廠拌熱再生質量控制影響因素

牟銳亮 鄧應玲

（重慶交通建設集團有限責任公司，中國重慶400000）

隨著瀝青路面養護技術在我國的普遍發展，瀝青路面廠拌熱再生也開始在越來越多的養護工程中得到應用。 瀝青路面廠拌熱再生（以下簡稱“廠拌熱再生”）是一項瀝青路面修復技術，首先，采用專業的設備對舊瀝青路面進行銑刨，將舊料運回工廠后進行破碎和篩分。然后，根據舊料中瀝青的含量、老化程度、碎石級配等指標，摻入一定量的新集料、瀝青和再生劑，在拌和設備中進行熱攪拌。 最后，按新建瀝青路面的方法進行攤鋪、熨平、碾壓，形成新的路面結構。 由于其施工工藝較為復雜，各環節之間間歇時間較長，如果不加以控制，質量很難得到保障。[1]

因此， 本文采用AHP 層次分析法對瀝青路面廠拌熱再生技術的施工質量進行了全面分析，以此確定出質量的關鍵控制點。

1 再生過程質量與影響因素

再生瀝青混合料的施工主要包括廢舊瀝青路面銑刨、再生瀝青混合料拌和、出料、運輸、攤鋪、碾壓等幾道工序。通過分析，我們總結出，在幾個環節中，可能對質量產生影響的因素主要包括以下幾個方面：

1.1 RAP 舊料的變異性控制

RAP 舊料中的老舊瀝青的性能、 含量及其變異性是決定瀝青回收料是否能夠再生利用，以及確定利用比例的重要因素。 如果回收料中舊瀝青含量很低或嚴重老化（針入度小于10[0.01 毫米]），就很難與新瀝青材料相容，也就不適宜作為廠拌熱再生的原材料。[2]

1.2 再生混合料拌和的溫度控制

拌和樓生產時以混合料的拌和出料溫度為控制指標， 調整RAP舊料和新集料預熱溫度以達到成品料拌和溫度要求；施工時以攤鋪溫度和壓實溫度為控制指標。 嚴格控制攤鋪溫度，在攤鋪過程中應隨時注意混合料溫度的監控和取樣頻率，低溫混合料一律不允許攤鋪。

1.3 再生劑的添加量

在瀝青路面廠拌熱再生技術中，再生劑是生產原料中至關重要的一部分。 并且，由于其制造成本較高，所以在拌和時，加入量應更加精確。以保證既能有效的恢復RAP 舊料中瀝青的使用性能，又能合理的降低工程造價。[3]

1.4 混合料的攤鋪

攤鋪前應對攤鋪機進行預熱，預熱溫度不低于120℃；攤鋪機在攤鋪過程中應保證混合料的供應充足，攤鋪速度應與自卸汽車的供料速度保持同步，中途不得停機；攤鋪機中混合料的高度應不小于送料器高度的三分之二，以減少混合料的離析。

1.5 混合料的碾壓

為保證路面壓實度，碾壓過程應遵循“高溫緊跟慢壓、振動高頻低幅”的原則，無論初壓、復壓、終壓，都應在規范規定的溫區內進行。

2 AHP 層次分析法及模型的建立

層次分析法（The Analytical Hierarchy Process 簡稱AHP)是美國著名的運籌學家T.L.Saaty 等人在20 世紀70 年代提出的一種定性與定量分析相結合的多準則決策方法。這一方法是在對復雜決策問題的本質、影響因素以及內在關系等進行深入分析之后，構建一個層次結構模型，然后利用較少的定量信息，把決策的思維過程數學化，從而為求解多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題，提供一種簡便的決策方法。

利用AHP 層次分析法建立的數學模型其步驟如下：

2.1 構造層次分析結構

系統由三個等級層次組成，即：目標層、準則層以及方案層，其結構形式如圖1 所示

2.2 構造判斷矩陣

建立層次分析結構后，以目標層為中心，將所有準則分別進行兩兩比較，構造判斷矩陣A-B，簡記為A：

其中，n 表示矩陣A 的階數，即準則層因素的個數；cij表示比較結果。 在進行比較時，采用指定等級進行標度，其含義如表1 所示。

表1 判斷矩陣標度及其含義

2.3 層次單排序及矩陣一致性檢驗判斷

計算出判斷矩陣A 的最大特征根及特征向量，進行層次單排序，用權重表示。 具體計算步驟如下：

1）將判斷矩陣A 按列進行歸一化處理。 將每個元素除以各自所在列元素之和。 即：

2）歸一后把各行元素相加，得：

3）相加結果分別除以m，就得到所求的權重：

4）計算判斷矩陣最大特征值：

式中，（AW）i表示矩陣A 乘以向量W 后所得新向量中的第i 個元素。

5）為保證構造的判斷矩陣具有合理性，需對其進行一致性檢驗。一致性指標CI=（λmax-m） （m-1），當隨機一致性比率CR=CI/RI＜0.10時，判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需重新調整。 其中，平均隨機一致性指標RI 的值見表2。

