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公路路面养护中高掺量RAP厂拌热再生技术研究
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2022.08.06 黑龙江

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摘要

以某公路工程为例,首先介绍了该工程的工程概况,然后对该公路路面养护中高掺量RAP厂拌热再生技术展开分析 研究。研究结果表明,在路面养护中应用高掺量 RAP厂拌热再生技术,可有效提高施工进度、节省施工资源、保证工程质 量,值得推广应用。

0 引言

沥青路面是公路工程中应用较为广泛的一种路面结构, 由于受到重载车辆及气候条件等因素的影响,使得沥青路面会出现各种病害问题,导致行车舒适度和安全性下降。为解决这些问题,根据病害的不同情况可对沥青路面进行 大中修处理,在大修处理时,可采用厂拌热再生技术,对原路面的沥青混凝土进行再利用,达到节约成本,减轻环境污染的目的。

1 工程概况

某公路工程全长16.856km,路基宽度为25.5m,最初按 照双向四车道设计,随着车流量的不断增大,道路通行能 力无法满足使用需要。经过研究后,对原路进行拓宽改建, 将路基拓宽至40.5m,车道数量增加至双向八车道,全线路 面改为沥青混凝土。该公路改扩建完毕后,重载车辆逐步增多,致使主车道出现诸多病害问题,如松散、裂缝以及 沉陷等,由此导致路面养护工作量进一步增加。为从根本 上解决问题,决定对该路面进行大修处理。传统的方法进 行大修,会产生大量的沥青混凝土废料,因此会增加养护费用,还会污染环境。对此,可采用厂拌热再生技术予以解决。下面重点对该公路路面养护中运用的高掺量 RAP 厂 拌热再生技术展开分析。

2 公路路面养护中高掺量RAP厂拌热再生技术

再生沥青混合料 (简称 RAP) 是用原路面的沥青混凝 土与新料进行混合再利用,本工程中,RAP采用高掺入量, 通过工厂的连续拌和设备生产。施工技术要点如下: 

2.1 混合料拌和 

2.1.1 拌和工艺的选择 

本次采用的施工工艺为厂拌热再生技术,要对 RAP 的 收集与计量方式合理确定,以此来确保 RAP 级配满足施工要求。RAP 在使用前要预加热,加热方式与预热温度密切 相关,该温度的高低,会对再生沥青黏结剂的性状产生一 定程度的影响,且与混合料的生产效率有关。实践表明, 采用明火对旧沥青混合料加热,会使沥青的老化速度加快, 而间接加热方式的效率偏低,会影响施工进度。基于此, 为使混合料的生产效率满足施工需要,决定选用间歇式拌 和机制备混合料[1] 。

2.1.2 拌和设备 

该工程选用的拌和设备由两部分组成:即再生附楼设 备、破碎筛分系统。前者是在拌和楼的基础上增设再生设 备,这样除了能够节约设备的购置费用外,还不会对拌和 机的运转造成影响。附楼设备带有干燥筒,可在其中完成 回收料的加热,附楼设备的生产能力可达到 80t/h,可以选 用燃煤或是燃油作为燃料;后者的主要作用是将铣刨回收 的 RAP 破碎筛分为设计要求的粒径。破碎筛分系统的功率 为50kW,每小时的生产能力可以达到30t左右[2] 。与每小时 80t生产能力的附楼设备相比,破碎筛分系统的单日产量较 少,无法满足施工需要。故此可提前一天进行破碎筛分。

2.1.3 生产工艺流程 

(1) 先对旧路面铣刨处理后的沥青混凝土进行回收, 通过自卸式车辆运至后场堆放好,由专人负责翻晒,随后 均匀混合。 

(2) 将混合好的旧料通过装载机喂入破碎筛分系统, 以设计的粒径规格作为依据,选取适宜的筛网,对旧料筛 分,并将分好规格的料妥善堆放,为避免受潮,要做好防 护措施。 

(3) 以配合比设计中的集料比例作为主要依据,对再 生附楼的皮带秤转速适当调节,利用皮带将旧料提升到干 燥系统内,借助烘干筒将旧料加热至120~140℃[3] 。 

(4) 经过加热之后的旧料,先暂存于储料仓内,依据 配合比计量旧料后,进入原生楼,与新料拌和,生产出用于养护施工的混合料。

2.2 施工技术要点 

2.2.1 铣刨 

(1) 对原沥青路面铣刨处理时,选用的是冷铣刨机。以车道为单位开展铣刨作业,其中每条车道分两次铣刨, 每次的铣刨宽度设定为2.0m。 

(2) 旧路的沥青混凝土结构层厚度为 18cm,即上面层 厚度为 5.0cm、中面层 6.0cm、下面层 7.0cm,因厚度较大, 一次性铣刨可能无法满足预期的处理效果。故此对结构层 分两次铣刨,首次铣刨的厚度控制在 7~8cm,第二次铣刨 的厚度控制在10~11cm[4] 。 

