论文部分内容阅读
摘要:本文对厂拌热再生沥青的概念及混合设计、施工工艺进行了详细论述,探讨了厂拌热再生沥青混合料應用的可行性以及前景,为这种可再生能源的推广使用提供了有益借鉴。
关键词:厂拌热再生沥青 混合料配合比设计及性能 施工工艺
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-395-01
一、引言
沥青路面厂拌热再生,就是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例在拌和厂重新热拌成混合料,能够满足预定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。这种施工技术不仅能够节约大量的沥青、砂石等原材料,节省工程投资,同时有利于处理废料和保护环境,因而具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
二、再生沥青混合料的配合比设计及性能评价
在不同级配组成、不同设计针入度、不同沥青含量情况下对其性能进行试验分析,提出再生沥青混合料配合比设计方法,并对再生沥青混合料路用性能进行评价。
采用最适宜的级配和选定RAP掺配量,与新沥青混合料进行比对,评价再生混合料的综合路用性能,包括高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性及耐久性。
1.再生沥青混合料的级配类型可以按照新沥青混合料级配类型确定方法进行选择,对于高速公路大修工程,还要根据沥青路面病害的成因、摊铺厚度、再生沥青路面结构和施工条件综合考虑后加以确定。
2.目前国内外确定再生沥青混合料的油石比方法很多,对再生沥青混合料室内试验结果和国内外资料分析,马歇尔试验方法是一种较好的确定再生沥青混合料最佳用油量的方法。但由于再生沥青混合料中掺加部分RAP,不能过于拘泥于热拌沥青混合料的马歇尔技术标准,在保证再生沥青混合料质量的前提下,可适当放宽个别指标(流值)要求。
3.再生沥青混合料沥青含量对其路用性能有较大影响。随着再生沥青混合料沥青含量的增加,再生沥青混合料的抗高温车辙能力与抗水害能力降低、抗低温开裂性能提高。由于加入的旧沥青混合料其性能和组成离散性较大,在工地生产再生沥青混合料时,沥青含量的允许误差如果按现有规范要求=±0.3%执行,再生混合料沥青含量抽检结果较难满足规范要求,这样必然限制旧料的掺加数量。因此,进行再生混合料的质量管理时,除了采取措施严格控制沥青用量,对于沥青含量允许误差应适当放宽。
4.与新沥青混合料相比,再生沥青混合料中的胶结料劲度变大、粘附性降低,使得再生混合料的高温稳定性与抗疲劳损坏性能提高、抗水损害能力降低、长期路用性能变差。但从再生沥青混合料与新沥青混合料路用性能指标变化情况分析,掺加较低量的旧料得到的再生混合料的抗车辙、疲劳、水损害能力和耐久性能与新沥青混合料的差别不大。
三、再生沥青混合料施工工艺
(一)回收沥青路面材料(RAP)的加工处理与检验。
济聊路大修工程中是将旧路面沥青材料用挖除的方法破碎后运至拌和厂,通过两级破碎后,经多次试验最后确定筛分出两种规格的材料,即0—5mm(称为1#材料)和5—25 mm(或5—20mm,不同结构层分别生产,沥青大碎石及AC—20用5—25mm,SMA—13用5—20mm,均称为2#材料),对1#、2#材料随生产随进行含水量、沥青含量测定,同时进行集料的级配检测。用这两种材料与新集料进行级配组成设计,按10%、20% 、30%的掺量进行沥青混合料的配合比设计,由于本次旧料来源稳定,破碎后的1#、2#材料的沥青含量、级配组成上的离散性均不大,为我们以后的施工和检测带来了很大的方便,通过多次试验加工处理RAP材料要注意以下问题:(1)运回拌和场的旧料一定要防雨,以免破碎时因含水量过大1#材料筛分不出来,造成处理后材料的沥青含量及级配组成的不稳定。(2)加工后的材料贮存时一定要尽量保持松散状态,堆料不要过高(我们的经验是控制堆料高度1.8mm以下),以防材料在自重下结块及离析。(3)机械不得在料堆上作业,以免因压实而重新结块。(4)破碎好的材料要做好防晒、防雨措施且存贮时间不宜过长,最好是随用随破。(5)发现材料变化要及时调整,未经实验检测的材料不得使用。
(二) RAP的温度控制
厂拌热再生RAP的温度控制我们采用了高位滚筒的办法,即:1#与2#材料按给定的比例供料,通过提升机进入高位滚筒,在料帘区内,材料被热气流加热,而通过料帘区的热气流经引风设备被导入新骨料加温滚筒,进行二次燃烧,既利用了余热对骨料加温,又能保证有害气体因燃烧而消除,从而达到环境保护的目的。在此过程中可通过调整高位滚筒的风门与喷嘴的大小来控制RAP的加热温度,RAP的加热温度过高就会对沥青造成伤害,过低则在RAP进行拌锅时容易产生拥堵而无法进行连续生产,通过多次试验,RAP的温度控制在125+5℃ 范围内,可达到我们的预期效果。
(三) 新集料的温度控制
因RAP材料的温度影响,新骨料的加温温度必须提高才能保证所拌出混合料的温度满足规范及施工的要求.
