淺析廠拌熱再生技術(shù)在普通干線公路的應(yīng)用

王繼承

0 引言

近幾來年，白銀公路管理局在高速公路養(yǎng)護(hù)維修改造工程中產(chǎn)生廢舊瀝青混合銑刨料逐年增多，現(xiàn)集中堆放的已達(dá)20000余噸。加之國省干線公路維修改造也產(chǎn)生大量銑刨料，廢料堆放占用土地、污染環(huán)境，舊油皮的處理已擺在公路建設(shè)者的面前，回收利用已是不能回避的現(xiàn)實(shí)問題。在省道207線K0+000-K2+000段養(yǎng)護(hù)維修工程中實(shí)施“廢舊瀝青熱再生底面層鋪筑”的應(yīng)用展開實(shí)驗(yàn)和研究，實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本和保護(hù)環(huán)境、減少污染的目標(biāo)。

1 廠拌熱再生工藝簡介

廠拌熱再生是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖或銑刨后運(yùn)回拌和廠，再集中破碎、篩分，并根據(jù)舊料中瀝青含量、老化程度、碎石與及配合性能指標(biāo)，路面不同層次的質(zhì)量要求，進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，摻入一定數(shù)量的新集料、瀝青和再生劑進(jìn)行拌和，使混合料達(dá)到規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，按照與新建瀝青路面完全相同的方法重新鋪筑，從而獲得優(yōu)良的再生瀝青混凝土，鋪筑成再生瀝青路面。

2 RAP料的物理特性、存儲、破碎及篩分管理

RAP料的密度一般為1930-2300kg/m3，比天然骨料的密度略小。RAP中骨料類型及含水率在很大程度上決定了RAP的密度。RAP料含水率會(huì)隨著存儲時(shí)間的增長而增大，含水率一般為3%-5%，為了降低RAP料含水率應(yīng)盡量縮短在存儲時(shí)間。

2.1 RAP料的儲存儲

通常RAP料儲存根據(jù)不同來源、不同結(jié)構(gòu)層分類儲存，防止混雜，若采用二次破碎和篩分設(shè)備時(shí)也可將不同來源的同一級配類型的RAP料破碎篩分后堆放在一起，應(yīng)采用高度高、底面小的堆料方式，因料堆表面會(huì)一逐漸形成一個(gè)厚度200mm左右厚的硬殼可以防止。

2.2 RAP料的破碎及篩分

RAP的破碎處理和規(guī)格要求由再生混合料的設(shè)計(jì)要求決定，對于銑刨回收的RAP不需要破碎，而對于翻挖的RAP就經(jīng)過破碎和篩分減少大粒徑集料的含量滿足再生混合料的設(shè)計(jì)要求。再生破碎，不是對石料進(jìn)行破碎，而是將石料從瀝青的結(jié)合處分開，盡量不要破壞原來的骨料級配一級破碎采用輥式破碎機(jī)，二級破碎采用反擊破或錘式破碎機(jī)，篩孔的名義尺寸應(yīng)與最大工程粒徑相符合。通常將RAP料篩分成4.75mm以下、4.75-10mm、10-20mm。當(dāng)破碎和篩分使用方便且產(chǎn)量滿足時(shí)，采用先少量破碎，然后在再生混合料生產(chǎn)中邊生產(chǎn)邊破碎辦法，有利于及時(shí)得到破碎后的RAP的資料，進(jìn)行生產(chǎn)質(zhì)量控制；也有利于水分的控制，提高烘干效率從而提高再生混合料的生產(chǎn)率。

3 RAP料的分析及混合料的配合比設(shè)計(jì)

3.1 工程的基本概況

省道207線是甘肅煤炭資源外運(yùn)的主要通道之一，近年來，由于車流量增大，超載車輛太多，致使該公路長期在超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，形成路基沉陷、路面破裂、坑槽較多，致使瀝青路面損壞嚴(yán)重，路面曾經(jīng)多次采用罩面、挖補(bǔ)、重鋪等方式維修面層。此工程瀝青路面熱再生采用廠拌熱再生工藝，再生混和料鋪于下面層。工程所在地為中溫帶半干旱區(qū)向干旱區(qū)的過渡地帶，在K0+000-K2+000段應(yīng)用廠拌熱再生技術(shù)鋪筑了試驗(yàn)路，路面厚度為4cm。瀝青路面廠拌熱再生技術(shù)為甘肅省白銀市范圍內(nèi)首次應(yīng)用。

