本期专题
厂拌冷再生技术在旧沥青路面改造中的应用
薛
明,谢昭彬,金辉煌,曾志勇
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1
2
2
(1.同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海200092;2.江西省高等级公路管理局,江西南昌)330046
摘要:文章以昌九高速公路技术改造工程为例,对冷再生作用机理作了简要分析,同时也对冷再生混合料设
计,质量控制等方面的内容作了介绍,得出的结论是旧沥青路面材料经厂拌冷再生后可以用作高速公路的上基层材料。
关键词:沥青路面;厂拌冷再生;质量控制;验收标准中图分类号:U414
文献标识码:B
自上世纪90年代以来,我国的高速公路建设发展迅速,截至2007年年底,高速公路通车总里程达5.36万km,这之中沥青路面占有相当大的比重。然而,由于沥青路面的设计寿命通常为15年,许多早期建设的沥青路面已进入大、中修期。据统计,从现在起,每年有12%的沥青路面需要翻修,产生的旧沥青废弃量将达到220万t,并且这个数字以每年15%的速度在增长。那么,10年以后,沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万t,按现行的基层材料工程单价计算,届时如果通过再生利用每年可节约材料费至少15亿元。否则会造成巨大的环境和社会效益的损失。
鉴于此,本着生态环境保护及资源可持续发展的原则,这次昌九高速公路技术改造项目创造性提出了旧沥青路面再生利用的思想。更进一步地,基于工程造价降低,施工便捷性,旧沥青路面材料利用率及再生后路用性能等方面的考虑,最终确定本次路面改造采用厂拌冷再生技术,并将其应用于新路面结构的上基层上。
新拌和,然后再运往施工现场摊铺、碾压成型,使之能够满足一定的路用性能的一套工艺技术。
1.1昌九高速公路路面结构
(1)
原路面典型结构形式为:30cm未筛分碎石
20cm二灰碎石+6cm热拌沥青碎石+4cm中粒式沥青混凝土+4cm细粒式沥青混凝土。
(2)
改造后的路面结构形式为:30cm级配碎石
20cm水稳+12cm再生沥青混凝土+6cmAC-25C+6cmAC-16C+4cmAC-13。1.2旧沥青路面材料的基本性质
(1)
试验室为了获得有代表性旧沥青铣刨料试样,
在料堆的不同方位取10份试样以减小试验误差。然后将试样充分拌匀后分成两组,一组用于进行混合料筛分)。试验,另一组用于确定混合料中旧沥青组成(见表1
基于美国在厂拌冷再生的成功经验,试验室参照《美国再生沥青指南》提供的参考级配对旧沥青路面铣刨料的级配组成分析:铣刨料最大粒径为31.5,其中
1沥青路面厂拌冷再生概述
沥青路面的厂拌冷再生技术,是将旧沥青路面材料铣刨、翻挖后运至再生拌和站经破碎、筛分,并加入稳定剂、水泥、水和新集料(如果需要)等按一定比例重
4.75mm以上粒料所占比例为53.9%,0.075mm以下颗粒含量只有0.2%。铣刨料中粗颗粒较多,细集料含量偏少,单一铣刨料不能满足规范对基层级配的要求。因此,要对铣刨料进行级配调整,本次再生的做法是将原路面铣刨料筛分成0~10mm,10~31.5mm两种规格集料,
表1铣刨料原样筛分结
作者简介:薛明(1950-),男,河北衡水人,高级工程师,从事公路与机场工程方面的研究、教学与设计工作。
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2008年06期(总第42期)
通过调整这两种规格料的掺配比例形成最佳级配。
(2)对另一组试样进行阿布森回收试验,试验数据详见表2。
表2回收沥青指标
