论文部分内容阅读
摘要：我国已建成高等级公路90%以上为沥青路面，再过几年大部分高速公路将进入大修期，高速公路大修导致大量沥青路面废料的闲置堆放，不仅浪费资源，而且造成严重的环保问题。沥青路面回收料的再生利用有利于处理废料，节约能源，保护环境，具有显著的经济效益和社会、环保效益。本论文的研究依托于广惠高速公路沥青路面维修罩面工程，目的在于寻找适合广东省内的热再生技术，通过对沥青再生和混合料再生的研究，对厂拌热再生拌和设备关键技术进行研究，确定在已有设备生产可行性的前提下，路面用性能满足使用的沥青混合料的RAP最大掺配比例，做到回收利用最大化，从而达到节约成本的经济效益和节能减排的社会效益。
关键词：厂拌热再生；沥青路面；RAP回收料；施工工艺
1. 工程概况
2010年曾在广惠高速公路选取具有代表特征的东行K1902+582～K1898+582为厂拌热再生试验段，把厂拌热再生混合料作为中下面材料使用，工后效果良好.为此广惠高速公路有限决定在小金口至凌坑段的2011年至2013年的沥青路面罩面维修工程中推广该技术，作为路肩面层材料使用，对于主、超车道采用4cm改性沥青AC-13进行罩面，罩面宽度约为8.25m，对于硬路肩采用热再生AC-13进行罩面，罩面宽度为3m。施工面积为80000m2，约27km。
2.主要材料
配合比设计时采用韩国双龙AH-70号石油沥青，采用广惠高速公路沥青路面维修过程中铣刨的上中下三层沥青面层的铣刨料RAP，经破碎筛分后分为0～16mm一档集料。
配合比设计采用紫金临江建华芙蓉石场闪长岩粗集料，分别是：10～15mm、5～10mm、3～5mm；细集料采用紫金临江建华芙蓉石场的0～3mm闪长岩石屑，集料采用反击破破碎填料，填料是博罗县雄旺建材厂的矿粉，抗剥落剂是在填料中掺入部分东莞茶山东州牌P.C32.5水泥。
3.配合比设计
本配合比为广惠厂拌热再生沥青路面进行设计，并为厂拌热再生沥青路面的推广应用积累经验。通过2010年试验段的总结以及结合广惠高速公路的实际情况，RAP含量为45%时的混合料在路用性能和生产可行性比较合适，本配合比中采用了RAP含量为45%，我们主要进行生产阶段的验证，在后继的工作中将进一步对厂拌热再生沥青混合料的疲劳性能等进行深入的研究。设计依据：
（1）《公路工程沥青与沥青混合料试验规范》（JTJ052-2000）；
（2）《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）；
（3）《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）；
（4）《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41-2008）。
4.施工工艺流程图
施工工艺流程图如下：
5.施工工艺及操作要点
5.1旧沥青路面材料的回收和预处理
1.旧沥青路面材料的回收
旧沥青路面材料的回收包括旧料的破碎和筛分贮存等步骤。回收时，应不破坏沥青混合料的真实颗粒和保证回收材料的均匀性，这样对提供的回收料在生产再生沥青混合料时才可能有均匀不变的粒度。
采用铣刨机进行旧沥青路面材料回收时，主要是根据路况调查和主要技术指标统计分析结果划定回收范围，如果热再生利用的旧料比较充裕，则应选用结构破损少、修补少、老化程度低的段落进行回收，但必须确保用于再生的结构层开挖时不混入其他层，如水泥稳定碎石基层、改性沥青面层等非预期的材料，还要避免损坏下承层。
2.旧沥青路面材料的破碎和筛分
旧沥青混合料粘成大块状、板结，或者需改善级配时应进行预处理。预处理主要是对旧料进行破碎，按试验室要求对破碎后的旧料进行筛分分级，以去除尘土、石粉。旧料回收以后运到拌和厂内，对旧料进行破碎，要求 16.5mm筛的破碎旧料通过率为100%。同时为了防止产生粉尘，各破碎机及筛分装置要全部密闭。
旧沥青混合料的破碎分为冷破碎法和加热破碎法。目前主要使用冷破碎法对旧料进行破碎。冷破碎法是采用破碎机械在常温时破碎，用筛分机把超规格大颗粒及尘土、石粉筛除，质量较好的规格旧料堆放备用。冷法机械破碎式碎解过程容易对骨料进一步破碎而改变骨料的配合比，不过可以通过添加新骨料来调节再生骨料的级配要求。
3.旧沥青混合料的储存堆放
根据再生混合料的最大公称粒径合理选择筛孔尺寸，将破碎后回收沥青路面材料（RAP）用装载机转运到堆料场均匀堆放，堆料场地面应进行硬化处理，并具有防雨设施，不同档的回收沥青路面材料（RAP）应分开堆放并应进行明确标识，避免混合。回收沥青路面材料（RAP）在转运、堆放、使用时应避免离析，使用时，应从料堆的一端开始在全高度范围内铲料。
5.4再生混合料摊铺
1）连续稳定的摊铺，是提高路面平整度最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度，按2～4m/min左右予以调整，通常不超过3.5m/min，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应任意以快速摊铺几分钟，然后再停下来等下一车料。切忌停铺用餐，争取做到每天收工停机一次。
