淺析廠拌熱再生技術在普通干線公路的應用

王繼承

0 引言

近幾來年，白銀公路管理局在高速公路養護維修改造工程中產生廢舊瀝青混合銑刨料逐年增多，現集中堆放的已達20000余噸。加之國省干線公路維修改造也產生大量銑刨料，廢料堆放占用土地、污染環境，舊油皮的處理已擺在公路建設者的面前，回收利用已是不能回避的現實問題。在省道207線K0+000-K2+000段養護維修工程中實施“廢舊瀝青熱再生底面層鋪筑”的應用展開實驗和研究，實現節約成本和保護環境、減少污染的目標。

1 廠拌熱再生工藝簡介

廠拌熱再生是將舊瀝青路面經過翻挖或銑刨后運回拌和廠，再集中破碎、篩分，并根據舊料中瀝青含量、老化程度、碎石與及配合性能指標，路面不同層次的質量要求，進行配比設計，摻入一定數量的新集料、瀝青和再生劑進行拌和，使混合料達到規范規定的各項指標，按照與新建瀝青路面完全相同的方法重新鋪筑，從而獲得優良的再生瀝青混凝土，鋪筑成再生瀝青路面。

2 RAP料的物理特性、存儲、破碎及篩分管理

RAP料的密度一般為1930-2300kg/m3，比天然骨料的密度略小。RAP中骨料類型及含水率在很大程度上決定了RAP的密度。RAP料含水率會隨著存儲時間的增長而增大，含水率一般為3%-5%，為了降低RAP料含水率應盡量縮短在存儲時間。

2.1 RAP料的儲存儲

通常RAP料儲存根據不同來源、不同結構層分類儲存，防止混雜，若采用二次破碎和篩分設備時也可將不同來源的同一級配類型的RAP料破碎篩分后堆放在一起，應采用高度高、底面小的堆料方式，因料堆表面會一逐漸形成一個厚度200mm左右厚的硬殼可以防止。

2.2 RAP料的破碎及篩分

RAP的破碎處理和規格要求由再生混合料的設計要求決定，對于銑刨回收的RAP不需要破碎，而對于翻挖的RAP就經過破碎和篩分減少大粒徑集料的含量滿足再生混合料的設計要求。再生破碎，不是對石料進行破碎，而是將石料從瀝青的結合處分開，盡量不要破壞原來的骨料級配一級破碎采用輥式破碎機，二級破碎采用反擊破或錘式破碎機，篩孔的名義尺寸應與最大工程粒徑相符合。通常將RAP料篩分成4.75mm以下、4.75-10mm、10-20mm。當破碎和篩分使用方便且產量滿足時，采用先少量破碎，然后在再生混合料生產中邊生產邊破碎辦法，有利于及時得到破碎后的RAP的資料，進行生產質量控制；也有利于水分的控制，提高烘干效率從而提高再生混合料的生產率。

3 RAP料的分析及混合料的配合比設計

3.1 工程的基本概況

省道207線是甘肅煤炭資源外運的主要通道之一，近年來，由于車流量增大，超載車輛太多，致使該公路長期在超負荷狀態下運行，形成路基沉陷、路面破裂、坑槽較多，致使瀝青路面損壞嚴重，路面曾經多次采用罩面、挖補、重鋪等方式維修面層。此工程瀝青路面熱再生采用廠拌熱再生工藝，再生混和料鋪于下面層。工程所在地為中溫帶半干旱區向干旱區的過渡地帶，在K0+000-K2+000段應用廠拌熱再生技術鋪筑了試驗路，路面厚度為4cm。瀝青路面廠拌熱再生技術為甘肅省白銀市范圍內首次應用。

采用生產級配在右幅K0+000～K0+790、左幅K0+000～K0+810段鋪筑了RAP摻量25%的廠拌熱再生AC-16C試驗段，白銀公路管理局實驗室、白銀公路管理段試驗室、長安大學、監理單位等對該試驗段進行了聯合檢測。

3.2 RAP原材料控制和分析

拌合廠中的RAP由不同施工路段、不同層位銑刨而來，性質變異性大，這種變異性是影響再生瀝青混合料的生產質量及穩定性的主要因素，對運回拌和廠的RAP料二級破碎、合理的篩分及儲存等措施減小其影響。進行試驗取樣前，應使用推土機、裝載機的RAP充分混和，保證再生混合料的均勻性。本工程對高速公路銑刨料二級破碎品3-10mm、10-20mm再生料分析，采用三氯乙烯抽提回收舊瀝青，對其進行三大指標試驗，廢舊瀝青混合料3-10mm（RAP）、10-20mm（RAP）中的油石比分別為3.29%、2.0%。

3.3 混合料配合比設計

本次試驗的配合比類型為AC-16C，根據RAP的老化程度、含水率、RAP礦料級配、新集料技術性能等，確定RAP的摻配比例，比例范圍在25%以內。選擇適當標號的瀝青和優質集料進行配合比設計。將RAP中的集料作為再生瀝青混合料中的一種礦料進行AC-16C配合比設計，級配設計過程中注重混合料孔隙率（目標孔隙率4.0%）、關鍵篩孔、粉塵控制、骨架結構、密水性等方面的考慮（表1）。