采用生產(chǎn)級配在右幅K0+000～K0+790、左幅K0+000～K0+810段鋪筑了RAP摻量25%的廠拌熱再生AC-16C試驗(yàn)段，白銀公路管理局實(shí)驗(yàn)室、白銀公路管理段試驗(yàn)室、長安大學(xué)、監(jiān)理單位等對該試驗(yàn)段進(jìn)行了聯(lián)合檢測。

3.2 RAP原材料控制和分析

拌合廠中的RAP由不同施工路段、不同層位銑刨而來，性質(zhì)變異性大，這種變異性是影響再生瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量及穩(wěn)定性的主要因素，對運(yùn)回拌和廠的RAP料二級破碎、合理的篩分及儲存等措施減小其影響。進(jìn)行試驗(yàn)取樣前，應(yīng)使用推土機(jī)、裝載機(jī)的RAP充分混和，保證再生混合料的均勻性。本工程對高速公路銑刨料二級破碎品3-10mm、10-20mm再生料分析，采用三氯乙烯抽提回收舊瀝青，對其進(jìn)行三大指標(biāo)試驗(yàn)，廢舊瀝青混合料3-10mm（RAP）、10-20mm（RAP）中的油石比分別為3.29%、2.0%。

3.3 混合料配合比設(shè)計(jì)

本次試驗(yàn)的配合比類型為AC-16C，根據(jù)RAP的老化程度、含水率、RAP礦料級配、新集料技術(shù)性能等，確定RAP的摻配比例，比例范圍在25%以內(nèi)。選擇適當(dāng)標(biāo)號的瀝青和優(yōu)質(zhì)集料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。將RAP中的集料作為再生瀝青混合料中的一種礦料進(jìn)行AC-16C配合比設(shè)計(jì)，級配設(shè)計(jì)過程中注重混合料孔隙率（目標(biāo)孔隙率4.0%）、關(guān)鍵篩孔、粉塵控制、骨架結(jié)構(gòu)、密水性等方面的考慮（表1）。

最佳油石比的確定：OAC1=5.096%

OAC2=4.602%

OAC=（OAC1+OAC2）/2=4.849%

最終確定最佳油石比為4.8%，換算瀝青用量為4.6%。

（1）最終確定的礦料級配組成見表2。

（2）馬歇爾法確定的最佳油石比為4.8%下的瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果見表3。

4 施工過程質(zhì)量控制

4.1 再生瀝青混合料的拌和

4.1.1 再生混合料攪拌設(shè)備

廠拌熱再生工藝實(shí)施關(guān)鍵是再生瀝青混合料的拌和設(shè)備，要解決RAP料二次加熱老化、RAP粘附設(shè)備內(nèi)壁、加熱產(chǎn)生藍(lán)煙污染等問題。我局在原生間歇式1500型拌合樓基礎(chǔ)上改造，加裝福建鐵拓RLB600型再生附樓，提高了原生機(jī)組的使用率，減少設(shè)備投入。該設(shè)備將回收料的加熱在一個(gè)專門的干燥筒內(nèi)完成，主要有回收料供給系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、熱回收料計(jì)量輸送、氣體再次燃燒處理及控制系統(tǒng)系統(tǒng)組成，具有穩(wěn)定可靠、加熱安全、計(jì)量精確等特點(diǎn)。該設(shè)備的燃燒器火焰在燃燒室內(nèi)轉(zhuǎn)化為高溫?zé)釟怏w，利用熾熱的空氣（800～1000℃）加熱瀝青回收料，火焰不接觸瀝青回收料。加熱融化后的RAP極易粘附在設(shè)備內(nèi)壁上，導(dǎo)致設(shè)備能耗直線上升、滾筒熱效率急劇下降，在熱再生設(shè)備滾筒內(nèi)采用柔性提料板，避免加熱后的RAP料粘附的問題。RAP在被加熱到130℃以上時(shí)會(huì)釋放出大量有毒有害氣體，此種廢氣直接排放到空氣中則會(huì)嚴(yán)重污染自然環(huán)境，若直接送入布袋除塵其中又會(huì)污染溜袋，將再生滾筒排放出來的高溫廢氣送入原生機(jī)烘干滾筒進(jìn)行二次燃燒，避免了加熱過程中釋放大量藍(lán)煙污染環(huán)境的問題。

