厂拌乳化沥青冷再生技术应用浅析

厂拌乳化沥青冷再生技术应用浅析

山东省公路桥梁建设有限公司山东省济南市250000

摘要:厂拌乳化沥青冷再生技术是一门新兴技术,在国内的深入研究也只是刚刚起步。因其相对于传统的热拌沥青混合料来说不需要加热且产量更高,还可以提高废旧路面材料的利用率,随着厂拌乳化沥青冷再生技术的推广和应用必将给社会节约大量的资金,减轻环境污染,给我国旧沥青路面的改扩建和养护带来不可估量的经济效益和社会效益。

关键词:厂拌;乳化沥青;冷再生;应用

我国公路建设近10多年来取得了巨大的成绩,按照沥青路面设计寿命15~20年算,从现在起全国每年约有10%的沥青路面需要养护,旧沥青层的废弃量将超过每年1000万吨。如能加以利用,每年可节省材料费用几十亿元。面对目前资源匮乏的形势,积极发展环保路面施工技术,节能增效路面施工技术,走资源节约将是交通发展的必经之路。

一、厂拌乳化沥青冷再生施工的特点

1、原路面铣刨料(RAP)可全部回收利用、降低公路建设养护成本同时降低环境污染。

2、用乳化沥青和水泥作为再生剂,冷再生混合料生产无需加热,施工简便、易于控制。

3、对原有拌和设备的改造简单、不需要太大投入。本工程中我们对原有WCB700型水泥稳定土拌和站加以改装仅增加乳化沥青储存罐和乳化沥青计量喷洒装置,技术改造简单,额外增加成本较低。

4、冷再生基层养生周期短,仅5天左右即可,可以缩短路面开放交通周期,此次在G20济青高速公路改扩建工程施工中,在试验段试铺结果符合各项要求的前提下,左幅主线段总长10公里的段落仅用13天时间全部完成乳化沥青冷再生基层施工,在节约大量原材料费用的前提下对施工工期的影响很小。

5、施工工艺简单、质量易控制。

6、乳化沥青冷再生材料具有较好粘弹性质,抗疲劳性好,同时能提高路面抗裂能力。

7、抗水损害能力强。

二、乳化沥青冷再生技术

乳化沥青冷再生技术是指将旧沥青路面材料(包括面层材料和部分基层材料)进行铣刨,经适当处理与技术分析后,掺以适当的新集料、填料,使再生混合料矿料级配满足一定的技术要求,用适量的水润湿混合料矿料,再掺入乳化沥青或改性乳化沥青(同时掺入少量的水泥和矿粉等无机结合料)并拌和均匀,形成的乳化沥青冷再生混合料,经摊铺、碾压成型,使之重新形成路面结构层的一种工艺方法。而在多种再生技术中,乳化沥青冷再生技术是一项国际上先进的路面施工技术,它基于“柔性基层”的理念,具有以下显著优点:1)产生有效地作用解决半刚性基层反射裂缝,延长沥青面层使用寿命;2)可以节省资源、环保和缩减投资;3)拌和、施工工艺简单,经过合理的养生期,可以形成稳定的沥青结构层;4)施工受季节和气候影响较小,要获得良好的冷再生乳化沥青混合料层面,应该采用先进的乳化沥青技术,然后根据选定冷再生方案和路面结构要求,进行乳化沥青配方设计和混合料设计,并配置专门的施工方案。

乳化沥青冷再生的关键技术就是解决乳化沥青冷再生混合料的拌和性能和路用性能。乳化沥青与回收沥青料拌和时,乳化沥青颗粒表面的电荷与碎石材料表面的电荷发生中和反应,沥青颗粒相互靠近而粘结。由于沥青颗粒之间还存在着水分,沥青颗粒表面的电荷也没有完全消失,故沥青颗粒还不能牢固地形成强有力的沥青膜。刚拌和完的冷再生混合料维持这种状态的时间长短,与碎石材料的性质有关,但主要还是与乳化沥青的类型有关。

美国沥青协会认为,乳化沥青的类型与回收料性质有关:对于密级配混合料或者矿粉含量高的混合料,因为要有较长时间的拌和时间使混合料拌和均匀,宜采用慢裂乳化沥青;美国有的州则认为主要与回收旧料中沥青老化的程度有关,如回收沥青针入度小于301/10mm宜使用中裂乳化沥青;针入度大于301/10mm,则必须使用慢裂乳化沥青;有的州认为当回收沥青针入度小于101/10mm应采用聚合物改性乳化沥青;研究表明,采用什么类型的乳化沥青应该针对具体工程进行项目级设计,通过设计选择适宜的乳化沥青类型。

