乳化沥青处理沥青混合料厂拌冷再生施工工法

- 1 - 乳化沥青处理沥青混合料厂拌冷再生施工工法 1、前言 近年来，我国公路建设迅速发展，随着通车里程的逐年递增，许多高等级公路已进入大面积改造维护期，而路面的大修、重建等常规改造维修方法，耗用大量砂石及沥青等限量资源，占用大量的资金，已逐渐影响到我国高等级公路的建设进程及现代化公路交通网的规划与完善。 沥青属于高分子聚合物范畴，具有溶解、沉淀等热力学可逆过程的性质，而且研究表明，由于旧沥青已经受过氧化作用，性能趋于稳定，再生利用后不会迅速变质，再生路面不易硬化而出现裂缝，能够保持持久的柔韧性，使用寿命长。这决定了旧沥青混合料是一种可再生利用的材料资源。 因此，进行沥青混合料的再生，蕴含巨大的经济效益，顺应交通事业可持续发展的战略举措，同时更有利于保护生态环境。 安徽开源路桥有限责任公司在合徐高速公路南段沥青混凝土路面的养护施工中，采用了沥青混合料的冷再生技术，在该项施工中，我公司在华南理工大学的研究和指导下，已掌握该施工工法，具备了成功经验，并取得了良好效果。 2、工法特点 沥青混合料冷再生施工工法具备以下特点： 1、对原路面铣刨的沥青混合料，可全部回收利用，既降低了公路维修成本，又不至于对环境造成污染； 2、用改性乳化沥青和水泥作为再生剂，对废旧沥青混合料的再生，无需加热，施工简便，易于控制； 3、对原有拌和设备的改造简单，不需要太大的投入； 4、施工工艺易于控制，能够保证工程质量； 5、对路面的维修周期大大降低，确保车辆的通行； 6、大大改善了施工条件，延长了可施工季节。 3、适用范围 本施工工法目前可适用于沥青混合料经再生后，用于高速公路的中下面层、基层或低一级的沥青混凝土路面的面层。 - 2 -

4、工艺原理 乳化沥青处理沥青混合料冷再生工法原理是用铣刨后的废旧沥青混合料，按照一定的级配，用改性乳化沥青作为再生剂，重新拌和，再使用到路面的基层或面层中，对铣刨后的旧沥青混合料进行再生利用。 5、施工工艺流程及操作要点 本工法主要阐述沥青混合料冷再生后用于高速公路基层的施工工艺。 5.1工艺流程： 原路面铣刨

混合料运至拌和站 现场准备 机械就位 混合料摊铺 碾压 交通管制、养生 检测 铺筑下封层 沥青混合料冷再生配合比设计 确定生产配合比 混合料拌和 拌和设备改造 混合料运输 旧混合料、再生剂试验 - 3 -

5.2沥青混合料冷再生配合比设计 乳化沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比（乳化沥青及水、水泥用量）设计和设计配合比检验三项内容，配合比设计步骤如下图所示。

