浅谈厂拌热再生沥青设计及应用

浅谈厂拌热再生沥青设计及应用

张亚

（山东省路桥集团有限公司，山东济南250000）

摘要：社会的发展，推动了交通行业的进步，公路建设逐渐引起了人们的重视，沥青路面的建设会消耗沥青和砂石，从而导致这些材料紧缺。另外，沥青路面进入大修阶段时会产生很多翻修旧料，这些物品不但难以堆放，而且很难处理。如果相关人员没有妥善处理这些旧料，可能造成水资源和土壤的污染。本文结合实际工程，对旧沥青混合料的回收、检测、配合比设计与再生沥青混合料的施工技术进行了总结，可为旧沥青路面改造与再生利用提供技术参考。

关键词：沥青路面；厂拌热再生；路面施工；RAP

前言

沥青路面在长期使用过程中，由于车辆荷载及自然因素的综合作用，沥青路面经过一定年限的使用，其沥青结合料出现老化和变异，出现诸如网裂、沉陷、车辙、拥包等各种病害并逐步扩展，难以满足路用要求，需要及时进行翻修。沥青混凝土的翻修早期常用的方式就是将出现病害的路面铣刨掉再重新铺筑，这种方式可以有效地保证新铺路面的质量和路用性能，但是会形成大量的沥青废弃料，既浪费资源又污染环境。沥青再生就是合理利用废弃沥青混合料，通过添加再生剂、新沥青结合料和新矿料对旧沥青混合料进行功能恢复，形成再生沥青混合料进行重新使用。根据施工工艺，现有沥青混合料再生技术可以分为热再生和冷再生，根据混合料拌合的场地分为路拌法和厂拌法。冷再生将回收旧料全部当做骨料使用，浪费了其中的沥青成分，而且难以满足面层使用要求;热再生可以获得较佳的再生料质量，但需要专用的施工机具，难以大范围推广，厂拌法依然使用普通沥青混合料的生产与施工设备，且再生混合料质量可靠，是目前技术部门首选的旧沥青路面养护再生应用技术。

1工程概况

某市一省际干线公路，随着近年来交通流的快速增长，虽然路面整体结构较好，但部分路段路面出现大面积网裂，并出现唧浆现象，严重影响道路的正常运行。经过对损坏路面现场取芯，发现路面表面层与中面层发生脱离，没有形成很好的粘结，且空隙层夹水，若不及时维修将影响道路使用寿命。本次路面大修采用补强再生养护方案:先采用全幅7cm厚的就沥青面层，在原路面基层上铺筑两层18cm水泥稳定碎石基层进行结构补强；然后，铺筑7cm厚AC－25C热再生沥青混凝土下面层，最后，铺筑5cm厚的AC－16沥青混凝土表面层。

2厂拌热再生混合料设计

2.1回收沥青混合料（RAP）性能评价

现场回收得到的混合料形态有两种，一种是铣刨得到的散状物，一种是挖机或其它设备铲除得到的块状物，后者还需在拌合厂进行再次粉碎。

（1）RAP沥青含量的检测

回收得到的废旧沥青混合料RAP中提取沥青是热再生的一个技术难点，主要是保证所回收的沥青不能被进一步老化，同时保证不残留溶剂，避免沥青的软化。试验中采用了通行的阿布森法回收沥青，并进行了三大指标的检测，检测结果如表1所示。

表1RAP回收沥青指标

由表1中的试验检测结果可知，RAP中沥青的含量为5%，表明材料中沥青膜厚度较大，是比较理想的再生材料。从沥青材料针入度和延度的大幅度降低来看，沥青发生了老化，这也是导致路面变脆变硬，发生网裂的原因。应当注意的是，当回收沥青路面材料RAP中旧沥青含量很低、沥青严重老化时[针入度<10（0.01mm）]，旧沥青与新沥青由于性质相差悬殊，很难相容。因此对于沥青老化严重的回收沥青路面材料RAP,不推荐进行厂拌热再生。

（2）RAP中集料的指标检测

根据《公路沥青路面再生技术规范》（JGTF41-2008）的要求，破碎后的回收沥青路面材料RAP宜筛分成粗细两三档材料，一般可以筛分成（0-4.75mm）的细回收沥青路面材料RAP以及4.75mm以上的粗回收沥青路面材料RAP。RAP材料是经历了生产时的高温煅烧和铺筑时反复碾压，部分集料内部已经存在裂隙，势必会影响再生料的抗压强度。为保证RAP材料的性能，需进行以下方面的性能检测（表2），保证旧集料在强度和洁净程度等方面具有良好的再生性能。

（3）新材料的用量确定

实践证明，回收沥青路面材料RAP的使用比例≤20%是最成熟的技术，优先推荐使用；如果回收沥青路面材料RAP的老化程度较轻[针入度≥30（0.01mm）]、质量变异性控制较好、生产设备的生产能力允许，则回收沥青路面材料RAP的使用比例可以放宽至30%。依据《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004中AC-25C的级配范围要求，确定回收沥青路面材料RAP的掺量站集料总量的15%。在工程中为了准确获得再生剂和新沥青的掺量，试验时采用了试配法，依据RAP沥青材料的针入度、延度、软化点指标确定最佳再生剂掺量和新沥青的掺量。试验采用单因素试验法，先单掺再生剂比例为5%、7%、10%、12%，选出最佳再生剂掺配比为7%；后在固定再生剂为7%的条件下分别按照5%、10%、15%、20%的比例单掺AH-70新沥青，确定再生沥青混合料中新沥青掺量为旧沥青的15%。