优质的乳化沥青产品与它的加工工艺水平有关,也与乳液中沥青、乳化剂、添加剂的用量和质量有关。乳化沥青的微观结构观察表明,优质的乳化沥青产品其粒径平均小于5微米。

三、厂拌乳化沥青冷再生工艺控制

厂拌乳化沥青冷再生混合料的施工工艺与热拌沥青混合料存在较大的差异性,从后场的拌和至现场的摊铺、碾压均存在较多的不同之处,如乳化沥青冷再生混合料后场拌和无需加热,现场压实受到乳化沥青破乳时间和最佳流体含量的影响,压实工艺中采用不定期进行复压对压实度及沥青路面强度的影响等方面均需要进行研究分析。

1、旧沥青混合料(RAP)的破碎、筛分工艺

为保证再生后的沥青混合料的级配,需要考虑RAP材料的破碎、筛分,首先去除RAP材料中的超粒径的团块,并将破碎后的RAP材料按粒径分成三种规格,以便于再生沥青混合料的级配控制。我们按照实际情况将RAP筛分为0-5mm、5-10mm、10-20mm三种规格的筛分料。如此RAP材料筛分后分成三级,但不允许使用未经筛分的RAP材料。

2、RAP材料的堆放和存储要求

RAP材料经破碎、筛分后,可达到生产所需的尺寸及级配,RAP材料在破碎和筛分后即可运输至拌和站生产,也可以贮存起来以后使用。由于RAP中沥青的存在,RAP材料贮存一段的时间后,特别是气温较高时,由于在RAP自重和高温的作用下,RAP材料可重新粘结起来形成尺寸较大的团粒,因此RAP料堆的高度一般不超过2m,贮存时间不能太长,同时应增加覆盖防雨措施。RAP的含水量应控制在较低的水平,特别是粒径较小的RAP,必须控制RAP的含水量在一定的范围内。

3、冷再生混合料拌合运输

拌和时注意控制冷再生混合料的拌和时间,若过度拌和,则粗集料表面的乳化沥青容易剥落,而且可能导致乳化沥青提前破乳,而拌和不充分则可导致集料不能充分地被乳化沥青裹覆。集料进入搅拌锅后加入水泥和矿粉,最后加乳化沥青和水进行拌和,拌和时间由试拌时间确定。混合料外观质量以混合料均匀一致,所有矿料颗粒全部均匀分布、颗粒全部裹覆乳化沥青,无花白料,无结团结块为准。混合料拌和时乳化沥青可能不完全均匀地裹覆集料,但没有必要延长拌和时间来提高集料的裹覆程度,因为在混合料的摊铺、碾压过程中,乳化沥青可进一步裹覆集料。

再生料宜采用载重量不小于40t的大吨位自卸车运输。从拌和机成品仓向车厢内卸料时,应从车厢前部、后部、中部分三次装料,每次自卸汽车应至少移动二次位置,平衡装料,以减少冷再生混合料离析现象。装满混合料的汽车,不得随意中途停留,必须保证直接将混合料送到现场,等候摊铺。

4、冷再生混合料摊铺

冷再生混合料可采用热拌沥青混合料摊铺方法进行摊铺,冷再生混合料的摊铺速度应调整到与供料速度平衡,必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺。摊铺过程中不应随意变换速度或中途停顿。如果拌和机产量降低,则可采取放慢摊铺机的摊铺速度的办法进行调整。

冷再生混合料的松铺系数和松铺厚度,必须从实际施工中测得。首先在试验段施工中求取,随后在大面积施工中进行校核调整。每天在开始摊铺后,必须进行松铺厚度的测试,以利于路面摊铺厚度和横坡度得到准确控制。利用水准仪每次测量应不少于两个横断面,每个断面上不少于三个点。在摊铺过程中,技术员应随时检查摊铺的松铺厚度,并及时通知操作手。

当供料不足时,宜采用运料车集中等候,集中摊铺的方式,尽量减少摊铺机的停顿次数。此时摊铺机每次均应将剩余的冷再生混合料铺完,处理好接头。如等料时间过长,冷再生混合料完成破乳过程,影响继续摊铺时,应将破乳的冷再生混合料挖除。

四、结论

随着我国逐步进入沥青路面大面积改扩建和维修养护期,每年将产生上千万吨的旧沥青路面材料,并以每年约15%的速度增长。同时,随着人们对环境保护、资源节约、循环经济的深入理解,也越来越重视废旧沥青路面材料的再生利用。公路交通建设的发展,意味着继续要消耗大量不可再生的资源。如合理使用废旧材料,采用“四新”技术实施资源循环再生利用,可大大弥补资金和能源的不足,促进交通运输事业健康绿色发展。

参考文献

[1]拾方治马卫民.沥青路面再生技术手册.人民交通出版社,2006,11.

[2]中华人民共和国行业标准.《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008).人民交通出版社,2008.

[3]张力.城市建设理论研究,沥青路面再生技术概述,2011,16.

[4]宋永强.科技与企业,浅议冷再生乳化沥青应用技术,2012年15.

[5]于浩薛勇刚.企业技术开发,乳化沥青厂拌冷再生技术在高速公路中的应用,2014,4.

[6]窦鸿云梁鑫.中国科技纵横,厂拌乳化沥青冷再生施工技术的应用,2015,18.

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