热再生沥青混合料的拌制除遵循普通沥青混合料的拌制要求外,还需注意以下问题:RAP与新骨料同时进锅,干拌至少10 S后再喷洒新沥青,然后再拌和至少45S,保证新旧沥青充分调和及新旧材料温度的快速交换。
(五) 热再生沥青混合料的检测。
热再生沥青混合料的检测目前还没有固定标准。我们只能依据普通沥青混合料的检测标准。我们认为只要热再生沥青混合料的指标能满足或高于现行的沥青混合料的规范要求就是合格的,故热再生沥青混合料的检测项目与普通沥青混合料的检测项目是一致的,只是检测频率更高,通常检测频率提高2—3倍。
(六) 热再生沥青混合料的运输
基本要求与普通沥青混合料相同,只是要求卸料前混合料需在拌和机贮存仓内要预存至少5—10min,使混合料的温度更加一致后再装车,且装车完毕后必须从车的前中后三个不同位置检测三组温度,看温度的差别是否过大,以预测该车料的总体温度情况,将该结果随车带至现场,现场也从不同的位置测三组温度与出场前进行对比,看温度降低是否合理。
(七) 热再生沥青混合料的摊铺
在每次摊铺前半小时,对熨平板进行加温,以保证摊铺机不因熨平板温度过低而造成起步时铺出的路面有拖痕不平整。摊铺时保证行走速度均匀,直线行走准确,弯道行走圆顺,以保证全线的平整度、横坡度。
为保证路面平整度,沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺,摊铺速度综合考虑拌和机的产量、运输能力等因素进行确定,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿;螺旋送料器两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料,应不停顿地转动;在摊铺机起步前,混合料的输送采用最慢速度进行,摊铺过程中平缓进行混合料的输送工作,以防止沥青混合料离析现象,在最易产生离析的部位--搅笼的固定支架处,随机派专人进行处理。
四、结束语
厂拌热再生技术需要较大的固定资产投资,主要包括再生沥青混合料拌和设备、铣刨机和废料破碎设备,需进行投资,只有大规模推广应用旧沥青路面厂拌热再生技术才能获得一定的直接经济效益,这是发展沥青路面再生利用不容忽视的问题。随着环保要求日趋提高,沥青路面再生具有广阔的市场空间。再生沥青混合料除了具有一定的经济效益外,还间接地具有良好的社会效益和环境效益。
作者简介:张爱兵(1967.10——),男,河北省辛集市人,工程师,研究方向:交通工程。作者单位:山东省德州市公路局工程处
关键词:厂拌热再生沥青 混合料配合比设计及性能 施工工艺
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-395-01
一、引言
沥青路面厂拌热再生,就是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例在拌和厂重新热拌成混合料,能够满足预定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。这种施工技术不仅能够节约大量的沥青、砂石等原材料,节省工程投资,同时有利于处理废料和保护环境,因而具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。
二、再生沥青混合料的配合比设计及性能评价
在不同级配组成、不同设计针入度、不同沥青含量情况下对其性能进行试验分析,提出再生沥青混合料配合比设计方法,并对再生沥青混合料路用性能进行评价。
采用最适宜的级配和选定RAP掺配量,与新沥青混合料进行比对,评价再生混合料的综合路用性能,包括高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性及耐久性。
1.再生沥青混合料的级配类型可以按照新沥青混合料级配类型确定方法进行选择,对于高速公路大修工程,还要根据沥青路面病害的成因、摊铺厚度、再生沥青路面结构和施工条件综合考虑后加以确定。
2.目前国内外确定再生沥青混合料的油石比方法很多,对再生沥青混合料室内试验结果和国内外资料分析,马歇尔试验方法是一种较好的确定再生沥青混合料最佳用油量的方法。但由于再生沥青混合料中掺加部分RAP,不能过于拘泥于热拌沥青混合料的马歇尔技术标准,在保证再生沥青混合料质量的前提下,可适当放宽个别指标(流值)要求。
3.再生沥青混合料沥青含量对其路用性能有较大影响。随着再生沥青混合料沥青含量的增加,再生沥青混合料的抗高温车辙能力与抗水害能力降低、抗低温开裂性能提高。由于加入的旧沥青混合料其性能和组成离散性较大,在工地生产再生沥青混合料时,沥青含量的允许误差如果按现有规范要求=±0.3%执行,再生混合料沥青含量抽检结果较难满足规范要求,这样必然限制旧料的掺加数量。因此,进行再生混合料的质量管理时,除了采取措施严格控制沥青用量,对于沥青含量允许误差应适当放宽。