阻力有一个变化过程,在混合料初期和后期对强度的贡献不同。内聚力主要是由沥青的粘聚力及沥青与矿料的粘附力组成,内摩阻力主要是由集料之间的嵌挤和摩擦构成.混合料抗剪强度可以应用摩尔一库仑包络线方程求得,如下式所示
τ=C+σ×tanφ
式中,τ为混合料抗剪强度,MPa;С为混合料粘结力,
MPa;φ为混合料内摩擦角,MPa;σ为正应力,MPa。
乳化沥青再生混合料必须经过乳液与集料的粘附、
试验发现:沥青质明显增加,饱和分,芳香分含量变化不大,胶质含量有所降低。由于沥青化学组分的移行,从而引起沥青物理-力学性质的变化为:针入度变小、延度降低、软化点和脆点升高,因此,旧沥青需要进行再生处理方可满足路用性能的要求。
分解破乳、水分蒸发之后才能完全恢复原有的粘结性能,并在压实作用下,沥青与集料紧密粘结在一起形成强度。
摊铺碾压的乳化沥青再生混合料,初始由于沥青粘结力和内聚力都较低,所以混合料初期强度主要来源于内摩阻力。随着水分蒸发和行车荷载压实,乳化沥青再生混合料密实度逐步增加,裹覆在集料表面的沥青、乳化剂的分布状态进一步调整,强度不断增长,30天后强度几乎完全形成。此时乳化沥青再生混合料具有热沥青混合料同样的路用性能,内聚力和内摩阻力同时起作用,尤其是内聚力的提高,使强度有较大的增长。一般说来,初期强度主要是由内摩阻力形成的,而内聚力在后期强度的形成中起着主要作用。
2厂拌冷再生机理分析及各再生剂的用途
沥青路面在行车荷载和自然因素如日光、温度、水、冰冻等作用下,会导致沥青组分的移行,即沥青质明显增加,饱和分,芳香分含量变化不大,胶质含量有所降低,从而导致沥青的老化。目前,对旧沥青再生的机理研究有两种理论[2,4],其一为相容性理论,该理论从化学热力学出发,认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低,导致组分间溶度参数差增大,认为如能掺人一定的再生剂使其溶度参数差减小,则沥青就能恢复到原来性质;另一理论为组分调节理论。该理论是从化学组分移行出发,认为由于组分的移行,沥青老化后,各组分间比例不协调,导致沥青路用性能降低,如能通过掺加再生剂调节其组分则沥青将恢复原来性能。所以,要使老化沥青恢复原有性能,就需要将已老化沥青和原沥青的组分进行比较后,向老化沥青中加人所缺少的组分(即添加沥青再生剂),使组分重新协调。根据这一理论,并按照将旧沥青路面材料再生成柔性基层的设计要求,本次我们选用的再生剂为乳化沥青和水泥,而矿粉作为填充剂改善级配。
2.2水泥
水泥作为外掺剂用于厂拌冷再生沥青混合料中,主
要是利用水泥水化产物形成凝聚力及旧沥青结合料的粘聚力组成的复合力,使混合料获得较快的早期强度并提高水损性能。同时,一部分水泥起着矿粉的作用,作为混合料的填料。
2.3矿粉
矿粉作为另一外掺剂用于厂拌冷再生沥青混合料
中,是利用矿粉的填充作用,改善冷再生料的级配状况,降低空隙率。更重要的是,矿粉形成的沥青胶浆可以增加沥青混合料的粘结力。
2.1乳化沥青
乳化沥青作为再生剂之一,在常温下具有良好的流
3厂拌冷再生沥青混合料设计
3.1
冷再生基层混合料目标配合比设计
由于单一铣刨料不能满足基层级配的要求,再生拌和厂随后将其筛分成0~10mm,10~31.5mm两规格料。试验室从已经筛分好的0~10mm,10~31.5mm的料堆中
筛分结果
动性,拌和时能直接与湿润集料粘附,可以在常温下与集料拌制并摊铺压实。乳化沥青再生混合料强度构成因素主要是材料的内聚力和内摩阻力[1]。但内聚力和内摩
表3RAP(0~)10mm
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表4RAP(10~)31.5mm
