方法有人工破碎、机械破碎、加热分解等。
4.2再生剂的添加
再生剂的添加方式对整个再生混合料的使用品质有很大的影响,按工序来分主要有两种方法:(1)在混合料拌和前将再生剂喷洒在旧料上,拌和均匀,静置数小时至1-2天,使再生剂充分渗透到旧料中,将旧料软化。静置时间的长短,应根据旧料老化的程度、施工温度和试验喷洒结果而定。(2)先将旧料加热至100℃左右,然后在拌缸内边喷洒再生剂边拌和旧料,接着将加热过的新料和旧料拌和,再加入新沥青材料,再加以拌和均匀。这种方法简化了工序,生产效率得到了提高。
4.3施工配料
按再生混合料的组成设计,将旧料、新集料、新沥青及再生剂进行配料,每次掺加新沥青的数量为总沥青量与旧料掺配量中旧沥青和再生剂含量之差。高等级再生沥青路面工程,对再生路面的质量要求较高。再生混合料设计应注意选用品质良好的集料和沥青材料;若旧料老化严重,则应注意选用合适的再生剂;注意通过各项试验确定材料配合比。
4.4再生混合料的拌和
再生混合料的拌和按机械设备的不同主要可分为连续式和间歇式两种。拌和时必须准确掌握加热、掺配工艺和剂量,切实控制拌和温度,新集料先进入高温区,加热温度范围为100℃～240℃,而旧料宜进入余热区通过热交换和余热升温融化,待新旧集料混合且热传递平衡后再加入新沥青拌和至颜色均匀一致后出料,出料温度应在140℃-160℃。不同的掺配比例,废料不同的含水量,新料的加热温度、新旧料在搅拌缸中的热传递拌和时间都不相同。下表为掺配不同比例废料,在废旧料不同含水量的情况下,新料的加热温度和拌和时间(假设废旧料为常温20℃,拌和出料温度为160℃)。
4.5摊铺、碾压和初期养护
准备工作。再生混合料摊铺前的准备工作,包括修整原有路基、清理基层上的泥土及污秽杂物,修整基层表面,浇洒透层油或粘层油,必要时还应考虑设置下封层。对于基层拱度不当,要进行调拱。在摊铺前一、二天,应对基层表面状况进行一次检查,无论未补强而仅设置整平层,还是加铺了补强层,其上面又设置了下封层,如发现局部出现坑洞、脱皮等损坏现象,应加以修补。对于粒料基层,如不设置下封层,应在摊铺前扫除浮动石子和尘土,并浇洒透层油,以保证基层与沥青面层能良好的粘结。若基层设置有下封层,或再生沥青面层直接加铺在旧沥青面层上,则应在表面浇洒粘层油。在陡坡、急弯路段尤其要注意浇洒粘层油,以免沥青面层产生滑移。混合料摊铺、碾压和初期养护。再生沥青路面的摊铺、碾压和初期养护等工艺、质量要求与一般路面施工基本相同。
5.结论
铺筑再生路面充分利用了旧沥青混合料,节约沥青和砂石材料,减少了对材料的需求量，节省了投资,降低了工程造价，又解决了沥青路面翻修所产生大量废料对环境污染问题,保护了人类生存的环境。
参考文献
[1]张文会.沥青路面厂拌热再生技术研究[D].长安大学.2004.04