4.1.2 拌和工藝和配合比控制

在間歇式再生設(shè)備中，原生料烘干后經(jīng)過振動(dòng)篩分后儲存在熱料中，而RAP料預(yù)熱后沒有篩分過程，對級配的控制需要由冷料給料機(jī)完成。將拌和樓分為4種熱倉篩孔為：1#倉（0～3mm）、2#倉（3～10mm）、3#倉（10～15mm）、4#倉（15～20mm）和舊料倉。通過控制系統(tǒng)設(shè)定各項(xiàng)配比，對成品混合料進(jìn)行取樣檢測后對照配合比進(jìn)行新集料加熱溫度調(diào)整。RAP必須保證一定的預(yù)熱溫度，再生混合料的拌和溫度應(yīng)滿足規(guī)范要求；RAP、新骨料加入拌缸■加入新瀝青■加入填料■出料。施工作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，減少開、停機(jī)次數(shù)，保證混合料級配、油石比和溫度均勻和穩(wěn)定。

4.1.3 瀝青混合料的拌合溫度及時(shí)間控制

瀝青加熱溫度為145-155℃；集料加熱溫度為190-210℃；混合料的出倉溫度為165-170℃；干拌時(shí)間10s；濕拌時(shí)間45s；拌合總時(shí)間55s。

4.2 再生瀝青路面的攤鋪和碾壓

廠拌熱再生瀝青混合料的攤鋪、碾壓溫度宜比熱拌瀝青混合料高5℃～15℃。在運(yùn)輸過程中必須加蓋篷布，防止混合料溫度損失過大、表面結(jié)硬。除加蓋篷布外，運(yùn)輸車料斗車壁也應(yīng)采用篷布等包裹保溫。采用一臺攤鋪機(jī)半幅鋪筑；攤鋪速度為4m/min；攤鋪溫度為145-160℃。最佳碾壓溫度為135℃-145℃，確保最低碾壓溫度不低于110℃。一個(gè)工作面投入1臺鋼輪壓路機(jī)、1臺膠輪壓路機(jī)，碾壓方式如下：初壓：一臺雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)（先靜壓一遍，以后前靜后振）；復(fù)壓：一臺膠輪壓路機(jī)隨鋼輪壓路機(jī)全幅碾壓；碾壓過程不停頓，碾壓總遍數(shù)在10遍左右。

4.3 試驗(yàn)路檢測

4.3.1 再生混合料級配及油石比檢測

施工過程中，隨機(jī)從料車取料并進(jìn)行抽提試驗(yàn)，對再生混合料的礦料級配及油石比進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表4。

4.3.2 壓實(shí)度檢測

對生產(chǎn)級配鋪筑的路段進(jìn)行壓實(shí)度檢測，壓實(shí)度%（室內(nèi)密度）均達(dá)到98%以上。

總之，實(shí)踐初步驗(yàn)證了通過有效的質(zhì)量控制，廠拌熱再生瀝青路面可以達(dá)到并保持所要求的各項(xiàng)瀝青路面的技術(shù)和質(zhì)量指標(biāo)，使投資效益得以充分發(fā)揮，減輕對環(huán)境的污染，減少大量建筑材料的消耗。為下一步大規(guī)模瀝青銑刨料的再利用提供了經(jīng)驗(yàn)為舊路面更新改造探索了新方法，積累了經(jīng)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王楠]