筛分结果
表5合成级配筛分结果
分别取样做筛分试验,筛分结果如表3、表4所示。
从表3和表4可以看出,原路面铣刨料经过筛分后,各规格集料归属较清晰,离散性变小,有利于参配成再生沥青混合料。
试验室参照《美国沥青再生指南》CR集料A型级配[3],最大粒径是31.5cm,公称最大粒径为26.5cm,设计配比为RAP(10-30)∶(0-10)∶矿粉(外掺)∶水泥(外RAP掺)=43∶57∶2.5∶1.5,设计合成级配及级配曲线分别见表5,图1。
分析表6:当乳化沥青外加量为4%时,马歇尔试件的各项技术指标都达到最优值,所以确定乳化沥青按
4%外惨。
(2)确定最佳含水量
采用马歇尔试验确定冷再生沥青混合料最佳含水量,通过大量的试验数据表明,当冷再生料总含水量在
4%时,所得到的马歇尔成型湿密度,毛体积密度,稳定度和15℃劈裂强度都为最大值,并且此时孔隙率最小。因此,确定厂拌冷再生沥青混合料的最佳含水量为
4%。
4厂拌冷再生沥青混合料的质量控制
4.1
试验室对再生料的质量控制
总的说来,厂拌冷再生混合料室内试验目的有3个,其一确定再生料的生产配合比;其二验证拌和设备的生产性能,包括对乳化沥青,矿粉,水泥用量及级配等检测以确定它们是否满足生产配合比的要求;再者是通过室内试验数据指导现场施工。虽然本次再生未添加
图1级配曲线图
新集料,但是两档规格料在不同路段上性质会有差异,所以要及时调整生产配合比。此外,生产过程中要对原材料进行总量控制,这样才能做到了对冷再生拌和厂的生产质量双重控制。以下以昌九高速公路技改工程A1标右幅K40+500~K41+800路段室内试验为例加以说明。
此路段按生产配合比RAP(10-31.5)∶(0-10)∶水RAP(外掺)∶矿粉(外掺)∶乳化沥青(外掺)∶水(外掺)=47∶泥53∶
3.2最佳乳化沥青用量和最佳水用量确定
(1)确定最佳乳化沥青用量
采用马歇尔试验确定乳化沥青用量,通常冷再生乳化沥青基于性能的要求固含量通常为62%,特殊情况下此值也有所变动(见表6)。
表6冷再生沥青混合料马歇尔指标汇总表
1.5∶2.5∶4∶2生产冷再生料。试验结果如表7、表8、图2所示。
通过分析试验数据及原材料的总量控制结果,我们可以认为该路段各项检测项目满足冷再生料设计指标的要求,验证了冷再生拌和站设备运行正常,达到预期的目标。
4.2摊铺现场质量控制
冷再生基层施工现场质量控制包括宽度、厚度、平
整度,压实度等项目的检测,对于宽度、厚度、平整
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表7冷再生成品料筛分结果
表8右幅K40+500~K41+800路段试验室检测数据
度,压实度等项目的检测项目及质量要求如表9所示。在高温季节,冷再生基层养生期不少于3天,在养生过程中要及时检测冷再生基层含水量,以混合料总含水量低于2%作为结束养生工作的最终评判指标。此外,粘层施工宜在养生期结束后进行。
4.4厂拌冷再生质量验收标准
由于厂拌冷再生沥青混合料基层无论是原材料性质还是再生后的力学性能都与热拌沥青碎石基层或其他常规基层不相同,因此提出一套适用于厂拌冷再生基层的验收标准就显得非常重要,各项验收指标见表10。
表10厂拌冷再生沥青混合料上基层质量验收标准
图2冷再生成品料筛分曲线
表9冷再生沥青混合料施工现场质量控制指标
现场压实度检测采用灌砂法和钻芯法两种方法检测。根据现场灌砂法实测湿密度数据显示,现场实测湿密度值在2.111 ̄2.193g/cm3范围内,基本上都大于试验段标准湿密度2.143g/cm3,说明现场压实工艺控制的较好。
在施工完成两天后取芯,测得芯样毛体积密度值在