2）用机械摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断地整修，只有在特殊情況下，需在现场主管人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
3）罩面层要求采用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。由两台摊铺机联合作业实施摊铺，前摊铺机过后，摊铺层纵向接缝上应呈斜坡，后面摊铺机应跨缝5～10cm摊铺。两台摊铺机距离不应超过10m。
4）摊铺机应调整到最佳工作状态，调试好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量应高于螺旋布料器中心，使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布，并在每天起步前就应将料量调整好，再实施摊铺，避免摊铺层出现离析现象；并随时分析、调整粗细料是否均匀，检测松铺厚度是否符合规定。摊铺前应将熨平板预热至规定温度（不低于100℃），摊铺时熨平板应采用中强夯等级，使铺面的初始压实度不小于85%。摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。 5）要注意摊铺机接料斗的操作程序，以减少粗细料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出，尚有约10cm厚的热料时，下一辆运料车即开始卸料，做到连续供料，避免粗料集中。
6）摊铺应选择在当日高温时段进行，路表温度低于15℃时不宜摊铺。摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。
5.4.2再生混合料的压实
1）沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。如有粘轮现象，不得向压路机轮上涂油或油水混合液，必要时可喷涂清水或皂水，数量以不粘轮位度。
2）压路机应以缓慢而均匀的速度碾压，压路机的适宜碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，初压建议采用大吨位的双钢轮振动压路机，复压宜采用大吨位的双钢轮振动压路机或轮胎压路机，终压应采用双钢轮压路机静压成型，可按表5.1选用。
3）路面摊铺后应抓紧碾压，由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使摊铺面在较短时间内达到规定压实度，且碾压温度应表3.1.5要求，压路机折返应呈梯形，不应在同一断面上。
4）对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。改性沥青AC-13路面压实度控制要求采用双控指标，要求最大理论密度压实度为93%～97%，马歇尔密度压实度不小于98%。
5）路面压实完成24小时后，方能允许施工车辆通行。
5.4.3施工接缝的处理
1）纵向施工缝：由于主2、主3车道分别施工，纵向施工缝采用冷接缝形式接缝。铣刨主2车道时，在已摊铺的主3车道上铣刨出5～10cm左右的台阶，涂上沥青粘层油。碾压时用钢筒式压路机首先对纵向施工缝进行碾压，压路机大半部分压在先铺路面上。
2）横向施工缝：全部采用平接缝。用三米直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除；继续摊铺时，应将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上少量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺；碾压时用钢筒式压路机进行横向压实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。
6.质量控制、安全措施
6.1质量控制
1.对废料堆进行恰當的管理，分类堆放，避免把不同来源或性质的旧料堆在一起。需要再生应用的旧料按铣刨时结构层的不同而分类堆放。改性沥青面层的混合料和含有水泥稳定基层或水泥混凝土废料或其他杂质的材料应另外堆放并及时清运。因为废料的产生量随时间而波动，存料场应尽可能宽敞一些。
2.堆料场要经过适当的硬化处理，设置坡度，在料堆边设置盲沟排水。对即将使用的废料或者经破碎加工的回收料要设置雨棚等防水措施。通过以上措施，使拌和楼生产时回收材料干燥，从而保证拌和楼的加热控制，同时可避免回收料受日照软化而结块和沥青老化。还应采取措施防止回收材料受到相关的如液体、油、混凝土、碎物的污染。
3.对性质相似和经预处理后级配比较接近的回收料，可以堆放在一起。为了使用于再生的旧料质地均匀和便于质量控制，不宜一次堆得过高，以小结块为主要控制因素，一般小于1.5 m，以减少离析。经过预处理的回收料，采用薄层堆料的方式，用装载机铲运到旧沥青混合料堆料场后均匀铺开，第二铲再在其上铺开，依此类推。而使用时则从料堆的一端开始在全高范围内铲料，这样使来源不同的材料得到混合。由于在铣刨作业的装卸过程中及在回收料的预处理过程中，回收料都得到一定程度的混合，这样在回收料使用前事实上已经进行了多次拌和，可使回收料的差异性进一步减少。
