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乳化沥青厂拌冷再生柔性基层施工技术分析

2020-03-05

乳化沥青


文章来源:微信公众号“沥青路面”


摘要:冷再生是目前一种常用道路再生方法,与其他传统施工方法相比,总投资一般可节省40%~50%。结合我国现有的施工技术和设备水平,乳化沥青冷再生混合料适合作为高等级路面的柔性基层。和传统沥青混合料一样,乳化沥青冷再生混合料也必须进行合理的设计,以确保可靠的使用性能。


关键词:乳化沥青;厂拌冷再生;柔性基层;技术


道路冷再生的主要目的是使旧料材料得以重复利用,显著的特点是节省资源、环保和缩减资金。冷再生是目前一种常用道路再生方法,与其他传统施工方法相比,总投资一般可节省40%~50%。结合我国现有施工技术和设备水平,乳化沥青冷再生混合料适合作为高等级路面的柔性基层。


和传统沥青混合料一样,乳化沥青冷再生混合料也必须进行合理的设计,以确保可靠的使用性能。乳化沥青冷再生混合料与传统沥青混合料相比,无论是级配组成设计还是拌和设备的拌和等,均有所不同。基于此,本文结合京石高速公路改扩建工程,对乳化沥青厂拌冷再生技术进行了研究与实践。


乳化沥青冷再生混合料设计


为了满足工程实践的需要,在室内配合比设计过程中遵照图1和图2的设计体系进行乳化沥青冷再生混合料的矿料组成设计。


材料


(1)RAP。结合现场所铣刨的全厚度路面旧料存在较多大块的事实,为了有效控制再生料尺寸,避免大料的存在,特将现场的RAP运至拌和场内进行破碎和分类筛分。筛分过程中共分0~5mm、5~10mm和10~30mm等3档。


(2)乳化沥青。选用70号基质沥青作为乳化沥青所需的基质沥青,基质沥青的各项技术指标符合相关技术文件的要求。


(3)水泥。为了提高乳化沥青混合料的早期强度和水稳定性,在冷再生乳化沥青混合料中加入水泥,根据水泥强度形成机理和施工工艺的要求,采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥。


(4)新石料。由于RAP整体偏细,除了充分利用旧料,还要加入一定量的新料(一般为粗集料),以便改善混合料的级配和提高再生混合料的强度。新加入粗集料采用石灰岩碎石,规格为10~30mm。


(5)填料。矿粉采用涞源产矿粉,其各项技术指标均满足相关技术文件的要求。


级配设计


针对施工过程中铣刨旧料的级配,结合重新筛分后各档旧料的级配,调整不同档位旧料和10~30mm粗集料(新料)的比例,使再生混合料级配曲线尽可能接近最jia配合比曲线。水泥采用外掺法,掺配量为混合料的1.5%,因掺量较小,在级配组成设计级配曲线中忽略不计。


zui佳乳化沥青用量的确定


按确定的RAP和新集料的掺配比,取2.6%、2.9%、3.2%、3.5%、3.8%乳化沥青用量进行二次成型,进行毛体积密度、空隙率及稳定度等指标的测试。


测试结果,以室内压实试件密度与现场压实度相近的原则,结合工程实际,确定zui佳乳化沥青用量为3.3%。


zui佳含水量的确定


按确定的RAP和其他外加料的掺配比,乳化沥青用量取3.3%,按预加含水量2.1%、2.6%、3.1%、3.6%、4.1%变化掺水一次成型。采用重型击实试验、烘干48h,测定干密度。确定zui佳含水量为3.6%。夏季施工或远途运输考虑水分的损耗,实际施工时掺水量可适当提高0.5%~1.0%。


混合料的拌制、运输与摊铺


使用WirtgenKMA220在拌和厂进行乳化沥青冷再生混合料拌和,生产过程中要尽量保证足够的效率和拌和的连续性。


运料车将拌制好的混合料运至现场,为避免运输过程中水分散失,从而影响后续施工,运料车全程使用帆布覆盖,直至卸料时才将帆布去除,摊铺过程与摊铺沥青混凝土类似,但熨平板不需加热。在摊铺机确定的振捣频率下,取6个断面测量乳化沥青混合料的松铺系数,经成型基层高程检查,初步拟定松铺系数为1.28。


乳化沥青冷再生混合料的碾压与养生


根据压路机组合和试验段情况,确定的碾压方案如表7所示。乳化沥青冷再生混合料在碾压后,随着内部水分的不断蒸发,强度逐渐增加,因此需要一定的时间自然养生,使其达到足够的强度。养生采用封闭交通自然养生,养生时间为3~7天。


结语


厂拌冷再生技术,具有再生工艺易于控制,再生混合料性能较好、适用范围广、能耗低、污染小等优点,是应用较广的一种沥青路面再生技术。京石高速公路改扩建工程结合当前节能环保的需求,通过实地考察、试验分析、专家评审、现场观摩等手段对旧路面面层铣刨料进行重新分类,采用乳化沥青冷再生技术进行了柔性基层的施工,取得了良好的效果。


乳化沥青厂拌冷再生混合料施工技术充分利用旧路面产生的大量旧料,确保旧料得以变废为宝,在公路改扩建工程中值得推广。


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