2.164~2.231g/cm3范围内,均大于试验段标准毛体积密度2.154g/cm3,符合要求。
5再生后的路况及营运路况观察
对2006年昌九高速公路25km沥青路面冷再生路段进行了基层表面的弯沉测定,计算其均值和标准差,并按95%的保证率得到弯沉代表值33×10-2mm,道路通行能力良好,无任何变形与表面剥落等病害,路面平整行车舒适。运行11个月后,对比实验表(下转第20页)
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4.3冷再生混合料养生
铺筑好的冷再生上基层,还含有较高的水分,不宜立即在其上铺筑面层,也不能立即开放交通,需要经过一段时间在空气中自然养生,使水分进一步蒸发。通常
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幅路需要进行多次再生作业,从而导致纵向接缝。一般来讲,相邻作业面最小重叠量为10cm,以保证纵缝处再生料的连续性,同时避免出现未再生的夹带。纵向接缝的位置应尽量避开快、慢车道上车辆行驶的轮迹。
生技术,实现了对路面龟裂、沉陷、车辙、坑槽、基层松散等病害路段的有效改造,不仅达到了节约和再生利用资源、降低成本、可持续发展的目的,而且缩短了工期,降低了工程造价。同时,半幅施工半幅通车,减少了施工对交通和环境的影响,产生了较好的社会效益。
参考文献:
[1][2][3][4][5]
曾石发,徐江萍.冷再生基层疲劳性能研究[J].公路交通科技,2007,24(3):39-42.
潘学政,拾方治.泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的探讨[J].公路交通科技,2007,24(8):19-22.
董泽蛟,谭忆秋,曹丽萍.乳化沥青冷再生混合料的室内设计与性2006,23(2):43-47.能评价研究[J].公路交通科技,
谭忆秋,董泽蛟,曹丽萍,等.应用Superpave体积设计法设计冷再生沥青混合料[J].公路交通科技,2005,22(3):31-34.
李强,马松林,王鹏飞,等.水泥稳定废旧沥青混合料路用性能试验研究[J].公路交通科技,2004,21(5):25-28.
4.3其他注意事项
施工前必须进行原材料和混合料的各项试验,检验合格后方可施工。
施工中随时检测混合料中结合料与添加剂等的含量以及再生料的级配情况,再生机行驶的速度视原旧路的具体情况而定,要满足破碎材料配比的要求;施工过程中,密切关注天气变化,避免在雨天进行再生施工;再生工作长度单幅不超过120m,两幅再生工作重叠宽度不得小于10cm。
5结语
邯郸市市政幸福路大修工程通过采用沥青路面冷再
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
(上接第17页)
明,采用厂拌冷再生技术铺筑的柔性高强上基层路面具有较好的抗反射裂缝能力,较高的抗水损能力,并且没有产生常规的路面病害。通过钻心检验,各项技术指标均达到国家规定的标准。
意养生,使乳化沥青中的水分挥发,以混合料总含水量低于2%作为结束养生工作的最终评判指标。
虽然厂拌冷再生乳化沥青技术目前还不够成熟,至今还没有一套完整的技术规范,相关设备如冷再生拌和站等有待进一步改善,但冷再生混合料良好的路用性能已经通过实践的检验和证明,可以相信,在良好的社会效应和经济效应下,厂拌冷再生乳化沥青技术随着工艺的不断成熟,将被越来越多地应用于沥青路面改扩建工程中。
参考文献:
[1][2][3][4][5]
严金海.沥青路面冷再生设计方法及性能评价[D].东南大学,2006.李伟,聂莉萍,吴友兵.旧沥青路面再生应用与研究现状[J].江西建材,2006(1):78-79.
