高速公路養(yǎng)護(hù)管理中的熱再生瀝青混合料應(yīng)用研究

馬禹霖

（貴州省公路開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司銅仁營(yíng)運(yùn)管理中心，貴州銅仁 554300）

1 工程概述

G56 杭瑞高速公路（大思段）是雙向四車道，全長(zhǎng)約151km，包括3 個(gè)服務(wù)區(qū)、9 個(gè)互通立交。目前，該高速公路已投入運(yùn)營(yíng)十年，盡管進(jìn)行了多次養(yǎng)護(hù)，依然有部分路段出現(xiàn)了較嚴(yán)重的病害情況，需要再次進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。結(jié)合之前的養(yǎng)護(hù)記錄，在認(rèn)真檢測(cè)路面狀況、實(shí)地調(diào)查路面狀況、進(jìn)行鉆芯取樣的基礎(chǔ)上，深入分析病害產(chǎn)生的主要原因。積極遵循綠色環(huán)?；驹瓌t，制訂路面養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和具體的養(yǎng)護(hù)方案：超車道、主線行車道銑刨2.5cm，硬路肩銑刨2.5cm 或0.5cm 后，對(duì)路面病害展開(kāi)養(yǎng)護(hù)維修，之后采用廠拌熱再生改性瀝青混合料對(duì)G56 杭瑞高速公路（大思段）養(yǎng)護(hù)維修段路面進(jìn)行全面鋪設(shè)。

2 高速公路養(yǎng)護(hù)管理中熱再生瀝青混合料預(yù)處理控制要點(diǎn)

2.1 再生瀝青混合料回收

再生瀝青混合料預(yù)處理是施工中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在很大程度上決定廠拌熱再生混合料的質(zhì)量[1]。再生瀝青混合料的常見(jiàn)回收方式有路面翻松、就地銑刨兩種。

路面翻松是一種常用的再生瀝青混合料回收方式。施工過(guò)程中，使用松土裝置對(duì)舊路面進(jìn)行翻松，再用羊足碾進(jìn)行深層次處理。處理后的瀝青混合料被送到指定位置并按要求破碎。這種回收方式被廣泛采用于全厚度回收舊瀝青路面中，主要優(yōu)點(diǎn)是能顯著降低建設(shè)成本。然而，由于破碎后的瀝青混合料在堆放過(guò)程中容易離析，因此該方式不適用于高級(jí)公路的瀝青混合料回收[2]。

另一種常用的再生瀝青混合料回收方式是就地銑刨?；厥仗幚砬?，技術(shù)人員需結(jié)合實(shí)際情況確定銑刨厚度，然后使用銑刨設(shè)備實(shí)現(xiàn)回收。銑刨設(shè)備一般為封閉結(jié)構(gòu)，多與自卸設(shè)備配合使用，以提高裝料效率。此外，該方式操作簡(jiǎn)便且不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的粉塵污染。

采用不同回收措施，混合料的級(jí)配也存在一定的差異。在G56 杭瑞高速公路（大思段）養(yǎng)護(hù)中，采用了上述兩種不同的回收方式，混合料級(jí)配曲線如圖1所示。

圖1 不同回收方式的混合料級(jí)配曲線

根據(jù)圖1 可以發(fā)現(xiàn)，相比于翻松方式，銑刨方式的舊料通過(guò)率更高，但混合料級(jí)配偏小。篩孔為4.75mm時(shí)，通過(guò)率達(dá)到最大差值，這與銑刨鼓刀頭的具體位置有很大的關(guān)系。

2.2 再生瀝青混合料的預(yù)處理

2.2.1 破碎處理

傳統(tǒng)破碎設(shè)備主要用于破碎礦石集料，采用的是剛性破碎原理，而瀝青混合料的組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不適宜采用傳統(tǒng)的破碎設(shè)備。目前，在瀝青材料回收方面，最常用的破碎設(shè)備是轉(zhuǎn)子離心式破碎機(jī)，利用轉(zhuǎn)子的離心力使混合料與破碎板碰撞，其間會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，從而將混合料擊碎，能獲得良好的破碎效果，同時(shí)能保證了粒徑的完整性[3]。