4.与新沥青混合料相比,再生沥青混合料中的胶结料劲度变大、粘附性降低,使得再生混合料的高温稳定性与抗疲劳损坏性能提高、抗水损害能力降低、长期路用性能变差。但从再生沥青混合料与新沥青混合料路用性能指标变化情况分析,掺加较低量的旧料得到的再生混合料的抗车辙、疲劳、水损害能力和耐久性能与新沥青混合料的差别不大。
三、再生沥青混合料施工工艺
(一)回收沥青路面材料(RAP)的加工处理与检验。
济聊路大修工程中是将旧路面沥青材料用挖除的方法破碎后运至拌和厂,通过两级破碎后,经多次试验最后确定筛分出两种规格的材料,即0—5mm(称为1#材料)和5—25 mm(或5—20mm,不同结构层分别生产,沥青大碎石及AC—20用5—25mm,SMA—13用5—20mm,均称为2#材料),对1#、2#材料随生产随进行含水量、沥青含量测定,同时进行集料的级配检测。用这两种材料与新集料进行级配组成设计,按10%、20% 、30%的掺量进行沥青混合料的配合比设计,由于本次旧料来源稳定,破碎后的1#、2#材料的沥青含量、级配组成上的离散性均不大,为我们以后的施工和检测带来了很大的方便,通过多次试验加工处理RAP材料要注意以下问题:(1)运回拌和场的旧料一定要防雨,以免破碎时因含水量过大1#材料筛分不出来,造成处理后材料的沥青含量及级配组成的不稳定。(2)加工后的材料贮存时一定要尽量保持松散状态,堆料不要过高(我们的经验是控制堆料高度1.8mm以下),以防材料在自重下结块及离析。(3)机械不得在料堆上作业,以免因压实而重新结块。(4)破碎好的材料要做好防晒、防雨措施且存贮时间不宜过长,最好是随用随破。(5)发现材料变化要及时调整,未经实验检测的材料不得使用。
(二) RAP的温度控制
厂拌热再生RAP的温度控制我们采用了高位滚筒的办法,即:1#与2#材料按给定的比例供料,通过提升机进入高位滚筒,在料帘区内,材料被热气流加热,而通过料帘区的热气流经引风设备被导入新骨料加温滚筒,进行二次燃烧,既利用了余热对骨料加温,又能保证有害气体因燃烧而消除,从而达到环境保护的目的。在此过程中可通过调整高位滚筒的风门与喷嘴的大小来控制RAP的加热温度,RAP的加热温度过高就会对沥青造成伤害,过低则在RAP进行拌锅时容易产生拥堵而无法进行连续生产,通过多次试验,RAP的温度控制在125+5℃ 范围内,可达到我们的预期效果。
(三) 新集料的温度控制
因RAP材料的温度影响,新骨料的加温温度必须提高才能保证所拌出混合料的温度满足规范及施工的要求.
热再生沥青混合料的拌制除遵循普通沥青混合料的拌制要求外,还需注意以下问题:RAP与新骨料同时进锅,干拌至少10 S后再喷洒新沥青,然后再拌和至少45S,保证新旧沥青充分调和及新旧材料温度的快速交换。
(五) 热再生沥青混合料的检测。
热再生沥青混合料的检测目前还没有固定标准。我们只能依据普通沥青混合料的检测标准。我们认为只要热再生沥青混合料的指标能满足或高于现行的沥青混合料的规范要求就是合格的,故热再生沥青混合料的检测项目与普通沥青混合料的检测项目是一致的,只是检测频率更高,通常检测频率提高2—3倍。
(六) 热再生沥青混合料的运输
基本要求与普通沥青混合料相同,只是要求卸料前混合料需在拌和机贮存仓内要预存至少5—10min,使混合料的温度更加一致后再装车,且装车完毕后必须从车的前中后三个不同位置检测三组温度,看温度的差别是否过大,以预测该车料的总体温度情况,将该结果随车带至现场,现场也从不同的位置测三组温度与出场前进行对比,看温度降低是否合理。
(七) 热再生沥青混合料的摊铺
在每次摊铺前半小时,对熨平板进行加温,以保证摊铺机不因熨平板温度过低而造成起步时铺出的路面有拖痕不平整。摊铺时保证行走速度均匀,直线行走准确,弯道行走圆顺,以保证全线的平整度、横坡度。
为保证路面平整度,沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺,摊铺速度综合考虑拌和机的产量、运输能力等因素进行确定,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿;螺旋送料器两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料,应不停顿地转动;在摊铺机起步前,混合料的输送采用最慢速度进行,摊铺过程中平缓进行混合料的输送工作,以防止沥青混合料离析现象,在最易产生离析的部位--搅笼的固定支架处,随机派专人进行处理。
四、结束语
厂拌热再生技术需要较大的固定资产投资,主要包括再生沥青混合料拌和设备、铣刨机和废料破碎设备,需进行投资,只有大规模推广应用旧沥青路面厂拌热再生技术才能获得一定的直接经济效益,这是发展沥青路面再生利用不容忽视的问题。随着环保要求日趋提高,沥青路面再生具有广阔的市场空间。再生沥青混合料除了具有一定的经济效益外,还间接地具有良好的社会效益和环境效益。
作者简介:张爱兵(1967.10——),男,河北省辛集市人,工程师,研究方向:交通工程。作者单位:山东省德州市公路局工程处