沈鸿雁.美国沥青再生指南[M].北京:人民交通出版社,2006.李立寒,张南鹭.道路建筑材料[M].上海:同济大学出版社,2004.曾石发,徐江萍.冷再生基层疲劳性能研究[J].公路交通科技,2007,24(3):39-42.
6结语
厂拌冷再生技术在昌九高速公路技术改造工程成功应用,使我们拓展研究思路,积累许多高新养护知识,并得到如下初步结论:
)(1
运行11个月后的对比表明,采用厂拌冷再生
技术铺筑的柔性高强上基层路面具有较好的抗反射裂缝能力、抗水损能力。
(2)在冷再生过程中,通常需根据旧沥青性能并进行再生处理方可满足路用性能的要求。
(3)基于性能的要求,冷再生乳化沥青固含量通常可取60%~65%。
(4)冷再生乳化沥青柔性高强上基层在施工中应注
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摘要:文章以昌九高速公路技术改造工程为例,对冷再生作用机理作了简要分析,同时也对冷再生混合料设
计,质量控制等方面的内容作了介绍,得出的结论是旧沥青路面材料经厂拌冷再生后可以用作高速公路的上基层材料。
关键词:沥青路面;厂拌冷再生;质量控制;验收标准中图分类号:U414
文献标识码:B
自上世纪90年代以来,我国的高速公路建设发展迅速,截至2007年年底,高速公路通车总里程达5.36万km,这之中沥青路面占有相当大的比重。然而,由于沥青路面的设计寿命通常为15年,许多早期建设的沥青路面已进入大、中修期。据统计,从现在起,每年有12%的沥青路面需要翻修,产生的旧沥青废弃量将达到220万t,并且这个数字以每年15%的速度在增长。那么,10年以后,沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万t,按现行的基层材料工程单价计算,届时如果通过再生利用每年可节约材料费至少15亿元。否则会造成巨大的环境和社会效益的损失。
鉴于此,本着生态环境保护及资源可持续发展的原则,这次昌九高速公路技术改造项目创造性提出了旧沥青路面再生利用的思想。更进一步地,基于工程造价降低,施工便捷性,旧沥青路面材料利用率及再生后路用性能等方面的考虑,最终确定本次路面改造采用厂拌冷再生技术,并将其应用于新路面结构的上基层上。
新拌和,然后再运往施工现场摊铺、碾压成型,使之能够满足一定的路用性能的一套工艺技术。
1.1昌九高速公路路面结构
(1)
原路面典型结构形式为:30cm未筛分碎石
20cm二灰碎石+6cm热拌沥青碎石+4cm中粒式沥青混凝土+4cm细粒式沥青混凝土。
(2)
改造后的路面结构形式为:30cm级配碎石
20cm水稳+12cm再生沥青混凝土+6cmAC-25C+6cmAC-16C+4cmAC-13。1.2旧沥青路面材料的基本性质
(1)
试验室为了获得有代表性旧沥青铣刨料试样,
在料堆的不同方位取10份试样以减小试验误差。然后将试样充分拌匀后分成两组,一组用于进行混合料筛分)。试验,另一组用于确定混合料中旧沥青组成(见表1
基于美国在厂拌冷再生的成功经验,试验室参照《美国再生沥青指南》提供的参考级配对旧沥青路面铣刨料的级配组成分析:铣刨料最大粒径为31.5,其中
1沥青路面厂拌冷再生概述
沥青路面的厂拌冷再生技术,是将旧沥青路面材料铣刨、翻挖后运至再生拌和站经破碎、筛分,并加入稳定剂、水泥、水和新集料(如果需要)等按一定比例重
4.75mm以上粒料所占比例为53.9%,0.075mm以下颗粒含量只有0.2%。铣刨料中粗颗粒较多,细集料含量偏少,单一铣刨料不能满足规范对基层级配的要求。因此,要对铣刨料进行级配调整,本次再生的做法是将原路面铣刨料筛分成0~10mm,10~31.5mm两种规格集料,
表1铣刨料原样筛分结