不合格 合格

现场铣刨混合料随机取样 抽提试验 预估乳化沥青用量 裹覆试验确定总液体用量范围 击实试验确定最佳液体用量 不同乳化沥青用量 制作马歇尔试件和圆柱体试件

确定设计乳化沥青及拌和用水量 进行设计沥青含量高温车辙、 低温抗裂、疲劳等性能试验

确定生产配合比 现场调整

强度试验、马歇尔稳定度 劈裂强度、抗压强度

掺加一定量水泥 或水泥量增加 - 4 -

5.3施工工艺和操作要点 5.3.1铣刨原有病害路面 冷再生的第一步是在设计厚度下分层刨除现有的沥青路面，然后将铣刨料运至拌和厂。铣刨过程中，应采取一定措施以控制铣刨料的最大粒径。要求铣刨料的最大粒径小于31.5mm，拌和厂宜增加筛分和破碎设备，用于破碎超粒径的铣刨料。 由于在沥青面层铣刨料自重和高温的作用下，铣刨料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒，因此铣刨料料堆的高度不能太高，机械设备也不得在料堆上停留或行走。 对于较小粒径的铣刨料，为了减少铣刨料中的含水量对冷再生混合料质量的影响，粒径较小的铣刨料采取覆盖的措施。铣刨料的含水量应控制在3.0%以下。 5.3.2在下基层表面喷洒透层油 为增强下基层和冷再生上基层沥青混合料的粘结性能，在摊铺冷再生上基层之前应对下基层表面进行处理。处理方式一般是在下基层表面喷洒透层乳化沥青，透层油的用量通过试洒确定，一般采用PC-2型或PA-2型乳化沥青，用量不宜超过0.7~1.5kg/m2（其中残留物含量以50%为基准）。 5.3.3拌和 1) 厂拌冷再生沥青混合料的拌和楼通常不设置筛分板，因此铣刨料和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。可在冷料输送带上取样分析混合料级配。拌和楼需有乳化沥青和注水的精确计量装置。 2) 拌和前，将铣刨料、乳化沥青、水按比例投放到拌和锅中拌和。冷再生混合料的拌和时间应短于热拌沥青混合料的拌和时间。乳化沥青混合料若过度拌和可导致乳化沥青提前破乳，使混合料劲度过大；而拌和不充分则可导致集料不能充分地被乳化沥青裹覆。 3) 混合料拌和时集料可能不完全均匀地被乳化沥青裹覆，但没有必要来延长拌和时间来提高沥青的裹覆程度。因为在混合料的摊铺，碾压过程中，沥青可进一步地裹覆集料。若集料难以被沥青裹覆，则应调整拌和方式以使沥青良好地裹覆在集料表面。 5.3.4摊铺 1) 厂拌冷再生过程中最好通过强制通风以减少混合料中水分及易挥发物的- 5 -

含量。强制通风过程降低了混合料中的液体含量，使混合料足够坚强，能承受压路机的碾压作用。混合料的液态物质的散失速度主要由沥青改性剂的种类、混合料中的水分含量、集料级配、风速、气温及湿度等因素决定。 2) 传统的摊铺机即可摊铺厂拌冷再生沥青混合料，混合料中适度的水分可防止熨平板下的混合料发生“撕裂”、“脱空”等现象，熨平板不必加热，以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。 2) 冷再生沥青混合料每层摊铺厚度最好不大于10cm（为压实后的厚度），若需要多层铺筑，则在铺上一层前需养生一段时间（在好的养生条件下一般养生2~4天左右）。雨天不能摊铺，若气温低于10℃，也应停止摊铺。 5.3.5压实 1) 冷再生沥青混合料的压实可用双钢轮振动钢轮压路机和重型轮胎压路机碾压成型。冷再生沥青混合料比常规热拌沥青混合料（HMA）更稠，所以需要更重的压实设备，且很难将冷再生沥青混合料压实至HMA相同的密度范围。充分压实的冷再生混合料总空隙率在9%~14%范围。 2) 以乳化沥青为再生剂的冷再生沥青混合料的碾压要在乳化沥青开始破乳时（乳化沥青的颜色由褐色变为黑色）进行；掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料的碾压可在摊铺后立即开始。直到混合料完全破乳时才开始压实，可能造成混合料上部形成硬壳，将使压实更困难，如果用钢轮碾压会产生严重的细裂纹。 3) 初压可采用双钢轮压路机（11吨左右）静压1~2遍，然后用高频低幅的方式（10吨以上）振动碾压1~2遍。复压用大吨位（25吨或更高）的轮胎压路机一般需要4~6遍。终压采用双钢轮压路机碾压，以消除轮迹。压路机碾压时可喷少量的水雾，以防止压路机粘轮。冷再生沥青混合料常是“蓬松”状，因此需要增大松铺厚度以保证压实厚度满足要求。混合料中的含水量对压实至关重要，合适的水分含量可润滑集料，有助于压实。但过度的水分会导致混合料密度低，且水分会长时间的滞留在结构层中，混合料中过度的水分还会使摊铺后混合料的养生期延长。 5.3.6养护 在铺筑下面层之前，冷再生沥青基层应养护一段时间，使混合料中的水分进一步散失。在较好的气候条件下，一般养生期为2~4天。 在养生过程中应及时检测路面中的含水量，当路面含水量降低至2%以下时，可铺筑上面的结构层。通常认为干的钻芯能基本完整地抽取出来，则混合料的养- 6 -