最佳油石比的確定：OAC1=5.096%

OAC2=4.602%

OAC=（OAC1+OAC2）/2=4.849%

最終確定最佳油石比為4.8%，換算瀝青用量為4.6%。

（1）最終確定的礦料級配組成見表2。

（2）馬歇爾法確定的最佳油石比為4.8%下的瀝青混合料試驗結果見表3。

4 施工過程質量控制

4.1 再生瀝青混合料的拌和

4.1.1 再生混合料攪拌設備

廠拌熱再生工藝實施關鍵是再生瀝青混合料的拌和設備，要解決RAP料二次加熱老化、RAP粘附設備內壁、加熱產生藍煙污染等問題。我局在原生間歇式1500型拌合樓基礎上改造，加裝福建鐵拓RLB600型再生附樓，提高了原生機組的使用率，減少設備投入。該設備將回收料的加熱在一個專門的干燥筒內完成，主要有回收料供給系統、提升系統、干燥系統、熱回收料計量輸送、氣體再次燃燒處理及控制系統系統組成，具有穩定可靠、加熱安全、計量精確等特點。該設備的燃燒器火焰在燃燒室內轉化為高溫熱氣體，利用熾熱的空氣（800～1000℃）加熱瀝青回收料，火焰不接觸瀝青回收料。加熱融化后的RAP極易粘附在設備內壁上，導致設備能耗直線上升、滾筒熱效率急劇下降，在熱再生設備滾筒內采用柔性提料板，避免加熱后的RAP料粘附的問題。RAP在被加熱到130℃以上時會釋放出大量有毒有害氣體，此種廢氣直接排放到空氣中則會嚴重污染自然環境，若直接送入布袋除塵其中又會污染溜袋，將再生滾筒排放出來的高溫廢氣送入原生機烘干滾筒進行二次燃燒，避免了加熱過程中釋放大量藍煙污染環境的問題。

4.1.2 拌和工藝和配合比控制

在間歇式再生設備中，原生料烘干后經過振動篩分后儲存在熱料中，而RAP料預熱后沒有篩分過程，對級配的控制需要由冷料給料機完成。將拌和樓分為4種熱倉篩孔為：1#倉（0～3mm）、2#倉（3～10mm）、3#倉（10～15mm）、4#倉（15～20mm）和舊料倉。通過控制系統設定各項配比，對成品混合料進行取樣檢測后對照配合比進行新集料加熱溫度調整。RAP必須保證一定的預熱溫度，再生混合料的拌和溫度應滿足規范要求；RAP、新骨料加入拌缸■加入新瀝青■加入填料■出料。施工作業應連續進行，減少開、停機次數，保證混合料級配、油石比和溫度均勻和穩定。

4.1.3 瀝青混合料的拌合溫度及時間控制

瀝青加熱溫度為145-155℃；集料加熱溫度為190-210℃；混合料的出倉溫度為165-170℃；干拌時間10s；濕拌時間45s；拌合總時間55s。

4.2 再生瀝青路面的攤鋪和碾壓

廠拌熱再生瀝青混合料的攤鋪、碾壓溫度宜比熱拌瀝青混合料高5℃～15℃。在運輸過程中必須加蓋篷布，防止混合料溫度損失過大、表面結硬。除加蓋篷布外，運輸車料斗車壁也應采用篷布等包裹保溫。采用一臺攤鋪機半幅鋪筑；攤鋪速度為4m/min；攤鋪溫度為145-160℃。最佳碾壓溫度為135℃-145℃，確保最低碾壓溫度不低于110℃。一個工作面投入1臺鋼輪壓路機、1臺膠輪壓路機，碾壓方式如下：初壓：一臺雙鋼輪振動壓路機（先靜壓一遍，以后前靜后振）；復壓：一臺膠輪壓路機隨鋼輪壓路機全幅碾壓；碾壓過程不停頓，碾壓總遍數在10遍左右。

4.3 試驗路檢測

4.3.1 再生混合料級配及油石比檢測

施工過程中，隨機從料車取料并進行抽提試驗，對再生混合料的礦料級配及油石比進行檢測，檢測結果見表4。

4.3.2 壓實度檢測

對生產級配鋪筑的路段進行壓實度檢測，壓實度%（室內密度）均達到98%以上。

總之，實踐初步驗證了通過有效的質量控制，廠拌熱再生瀝青路面可以達到并保持所要求的各項瀝青路面的技術和質量指標，使投資效益得以充分發揮，減輕對環境的污染，減少大量建筑材料的消耗。為下一步大規模瀝青銑刨料的再利用提供了經驗為舊路面更新改造探索了新方法，積累了經驗。

【參考文獻】

[1]徐培華，陳梁，高文娟.廠拌熱再生瀝青混合料配合比設計[J].巖土工程學報，2001，23（4）.

[2]孫濤，王建敏.瀝青路面材料（RAP）再生利用技術及廠拌熱再生設備應用評價[C]//.中國公路學會筑路機械分會第十五屆學術年會，2005.

[責任編輯：王楠]