作者简介:薛明(1950-),男,河北衡水人,高级工程师,从事公路与机场工程方面的研究、教学与设计工作。
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通过调整这两种规格料的掺配比例形成最佳级配。
(2)对另一组试样进行阿布森回收试验,试验数据详见表2。
表2回收沥青指标
阻力有一个变化过程,在混合料初期和后期对强度的贡献不同。内聚力主要是由沥青的粘聚力及沥青与矿料的粘附力组成,内摩阻力主要是由集料之间的嵌挤和摩擦构成.混合料抗剪强度可以应用摩尔一库仑包络线方程求得,如下式所示
τ=C+σ×tanφ
式中,τ为混合料抗剪强度,MPa;С为混合料粘结力,
MPa;φ为混合料内摩擦角,MPa;σ为正应力,MPa。
乳化沥青再生混合料必须经过乳液与集料的粘附、
试验发现:沥青质明显增加,饱和分,芳香分含量变化不大,胶质含量有所降低。由于沥青化学组分的移行,从而引起沥青物理-力学性质的变化为:针入度变小、延度降低、软化点和脆点升高,因此,旧沥青需要进行再生处理方可满足路用性能的要求。
分解破乳、水分蒸发之后才能完全恢复原有的粘结性能,并在压实作用下,沥青与集料紧密粘结在一起形成强度。
摊铺碾压的乳化沥青再生混合料,初始由于沥青粘结力和内聚力都较低,所以混合料初期强度主要来源于内摩阻力。随着水分蒸发和行车荷载压实,乳化沥青再生混合料密实度逐步增加,裹覆在集料表面的沥青、乳化剂的分布状态进一步调整,强度不断增长,30天后强度几乎完全形成。此时乳化沥青再生混合料具有热沥青混合料同样的路用性能,内聚力和内摩阻力同时起作用,尤其是内聚力的提高,使强度有较大的增长。一般说来,初期强度主要是由内摩阻力形成的,而内聚力在后期强度的形成中起着主要作用。
2厂拌冷再生机理分析及各再生剂的用途
沥青路面在行车荷载和自然因素如日光、温度、水、冰冻等作用下,会导致沥青组分的移行,即沥青质明显增加,饱和分,芳香分含量变化不大,胶质含量有所降低,从而导致沥青的老化。目前,对旧沥青再生的机理研究有两种理论[2,4],其一为相容性理论,该理论从化学热力学出发,认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低,导致组分间溶度参数差增大,认为如能掺人一定的再生剂使其溶度参数差减小,则沥青就能恢复到原来性质;另一理论为组分调节理论。该理论是从化学组分移行出发,认为由于组分的移行,沥青老化后,各组分间比例不协调,导致沥青路用性能降低,如能通过掺加再生剂调节其组分则沥青将恢复原来性能。所以,要使老化沥青恢复原有性能,就需要将已老化沥青和原沥青的组分进行比较后,向老化沥青中加人所缺少的组分(即添加沥青再生剂),使组分重新协调。根据这一理论,并按照将旧沥青路面材料再生成柔性基层的设计要求,本次我们选用的再生剂为乳化沥青和水泥,而矿粉作为填充剂改善级配。
2.2水泥
水泥作为外掺剂用于厂拌冷再生沥青混合料中,主
要是利用水泥水化产物形成凝聚力及旧沥青结合料的粘聚力组成的复合力,使混合料获得较快的早期强度并提高水损性能。同时,一部分水泥起着矿粉的作用,作为混合料的填料。
2.3矿粉
矿粉作为另一外掺剂用于厂拌冷再生沥青混合料
中,是利用矿粉的填充作用,改善冷再生料的级配状况,降低空隙率。更重要的是,矿粉形成的沥青胶浆可以增加沥青混合料的粘结力。
2.1乳化沥青
乳化沥青作为再生剂之一,在常温下具有良好的流
3厂拌冷再生沥青混合料设计
3.1
冷再生基层混合料目标配合比设计
由于单一铣刨料不能满足基层级配的要求,再生拌和厂随后将其筛分成0~10mm,10~31.5mm两规格料。试验室从已经筛分好的0~10mm,10~31.5mm的料堆中
筛分结果