7.结语
从广惠高速公路已施工路段的工后效果，说明现有设备及生产施工工艺是可行的，考虑到其具备的重大的经济和社会效益，在设备和工艺成熟的条件值得大力推广。但也存在一些问题及可进一步研究的地方。进一步分析成本构成，寻找降低厂拌热再生沥青砼生产成本的途径。
2011年底，广东省高速公路已超过5000km，按照我国沥青路面一般10～15年的使用周期，今后我省每年将至少有300km的沥青路面进入维修，按上述标准计算每年广东省可节省沥青资源消耗约2万t，减少沥青废渣排放50万m3，减少石料开采50万m3，节省减少碳排放1.2万t。本项目通过对旧沥青混合料的再生利用研究，不仅非常环保地处理了大量的旧沥青混合料，而且减少了石场集料加工30%以上，对环境保护具有相当重要的意义。
参考文献：
[1] 拾方治，马卫民，吕伟民、沥青路面再生技术手册、人民交通出版社，2006；
[2] 黄建跃等、谈发展沥青再生技术的几个关键问题、公路，2003.8；
[3] 沈金安、沥青及沥青混合料路用性能、人民交通出版社，2001.5；
[4] 陈拴发，陈华鑫，郑木莲、沥青混合料设计与施工、化学工业出版社，2006；
关键词：厂拌热再生；沥青路面；RAP回收料；施工工艺
1. 工程概况
2010年曾在广惠高速公路选取具有代表特征的东行K1902+582～K1898+582为厂拌热再生试验段，把厂拌热再生混合料作为中下面材料使用，工后效果良好.为此广惠高速公路有限决定在小金口至凌坑段的2011年至2013年的沥青路面罩面维修工程中推广该技术，作为路肩面层材料使用，对于主、超车道采用4cm改性沥青AC-13进行罩面，罩面宽度约为8.25m，对于硬路肩采用热再生AC-13进行罩面，罩面宽度为3m。施工面积为80000m2，约27km。
2.主要材料
配合比设计时采用韩国双龙AH-70号石油沥青，采用广惠高速公路沥青路面维修过程中铣刨的上中下三层沥青面层的铣刨料RAP，经破碎筛分后分为0～16mm一档集料。
配合比设计采用紫金临江建华芙蓉石场闪长岩粗集料，分别是：10～15mm、5～10mm、3～5mm；细集料采用紫金临江建华芙蓉石场的0～3mm闪长岩石屑，集料采用反击破破碎填料，填料是博罗县雄旺建材厂的矿粉，抗剥落剂是在填料中掺入部分东莞茶山东州牌P.C32.5水泥。
3.配合比设计
本配合比为广惠厂拌热再生沥青路面进行设计，并为厂拌热再生沥青路面的推广应用积累经验。通过2010年试验段的总结以及结合广惠高速公路的实际情况，RAP含量为45%时的混合料在路用性能和生产可行性比较合适，本配合比中采用了RAP含量为45%，我们主要进行生产阶段的验证，在后继的工作中将进一步对厂拌热再生沥青混合料的疲劳性能等进行深入的研究。设计依据：
（1）《公路工程沥青与沥青混合料试验规范》（JTJ052-2000）；
（2）《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）；
（3）《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）；
（4）《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41-2008）。
4.施工工艺流程图
施工工艺流程图如下：
5.施工工艺及操作要点
5.1旧沥青路面材料的回收和预处理
1.旧沥青路面材料的回收
旧沥青路面材料的回收包括旧料的破碎和筛分贮存等步骤。回收时，应不破坏沥青混合料的真实颗粒和保证回收材料的均匀性，这样对提供的回收料在生产再生沥青混合料时才可能有均匀不变的粒度。
采用铣刨机进行旧沥青路面材料回收时，主要是根据路况调查和主要技术指标统计分析结果划定回收范围，如果热再生利用的旧料比较充裕，则应选用结构破损少、修补少、老化程度低的段落进行回收，但必须确保用于再生的结构层开挖时不混入其他层，如水泥稳定碎石基层、改性沥青面层等非预期的材料，还要避免损坏下承层。
2.旧沥青路面材料的破碎和筛分
旧沥青混合料粘成大块状、板结，或者需改善级配时应进行预处理。预处理主要是对旧料进行破碎，按试验室要求对破碎后的旧料进行筛分分级，以去除尘土、石粉。旧料回收以后运到拌和厂内，对旧料进行破碎，要求 16.5mm筛的破碎旧料通过率为100%。同时为了防止产生粉尘，各破碎机及筛分装置要全部密闭。
旧沥青混合料的破碎分为冷破碎法和加热破碎法。目前主要使用冷破碎法对旧料进行破碎。冷破碎法是采用破碎机械在常温时破碎，用筛分机把超规格大颗粒及尘土、石粉筛除，质量较好的规格旧料堆放备用。冷法机械破碎式碎解过程容易对骨料进一步破碎而改变骨料的配合比，不过可以通过添加新骨料来调节再生骨料的级配要求。
3.旧沥青混合料的储存堆放
根据再生混合料的最大公称粒径合理选择筛孔尺寸，将破碎后回收沥青路面材料（RAP）用装载机转运到堆料场均匀堆放，堆料场地面应进行硬化处理，并具有防雨设施，不同档的回收沥青路面材料（RAP）应分开堆放并应进行明确标识，避免混合。回收沥青路面材料（RAP）在转运、堆放、使用时应避免离析，使用时，应从料堆的一端开始在全高度范围内铲料。