2.2.2 篩分方法

篩分再生瀝青混合料時(shí)，常用的方法有直接篩分和多級(jí)聯(lián)合篩分。

由于使用回收設(shè)備回收而來(lái)的再生瀝青混合料粒徑已基本滿足要求，因此可以采用直接篩分方法，并借助固定篩、滾筒篩和振動(dòng)篩等設(shè)備進(jìn)行二次篩分。多級(jí)聯(lián)合篩分則需要借助皮帶運(yùn)輸機(jī)，將再生瀝青混合料輸送到振動(dòng)格柵上。粒徑較大的顆粒會(huì)直接排出，符合標(biāo)準(zhǔn)的顆粒則可以進(jìn)入第二規(guī)格篩分機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步篩分。篩分完成后，符合標(biāo)準(zhǔn)的再生瀝青混合料會(huì)被運(yùn)送到堆放位置。粒徑較大的顆粒需要進(jìn)行破碎，直至其粒徑符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.3 預(yù)處理工藝對(duì)比

破碎、篩分都屬于再生瀝青混合料預(yù)處理環(huán)節(jié)。實(shí)際操作時(shí)，為獲取較好的處理效果，需要充分考慮再生瀝青混合料的特性，同時(shí)做好破碎效果質(zhì)量管理，預(yù)處理工藝有如下三種[4]。

第一，反擊—直接篩分預(yù)處理。采用反擊式破碎機(jī)進(jìn)行混合料破碎，并借助皮帶、固定篩進(jìn)行篩分，直至粒徑符合相應(yīng)要求進(jìn)行儲(chǔ)存。

第二，銑刨—雙輥—多級(jí)聯(lián)合篩分預(yù)處理。通過(guò)“銑刨設(shè)備+雙輥式破碎機(jī)”進(jìn)行混合料回收和破碎。完成首次破碎和篩分后，粒徑小于1.9cm 的直接儲(chǔ)存，粒徑大于1.9cm 的進(jìn)行二次破碎、二次篩分，直至粒徑符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行第三次破碎、篩分，直至全部符合粒徑標(biāo)準(zhǔn)。

第三，反擊—轉(zhuǎn)子離心—多級(jí)聯(lián)合篩分預(yù)處理。通過(guò)“銑刨設(shè)備+轉(zhuǎn)子離心式破碎機(jī)”進(jìn)行混合料回收和破碎，然后借助提升機(jī)完成篩分。粒徑小于0.6cm 的直接存儲(chǔ)，粒徑在0.6～2.5cm 的進(jìn)行破碎、二次篩分，粒徑在0～0.5cm、0.5～1cm、1～2cm 的直接儲(chǔ)存。如果粒徑大于2cm，要繼續(xù)破碎、篩分。在整個(gè)篩分工作過(guò)程中始終使用除塵器及時(shí)收集破碎過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，以免造成粉塵污染。

在G56 杭瑞高速公路（大思段）養(yǎng)護(hù)中，經(jīng)過(guò)對(duì)上述預(yù)處理方法的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，上述方法的處理效果存在明顯差異，第三種預(yù)處理工藝效果最佳。

2.3 再生瀝青混合料的儲(chǔ)存

再生瀝青混合料在進(jìn)場(chǎng)和正式使用之間會(huì)間隔很長(zhǎng)一段時(shí)間。因此，需要有足夠大的場(chǎng)地用于儲(chǔ)存再生瀝青混合料，一般需要大約2000m2的空間。另外，需提前進(jìn)行場(chǎng)地硬化處理，并要做好防水工作，以免雨水影響再生瀝青混合料的含水率?？筛鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)置盲溝、坡度，如果遇上多雨季節(jié)還要搭建雨棚。同時(shí)，要及時(shí)清理現(xiàn)場(chǎng)廢料，以免污染再生瀝青混合料。

儲(chǔ)存再生瀝青混合料時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)：

第一，按照具體的物料管理標(biāo)準(zhǔn)做好再生瀝青混合料的監(jiān)管工作。

第二，考慮到再生瀝青混合料的材料性質(zhì)特殊，一定要做好分類儲(chǔ)存、管理[5]。例如，對(duì)于來(lái)源不同的再生瀝青混合料，要進(jìn)行分類儲(chǔ)存；對(duì)于回收方法不一樣的再生瀝青混合料，也要分類儲(chǔ)存。

第三，定期對(duì)再生瀝青混合料進(jìn)行質(zhì)檢，以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，并分析儲(chǔ)存場(chǎng)地是否達(dá)標(biāo)。