护足以摊铺加铺层。 养生期间应封闭交通。 5.3.7铺筑下封层 由于冷再生沥青混合料基层的孔隙率在9%~14%范围，因此，在铺筑沥青面层前，在该层上铺筑下封层。下封层宜采用层铺法表面处治或稀浆封层法施工。下封层的厚度不宜小于6mm，且要做到完全密水。 以层铺法沥青表处铺筑下封层时，通常采用单层式，矿料用量宜为5~8m3/m2，沥青用量为0.9~1.0kg/m2（其中，残留物含量为60%）。宜采用沥青洒布车及集料撒布机联合作业。 6、材料与设备

6.1原材料要求 冷再生沥青混合料所用的原材料主要有乳化沥青、水泥、水及沥青面层铣刨料、路面基层铣刨料。 6.1.1乳化沥青 冷再生沥青混合料基层采用优质拌合型慢裂乳化沥青，其技术要求满足下表的要求。 乳化沥青（BC-1型）技术要求 表6.1.1 6.1. 2水泥

检测项目 技术规格 筛上剩余量（%） 不大于 0.10 电荷 阳离子带正电荷 破乳速度 慢裂 恩格拉粘度E25 2~30 蒸发残留物含量（%） 不小于 55

蒸发残留物性质

针入度（100g，25℃，5S）（0.1mm） 45~150

延度（15℃）（cm） 不小于 40 溶解度（三氯乙烯）（%） 不小于 97.5 常温储存 稳定性 1d，（%） ≤1

5d，（%） ≤5 - 7 -

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以使用，禁止使用外界影响而变质的水泥。宜采用强度等级为32.5以上的水泥；水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求；要求水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。 6.1. 3水 普通饮用水，或洁净不含有害物质的水均可使用。 6.1. 4沥青面层铣刨料 铣刨料为原沥青面层铣刨料，要求分层铣刨，铣刨料粒径规格基本一致，最大粒径不得超过31.5mm，没有大的团块。由于铣刨后的沥青混合料极易粘结，因此，混合料的堆放高度不宜过高，更不允许在混合料上停放机械或有机械行走。 6.2施工机械及质量检测仪器 6.2.1施工机械 冷再生沥青混合料必须配备齐全的施工机械和配件，做好开工前的保养、试机工作，并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。路面基层施工，要求采用集中厂拌、摊铺机摊铺，按层次施工，要求配备足够的拌和、运输、 摊铺、压实机械，配备机械见下表。 机械设备配备表 表6.2.1 序号 机械名称 规格、型号 数量 要求 1 拌和机 300T/h 1 装配高精度电子动态计量器 2 摊铺机 7.5m 2 3 双钢轮压路机 DD130 3 4 轮胎压路机 25T 2

5 装载机 ZL50 3 与拌和机的受料斗大小，拌和速度相匹配

6 自卸汽车 20T 15 数量应与拌和、摊铺设备相匹配

7 洒水车 6m3 2 带的能够喷洒成雾状的喷头 8 沥青洒布车 SX5260GLQ 1 9 石料撒布机 SS3000 1 10 水泥罐仓 50T 1 配有水泥破拱器 11 乳化沥青罐 30T 2 配有加温和搅拌装置