动性,拌和时能直接与湿润集料粘附,可以在常温下与集料拌制并摊铺压实。乳化沥青再生混合料强度构成因素主要是材料的内聚力和内摩阻力[1]。但内聚力和内摩
表3RAP(0~)10mm
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表4RAP(10~)31.5mm
筛分结果
表5合成级配筛分结果
分别取样做筛分试验,筛分结果如表3、表4所示。
从表3和表4可以看出,原路面铣刨料经过筛分后,各规格集料归属较清晰,离散性变小,有利于参配成再生沥青混合料。
试验室参照《美国沥青再生指南》CR集料A型级配[3],最大粒径是31.5cm,公称最大粒径为26.5cm,设计配比为RAP(10-30)∶(0-10)∶矿粉(外掺)∶水泥(外RAP掺)=43∶57∶2.5∶1.5,设计合成级配及级配曲线分别见表5,图1。
分析表6:当乳化沥青外加量为4%时,马歇尔试件的各项技术指标都达到最优值,所以确定乳化沥青按
4%外惨。
(2)确定最佳含水量
采用马歇尔试验确定冷再生沥青混合料最佳含水量,通过大量的试验数据表明,当冷再生料总含水量在
4%时,所得到的马歇尔成型湿密度,毛体积密度,稳定度和15℃劈裂强度都为最大值,并且此时孔隙率最小。因此,确定厂拌冷再生沥青混合料的最佳含水量为
4%。
4厂拌冷再生沥青混合料的质量控制
4.1
试验室对再生料的质量控制
总的说来,厂拌冷再生混合料室内试验目的有3个,其一确定再生料的生产配合比;其二验证拌和设备的生产性能,包括对乳化沥青,矿粉,水泥用量及级配等检测以确定它们是否满足生产配合比的要求;再者是通过室内试验数据指导现场施工。虽然本次再生未添加
图1级配曲线图
新集料,但是两档规格料在不同路段上性质会有差异,所以要及时调整生产配合比。此外,生产过程中要对原材料进行总量控制,这样才能做到了对冷再生拌和厂的生产质量双重控制。以下以昌九高速公路技改工程A1标右幅K40+500~K41+800路段室内试验为例加以说明。
此路段按生产配合比RAP(10-31.5)∶(0-10)∶水RAP(外掺)∶矿粉(外掺)∶乳化沥青(外掺)∶水(外掺)=47∶泥53∶
3.2最佳乳化沥青用量和最佳水用量确定
(1)确定最佳乳化沥青用量
采用马歇尔试验确定乳化沥青用量,通常冷再生乳化沥青基于性能的要求固含量通常为62%,特殊情况下此值也有所变动(见表6)。
表6冷再生沥青混合料马歇尔指标汇总表
1.5∶2.5∶4∶2生产冷再生料。试验结果如表7、表8、图2所示。
通过分析试验数据及原材料的总量控制结果,我们可以认为该路段各项检测项目满足冷再生料设计指标的要求,验证了冷再生拌和站设备运行正常,达到预期的目标。
4.2摊铺现场质量控制
冷再生基层施工现场质量控制包括宽度、厚度、平
整度,压实度等项目的检测,对于宽度、厚度、平整
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表7冷再生成品料筛分结果
表8右幅K40+500~K41+800路段试验室检测数据
度,压实度等项目的检测项目及质量要求如表9所示。在高温季节,冷再生基层养生期不少于3天,在养生过程中要及时检测冷再生基层含水量,以混合料总含水量低于2%作为结束养生工作的最终评判指标。此外,粘层施工宜在养生期结束后进行。
4.4厂拌冷再生质量验收标准
由于厂拌冷再生沥青混合料基层无论是原材料性质还是再生后的力学性能都与热拌沥青碎石基层或其他常规基层不相同,因此提出一套适用于厂拌冷再生基层的验收标准就显得非常重要,各项验收指标见表10。
表10厂拌冷再生沥青混合料上基层质量验收标准
图2冷再生成品料筛分曲线
表9冷再生沥青混合料施工现场质量控制指标
现场压实度检测采用灌砂法和钻芯法两种方法检测。根据现场灌砂法实测湿密度数据显示,现场实测湿密度值在2.111 ̄2.193g/cm3范围内,基本上都大于试验段标准湿密度2.143g/cm3,说明现场压实工艺控制的较好。