第四，為了保證再生瀝青混合料質(zhì)地的均勻性，務(wù)必嚴(yán)格控制材料的儲(chǔ)存位置，以免含水量升高產(chǎn)生結(jié)塊問(wèn)題。

3 高速公路養(yǎng)護(hù)管理中的熱再生瀝青混合料摻量研究

3.1 配合比設(shè)計(jì)流程

在G56 杭瑞高速公路（大思段）養(yǎng)護(hù)工作中，結(jié)合馬歇爾試驗(yàn)，進(jìn)行廠拌熱再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，具體流程如圖2 所示。

圖2 廠拌熱再生瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)流程

3.2 不同再生瀝青混合料摻量對(duì)瀝青用量的影響

再生瀝青混合料的摻量影響舊料的利用率和相關(guān)經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)影響熱再生瀝青混合料的質(zhì)量、性能。因此，必須在確保高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提升舊料利用效率[6]?；隈R歇爾試驗(yàn)方法得出如下結(jié)論：再生瀝青混合料的摻量分別為20%、30%、40%、50%時(shí)，對(duì)應(yīng)的最佳瀝青用量是4.7%、4.83%、5.12%、5%。由此可知，隨著再生瀝青混合料摻量的增加，最佳瀝青摻量先上升后下降，根據(jù)這一規(guī)律能夠確定最佳的再生瀝青混合料摻量，提高舊料利用率。

4 高速公路養(yǎng)護(hù)管理中熱再生瀝青混合料施工要點(diǎn)

4.1 拌和

在拌和過(guò)程中，將原料投入間隙式拌和機(jī)，并嚴(yán)格控制和詳細(xì)記錄溫度情況。將再生瀝青混合料和再生劑攪拌12±2s 時(shí)，加入新集料，再攪拌12±2s，加入新瀝青，攪拌17±2s 后，加入礦粉，共同攪拌25s 以上，總攪拌時(shí)間保持在67±7s。再生瀝青混合料的加熱溫度控制在120±10℃，攪拌溫度控制在200℃以下，熱再生瀝青混合料的出廠溫度要控制在175±5℃，保證熱再生瀝青混合料均勻、無(wú)粗細(xì)料明顯分離、結(jié)成大塊等現(xiàn)象[7]。

4.2 攤鋪

進(jìn)行熱再生瀝青混合料攤鋪之前，應(yīng)仔細(xì)檢查覆蓋層的質(zhì)量情況，如果存在雜質(zhì)（如油質(zhì)、灰塵等），則不能進(jìn)行攤鋪施工。在加熱、攪拌熱再生瀝青混合料的同時(shí)借助機(jī)械設(shè)備完成攤鋪工作。

在這一過(guò)程中，要注意以下要點(diǎn)：

第一，合理調(diào)整攤鋪厚度。

第二，保證供料銜接合理，確保連續(xù)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

第三，確保勻速連續(xù)攤鋪，不可停頓或者突然加速減速。

第四，結(jié)合攪拌機(jī)的工作狀況、相關(guān)設(shè)施狀況、攤鋪寬度等數(shù)據(jù)，合理確定攤鋪速度，通常保持在3±1m/s。

4.3 壓實(shí)

壓實(shí)時(shí)，使用25t 以上的膠輪壓路機(jī)、12t 以上的雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)。進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時(shí)，應(yīng)確保熱再生瀝青混合料的溫度在155℃以上，壓實(shí)后表面溫度在95℃以上[8]。為避免熱再生瀝青混合料粘到車輪上，要采用霧狀噴水的方式確保車輪足夠濕潤(rùn)。在二次壓實(shí)時(shí)，要使用膠輪壓路機(jī)，以進(jìn)一步提高密實(shí)性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和公路施工技術(shù)的成熟，熱再生瀝青混合料在高速公路養(yǎng)護(hù)管理中得到了廣泛應(yīng)用。文章以G56 杭瑞高速公路（大思段）全面養(yǎng)護(hù)管理過(guò)程為例，介紹了熱再生瀝青混合料的應(yīng)用過(guò)程。通過(guò)合理回收、破碎、篩分、儲(chǔ)存、配合比設(shè)計(jì)，并加強(qiáng)對(duì)施工工藝要點(diǎn)的控制，取得了良好的養(yǎng)護(hù)效果，可為同類工程提供參考。