2.4 層次總排序

層次總排序即依模型層次結構由上而下逐層計算，計算出最底層因素相對于最高層的相對重要性的排序值，最高層的總排序即為其層次總排序。

表2 判斷矩陣RI 數值表

3 AHP 法分析評價瀝青路面廠拌熱再生質量控制因素指標

瀝青路面廠拌熱再生過程質量控制的好壞，直接關系到再生后的路面使用性能。 為了使質量控制體系更加完善，本文以再生后的路面平整度、路面摩擦系數、構造深度、滲水系數四個指標作為路面質量控制的目標，從材料的質量、再生劑添加量的控制、拌和溫度、混合料拌和均勻性、路面壓實度六個方面進行了深入的分析。具體AHP 層次分析模型見圖1。

圖1 廠拌熱再生質量控制模型

表3 就地熱再生質量層次單排序

由于本模型方案層指標較多， 因此計算過程采用MCE-AHP 軟件， 在此軟件中輸入已建立好的層次分析模型和研究得出的判斷矩陣，通過AHP 模型的計算方法，程序自動運算并輸出相應的層次單排序、一致性檢驗和層次總排序。

表4 就地熱再生質量層次單排序

表5 就地熱再生質量層次單排序

表6 就地熱再生質量層次單排序

表7 就地熱再生質量層次單排序

首先，以瀝青路面廠拌熱再生質量為目標，路面平整度、路面摩擦系數、構造深度、滲水系數四個指標為準則層，構造判斷矩陣A，判斷矩陣A 以及運算結果如表3。

由表3 可知，CR=0.0433＜0.10，表明判斷矩陣A 具有滿意一致性，對于瀝青路面廠拌熱再生質量研究而言，單層權重為質量管理水平綜合評判提供指標權重分配向量。對于過程質量中的平整度B1，判斷矩陣及運算結果見表4。

從表4 可以看出，CR=0.0465＜0.10，表明判斷矩陣B1 具有滿意一致性，對于過程質量中的摩擦系數B2，判斷矩陣及運算結果見表5。

表8 就地熱再生質量層次單排序

由表5 可知，CR=0.091＜0.10，表明判斷矩陣B2 具有滿意一致性，對于過程質量中的構造深度B3，判斷矩陣及運算結果見表6。

由表6 可以看出，CR=0.0797＜0.10，表明判斷矩陣B3 具有滿意一致性，對于過程質量中的滲水系數B4，判斷矩陣及運算結構見表7。

由表7 可知，CR=0.082＜0.10，表明判斷矩陣B4 具有滿意一致性。最后，通過以上得出的數據，就可以得出就地熱再生過程質量控制因素總排序，見表8。

從表8 可以看出，對于瀝青路面廠拌熱再生質量控制，各因素的最終權重值W={RAP 舊料的變異性，再生劑添加量，拌合溫度控制，混合料拌合均勻性， 混合料攤鋪溫度， 壓實度}={0.3075，0.0301，0.2798，0.1131，0.2043，0.0652}。 即瀝青路面廠拌熱再生質量控制的關鍵因素為RAP 舊料的變異性。

4 結論

影響瀝青路面廠拌熱再生質量的因素很多，利用AHP 層次分析法對諸多影響因素進行分析，認為：

4.1 舊料變異性為廠拌熱再生質量控制最關鍵影響因素， 為了合理控制舊料質量，需對舊料進行嚴格分檔，分開對方，控制舊料含水量

4.2 再生劑用量以及品質對施工質量影響也較大， 必須謹慎選擇再生劑的類型，同時在混合料的拌合過程必須精準控制再生劑用量，不可偷工減料

4.3 雖然模型中壓實度對施工質量的權重最小， 但是壓實度直接影響著瀝青路面的長期使用性能，壓實不足可能造成瀝青路面的早期破壞，因此在施工過程壓實也是不可忽略的重要因素S

［1］張昌波.瀝青混凝土廠拌熱再生技術研究[D].長安:長安大學,2006.

［2］楊平.瀝青路面廠拌熱再生利用研究[D].長沙:長沙理工大學,2005.

［3］任栓哲.瀝青路面廠拌熱再生及其設備關鍵技術研究[D].長安:長安大學,2008.