2.2再生料的目标配合比设计

依据上述的试配法确定新材料的掺量，根据经验，以4.0%油石比为中值，并按0.5%间隔依次制备3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%共5个油石比的马歇尔试件。通过不同油石比条件下马歇尔的空隙率、饱和度、矿料间隙率等体积参数和马歇尔的稳定度、流值分析确定最佳油石比。应当注意的是，此时的最佳沥青用量为再生剂、新沥青、旧沥青油石比的三者之和。为进一步验证最佳油石比确定旧沥青的最大掺量是否符合设计要求、再生混合料的性能是否满足技术规范，采用了相同AC－25C矿料级配，分别进行了最佳油石比下的浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能，动稳定度试验（60℃）检验沥青混合料的高温稳定性能，渗水试验检验混合料的渗水系数是否满足设计要求。

生产配合比的设计是为了指导拌和楼的产出与目标配合比一致。为此，在生产配合比设计中，依据目标配比的比例进行上料，通过拌和楼的热料仓取样筛分，依据AC-25C级配要求，初步确定各热料仓比例，并选取目标配合比的最佳油石比为中值，并按±0.3%间隔，共5个油石比进行马歇尔试验。确定生产配比的最佳油石比和各热料仓的矿料比例，以供拌和楼生产使用。生产配比的好坏直接影响再生沥青混合料的质量，从而影响路面的施工质量。

3沥青混合料（RAP）的生产温度控制

再生混合料的生产采用的是第二烘干筒间歇式拌合再生设备。铣刨的RAP通常含水率较高，在生产前均需均匀堆置于大棚内风晾，不易在太阳下晾晒防止混合料结块。旧沥青料的加热温度与拌合楼的加热能力、RAP含水率、混合料级配以及新沥青粘温曲线等有关系。再生混合料的生产温度直接关系着出厂的质量。温度过高则容易使RAP二次老化，温度过低，沥青不易从旧料中分离出来。因此，合理确定生产温度，对提高生产效率、降低生产能耗，保证混合料质量有着重要的现实意义。

（1）使用间歇式拌和设备时，应适当提高新集料的加热温度，但最高不宜超过200℃。（2）再生沥青混合料出料温度应比普通热拌沥青混合料高5～15℃。（3）回收沥青路面材料RAP加热时不得直接与火焰接触。

4厂拌热再生沥青路面施工与检测

4.1摊铺

（1）厂拌热再生沥青混合料下面层采用采用非接触式找平基准梁控制厚度，工作中采用两台ABG8620摊铺机成阶队摊铺，两台摊铺机前后距离控制在10m以内，摊铺速度控制为1.5～2.0m/min，且速度调整平稳，不得突然加速、减速，以免造成质量缺陷。（2）摊铺机熨平板应预热至规定的温度。调好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配，使摊铺机达到最佳状态。（3）摊铺过程中，运输车在摊铺机前10～30cm处停住，卸料过程严禁运输车撞击摊铺机。（4）在摊铺过程中熨平板根据铺筑厚度，采用中强等级（振动频率为5级、振捣频率为4级），以保证初始压实度不小于85%。

4.2碾压

（1）碾压按照初压、复压、终压三个阶段控制。厂拌热再生沥青混合料的压实温度宜比普通热拌沥青混合料高5℃～10℃。（2）遵循“高温摊铺、紧跟慢压”的原则，避免混合料碾压推挤产生涌包，碾压时将驱动轮朝向摊铺机，压路机启动、停止减速慢行，严禁刹车制动。在现场为冷却的路面上，禁止停放压路机等施工设备，并防止矿料、油料、杂物污染路面。（3）厂拌热再生沥青混合料的摊铺、碾压还应符合现行的《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40－2004）对热拌沥青混合料路面的规定。

4.3再生沥青混合料及成品检测

为保证再生沥青混合料质量，应检测再生混合料的材料加热温度、混合料出场温度，取样抽提、筛分检测混合料的矿料级配、油石比。抽提筛分应至少检测0.075mm、2.36mm、4.75mm、公称最大粒径及中间粒径等5个筛孔的通过率。取样成型试件进行马歇尔试验，测定空隙率、稳定度、流值等指标。同事对铺筑的再生沥青混合料成品进行压实度、厚度等基本性能进行了试验检测，检测结果应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTFF40-2004）中热拌沥青混合料的检测频率和质量要求、热拌沥青混合料路面施工过程中工程质量的控制标准。

5结语

综上所述，厂拌热再生沥青技术满足路面大修需要，具有广泛的应用性、减少资源的浪费和环境的污染，今后在日常工作中应该重视该技术的应用。做好配合比设计重视施工经验总结，严格控制施工质量，有效的做到资源的重复利用，使其在路面大修中发挥更大作用。

参考文献：

[1]于玲，刁家栋，杨彦海，包龙生，高镜雄．沥青路面厂拌热再生技术的使用性能评价与研究[J]．中外公路，2014（02）

[2]文献付．沥青路面厂拌热再生技术与应用[J]．建设机械技术与管理，2011（07）

[3]杨彦海，杨野，丁成志，高镜雄．沥青路面厂拌热再生技术及应用[J]．辽宁省交通高等专科学校学报，2013（04）