在施工完成两天后取芯,测得芯样毛体积密度值在
2.164~2.231g/cm3范围内,均大于试验段标准毛体积密度2.154g/cm3,符合要求。
5再生后的路况及营运路况观察
对2006年昌九高速公路25km沥青路面冷再生路段进行了基层表面的弯沉测定,计算其均值和标准差,并按95%的保证率得到弯沉代表值33×10-2mm,道路通行能力良好,无任何变形与表面剥落等病害,路面平整行车舒适。运行11个月后,对比实验表(下转第20页)
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4.3冷再生混合料养生
铺筑好的冷再生上基层,还含有较高的水分,不宜立即在其上铺筑面层,也不能立即开放交通,需要经过一段时间在空气中自然养生,使水分进一步蒸发。通常
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本期专题
幅路需要进行多次再生作业,从而导致纵向接缝。一般来讲,相邻作业面最小重叠量为10cm,以保证纵缝处再生料的连续性,同时避免出现未再生的夹带。纵向接缝的位置应尽量避开快、慢车道上车辆行驶的轮迹。
生技术,实现了对路面龟裂、沉陷、车辙、坑槽、基层松散等病害路段的有效改造,不仅达到了节约和再生利用资源、降低成本、可持续发展的目的,而且缩短了工期,降低了工程造价。同时,半幅施工半幅通车,减少了施工对交通和环境的影响,产生了较好的社会效益。
参考文献:
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4.3其他注意事项
施工前必须进行原材料和混合料的各项试验,检验合格后方可施工。
施工中随时检测混合料中结合料与添加剂等的含量以及再生料的级配情况,再生机行驶的速度视原旧路的具体情况而定,要满足破碎材料配比的要求;施工过程中,密切关注天气变化,避免在雨天进行再生施工;再生工作长度单幅不超过120m,两幅再生工作重叠宽度不得小于10cm。
5结语
邯郸市市政幸福路大修工程通过采用沥青路面冷再
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(上接第17页)
明,采用厂拌冷再生技术铺筑的柔性高强上基层路面具有较好的抗反射裂缝能力,较高的抗水损能力,并且没有产生常规的路面病害。通过钻心检验,各项技术指标均达到国家规定的标准。
意养生,使乳化沥青中的水分挥发,以混合料总含水量低于2%作为结束养生工作的最终评判指标。
虽然厂拌冷再生乳化沥青技术目前还不够成熟,至今还没有一套完整的技术规范,相关设备如冷再生拌和站等有待进一步改善,但冷再生混合料良好的路用性能已经通过实践的检验和证明,可以相信,在良好的社会效应和经济效应下,厂拌冷再生乳化沥青技术随着工艺的不断成熟,将被越来越多地应用于沥青路面改扩建工程中。
参考文献:
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6结语
厂拌冷再生技术在昌九高速公路技术改造工程成功应用,使我们拓展研究思路,积累许多高新养护知识,并得到如下初步结论:
)(1
运行11个月后的对比表明,采用厂拌冷再生
技术铺筑的柔性高强上基层路面具有较好的抗反射裂缝能力、抗水损能力。
(2)在冷再生过程中,通常需根据旧沥青性能并进行再生处理方可满足路用性能的要求。
(3)基于性能的要求,冷再生乳化沥青固含量通常可取60%~65%。
(4)冷再生乳化沥青柔性高强上基层在施工中应注
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