厂拌热再生技术在公路养护工程中的应用

文／张家口市路桥工程监理咨询有限责任公司 赵延玲

关键字:厂拌热再生技术；公路工程；养护；配合比设计

1 工程概况

某高速公路车流量大，且超载超限车辆多，原路面按照厚3cmAC-13C水稳碎石上面层+厚4cm AC-20C改性沥青混合料面层+厚20cm水稳碎石基层+厚30cm石灰土层设计，运行4年多以来，路面先后出现较为密集的纵横向裂缝、唧浆、沉降等病害，须进行病害路段养护加固处理。在对病害路段进行路基路面取芯试验及弯沉分析的基础上，经过综合考虑，决定采用补强和再生养护方案。厂拌热再生施工技术是将所回收的沥青铣刨料破碎筛分处理，并按设计配合比和新沥青材料、新集料、再生剂等在拌合厂站集中处理为性能与新混合料相当的热拌再生沥青混合料，再生料性能质量稳定且品质优良[1]，可以实现旧铣刨料的再生循环利用。

2 厂拌热再生混合料设计

2.1 铣刨料旧沥青性能

改性沥青面层铣刨料是高速公路厂拌热再生混合料的主要材料，本工程在设计及试验阶段选取代表性强的铣刨料样品进行沥青含量及旧料性能检测的抽提筛分试验，结果表明，铣刨料中沥青含量为4.1%，且沥青膜厚度均匀，性能良好，25℃针入度为36（0.1mm），延度21.5cm，软化点65℃。本工程回收的旧沥青材料性能检验结果符合相关规范对再生混合料性能的规定，表明其具有再生利用价值。旧铣刨料压碎值为20.9%，洛杉矶磨耗值为28.3%，针片状含量19.4%，其性能指标符合规范要求，但针片状含量超出规范所规定的18%的标准，所以必须采取有效措施并减少新集料内针片状含量[2]。

在进行所回收改性沥青面层铣刨料处理的过程中，采用SBS改性沥青，所掺加的粗细集料及矿粉性能指标均符合相关规范规定，铣刨料掺加比控制在20~30%，根据铣刨料中沥青材料的老化程度、质量变异程度及再生混合料设计要求等确定出铣刨料掺加比应为20%，其合成级配详见图1。

图1 AC-20C厂拌热再生混合料合成级配图

2.2 再生料配合比设计

再生料配合比设计过程与普通沥青混合料配合比设计过程相同，在分析不同油石比对应的马歇尔指标的基础上确定的热再生混合料沥青用量为4.0%，最佳油石比4.2%，还与普通AC-20改性沥青混合料共同进行了关键性能是否符合相关规范的试验，试验结果显示，厂拌热再生沥青混合料动稳定度为5240次/mm，残留强度比为98.4%，残留稳定度为96.9%，普通AC-20改性沥青混合料动稳定度为5875次/mm，残留强度比为98.2%，残留稳定度为96.6%，再生沥青混合料各项性能指标均符合相关规范，路用性能良好，其性能与普通改性沥青混合料相比与新拌合混合料更为接近。

3 厂拌热再生施工

3.1 铣刨料预处理

回收的改性沥青面层铣刨料必须分别回收和堆放，通过推土机和装卸机将回收铣刨料堆充分混合后，改用破碎机破碎处理，使回收料最大粒径比再生沥青混合料最大公称粒径小。将破碎处理后的回收料按0～5mm和5mm以上两档进行筛分，通过装卸机运输至料场均匀堆放，在料场内搭设大棚，建立完善的防排水系统，防止回收料曝晒和雨淋后含水量发生变化而影响材料性能。铣刨料及时使用，防止因回收料自重而导致筛分好的材料重新结块。

3.2 厂拌热再生混合料拌合、运输

根据拌合设备所具有的生产能力、再生混合料含水率及级配、新沥青粘温曲线等进行厂拌热再生沥青混合料生产温度的确定。将铣刨料筛分为0~5mm和5~10mm两档挡料，通过装载机将再生料运输至配料斗，称重厚按设计比例掺配搅拌，再借助新增设备完成传送和配料，严格按照相关规定进行热拌沥青混合料拌合过程及质量控制。

再生混合料拌合完成后通过20t自卸车运输，装料前对车厢进行彻底清扫，并涂刷一层防粘隔离剂，装料过程中缓慢移动车辆并分前、中、后三次平衡装料，运输过程中用双层篷布覆盖。自卸车辆抵达施工现场后空挡停放在摊铺机前100~300m的范围内，在摊铺机的推动下前进卸料。

3.3 厂拌热再生混合料摊铺、碾压

厂拌热再生沥青混合料摊铺温度保持在150～165℃，摊铺施工过程匀速、缓慢且连续，摊铺速度控制在1.0～3.0m/min，摊铺机不得中途停止或任意调整摊铺速度、变换摊铺路线。混合料碾压温度不低于140℃，如果碾压温度达不到要求，必须按设计比掺加温拌剂。

4 质量控制及效果检测

加强摊铺碾压平整度、摊铺温度、压实度、渗水系数等项目的检测与控制，再生沥青混合料级配和含水量均应按照《再生技术规范》（JTG F41-2008）每天检查一次，且含水量设计值应不大于3%。摊铺碾压施工过程质量管理应符合相关规范，并对施工过程进行抽检。

施工结束后进行再生混合料面层性能测试，所检测得芯样马氏压实度为98%，渗水系数均值不超过50mL/min，平整度为2.4mm，空隙率4.2%，均符合技术要求和相关规范。施工路段运行半年后对厂拌热再生沥青混合料面层进行再次检验，结果表明，混合料旧沥青集料级配均匀，且并未发生旧沥青材料继续老化问题，面层厚度和压实度均符合规范要求，新加铺路面层渗水较大，但再生混合料面层几乎不透水。

5 结论

厂拌热再生技术应符合国家相关政策所提出的高速公路养护施工中废旧沥青路面材料循环利用率不能低于90%的要求，该技术对改性沥青面层铣刨料的回收利用能减少养护施工过程中碳的排放，降低施工成本。为保证再生混合料性能与施工质量，须加强对改性沥青面层铣刨料回收、加工、储存及摊铺、碾压等环节的控制。