(3) 采用分层铣刨的方法,能够避免夹层的出现。层 间与旧路面相接的位置处,在纵向上留设宽度为 10cm的台 阶,起点和终点位置处分别预留出宽度为3.0cm的台阶。 

2.2.2 破碎 

该工程选用破碎机对 RAP 铣刨料分档破碎,在生产 AC-25混合料和AC-20混合料时,均为两档破碎,一档为0 ~6.0mm,另一档为 6.0~26mm;在生产 AC-13 混合料时, 也 分 为 两 档 破 碎 , 一 档 为 0~6.0mm, 另 一 档 为 6.0~ 16mm[5] 。经过破碎分档处理后的 RAP 料,要分开堆放,不 得混堆,为避免雨淋或受潮,要采取相应的防护措施。

2.2.3 新料拌和 

利用沥青拌和楼进行新料的拌和,由铲车负责上料, 生产过程中,必须确保冷料仓的供料速度。拌制新混合料 时,可将沥青的加热温度控制在 155~165℃,新料与再生 料的加热温度分别控制在 210~220℃和 130~140℃,确保 新料的出厂温度保持在 155~165℃之间,这个温度能够保 证新料运至现场后的摊铺温度达到 145~150℃[6] 。拌和时, 可先将旧料与新骨料一并加入到搅拌缸内,以干拌的方式 搅拌5s,随后加入其他材料搅拌35s,使新料搅拌均匀,然 后运至现场准备摊铺。

2.2.4 新料摊铺 

(1) 新料拌制好后及时运至现场,确认温度达到摊铺 要求后便可开始摊铺。摊铺过程中,要控制好平整度、高 程及横坡等,避免出现片状离析的情况。AC-13C、AC20C和 AC-25C的松铺厚度有所差别,可在试铺时对松铺系 数加以确定[7] 。 

(2) 摊铺开始前,要对熨平板预热,使其温度达到 125℃以上,通过预热能够有效防止混合料黏附在熨平板上 的情况发生,有助于提高摊铺质量。新料摊铺时,每摊铺 完2~4车料后,要做一次收头,避免混合料从料斗内溢出, 从而防止出现带状离析现象。 

(3) 本次选用的摊铺机带有接触式感应器,根据拌和 楼的产能,将摊铺速度设定为120~180m/h。为防止出现停机待料的状况,实际摊铺时,速度控制在130~150m,保证 每台摊铺机前至少有2台运料车等候卸料。

2.2.5 碾压成型 

新料摊铺后,要及时碾压,使其平整度达到相关规范 要求。碾压分为初压、复压和终压三个阶段,不同的碾压 阶段选用不同的压路机,并按照试验段得出的参数,确定 碾压遍数。2.2.6 下封层施工 在对下封层施工前,要先将水稳基层清理干净,可以 采用吹风机配合人工进行清理,待表面干燥后,便可对下 封层施工。具体要点如下: 

(1) 用带有控制系统的洒布车对沥青进行洒布,洒布 量为1.0kg/m2 ,以人工的方式撒布集料,确保覆盖面积达到 85%以上[8] 。 

(2) 下面层施工前,采用分层铺设的方法施工下封层, 洒布沥青,并在其上均匀撒布碎石,使用胶轮压路机碾压 密实,碾压过程中,轮迹应重叠20cm以上。

3 结语

在公路路面养护中应用高掺量RAP厂拌热再生技术时, 施工人员要掌握相关的施工技术要点,并且要控制好混合 料的拌和质量,这是确保施工质量的重要前提和基础。

参考文献: 

[1] 管鑫,侯向导 . 新旧沥青拌和度对掺加 RAP的再生沥 青混合料水稳定性的影响[J]. 上海公路,2021(2):107-112.

[2] 张勇 . RAP 特性及掺量对乳化沥青冷再生混合料路用 性能影响[J]. 合成材料老化与应用,2021(3):59-62.

[3] 李远见,边莉 . RAP 高掺配厂拌再生混合料优化设计 研究[J]. 内蒙古公路与运输,2021(3):33-35.

[4] 杨梓钰,张碧 . 基于厂拌热再生技术的高速公路 RAP 制备及其性能[J]. 粘接,2021(4):193-196.

[5] 李长贵,王随原,李伟雄,等 . 基于人工 RAP老化沥 青的新旧沥青融合特性研究[J].公路,2021(4):297- 307.

[6] 朱秋铭 . 不同 RAP掺量的再生沥青混合料性能影响分 析[J]. 交通世界,2021(10):146-148.

[7] 孙伟清,徐伟良 . 改性剂对高 RAP掺量热再生混合料 性能的影响研究[J]. 新型建筑材料,2021(2):42-46.

[8] 罗群星,潘惠雄,王文峰,等 . RAP 掺量对厂拌热再 生沥青混合料模量影响研究[J]. 工程技术研究,2021 (4):30-31.

来源:《交通世界》  2022年第1期

作者:中建路桥集团有限公司  王锐

图片:网络    

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