5.4再生混合料摊铺
1）连续稳定的摊铺，是提高路面平整度最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度，按2～4m/min左右予以调整，通常不超过3.5m/min，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应任意以快速摊铺几分钟，然后再停下来等下一车料。切忌停铺用餐，争取做到每天收工停机一次。
2）用机械摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断地整修，只有在特殊情況下，需在现场主管人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
3）罩面层要求采用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。由两台摊铺机联合作业实施摊铺，前摊铺机过后，摊铺层纵向接缝上应呈斜坡，后面摊铺机应跨缝5～10cm摊铺。两台摊铺机距离不应超过10m。
4）摊铺机应调整到最佳工作状态，调试好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量应高于螺旋布料器中心，使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布，并在每天起步前就应将料量调整好，再实施摊铺，避免摊铺层出现离析现象；并随时分析、调整粗细料是否均匀，检测松铺厚度是否符合规定。摊铺前应将熨平板预热至规定温度（不低于100℃），摊铺时熨平板应采用中强夯等级，使铺面的初始压实度不小于85%。摊铺机熨平板必须拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。 5）要注意摊铺机接料斗的操作程序，以减少粗细料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出，尚有约10cm厚的热料时，下一辆运料车即开始卸料，做到连续供料，避免粗料集中。
6）摊铺应选择在当日高温时段进行，路表温度低于15℃时不宜摊铺。摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。
5.4.2再生混合料的压实
1）沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。如有粘轮现象，不得向压路机轮上涂油或油水混合液，必要时可喷涂清水或皂水，数量以不粘轮位度。
2）压路机应以缓慢而均匀的速度碾压，压路机的适宜碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，初压建议采用大吨位的双钢轮振动压路机，复压宜采用大吨位的双钢轮振动压路机或轮胎压路机，终压应采用双钢轮压路机静压成型，可按表5.1选用。
3）路面摊铺后应抓紧碾压，由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使摊铺面在较短时间内达到规定压实度，且碾压温度应表3.1.5要求，压路机折返应呈梯形，不应在同一断面上。
4）对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。改性沥青AC-13路面压实度控制要求采用双控指标，要求最大理论密度压实度为93%～97%，马歇尔密度压实度不小于98%。
5）路面压实完成24小时后，方能允许施工车辆通行。
5.4.3施工接缝的处理
1）纵向施工缝：由于主2、主3车道分别施工，纵向施工缝采用冷接缝形式接缝。铣刨主2车道时，在已摊铺的主3车道上铣刨出5～10cm左右的台阶，涂上沥青粘层油。碾压时用钢筒式压路机首先对纵向施工缝进行碾压，压路机大半部分压在先铺路面上。
2）横向施工缝：全部采用平接缝。用三米直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除；继续摊铺时，应将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上少量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺；碾压时用钢筒式压路机进行横向压实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。
6.质量控制、安全措施
6.1质量控制
1.对废料堆进行恰當的管理，分类堆放，避免把不同来源或性质的旧料堆在一起。需要再生应用的旧料按铣刨时结构层的不同而分类堆放。改性沥青面层的混合料和含有水泥稳定基层或水泥混凝土废料或其他杂质的材料应另外堆放并及时清运。因为废料的产生量随时间而波动，存料场应尽可能宽敞一些。
2.堆料场要经过适当的硬化处理，设置坡度，在料堆边设置盲沟排水。对即将使用的废料或者经破碎加工的回收料要设置雨棚等防水措施。通过以上措施，使拌和楼生产时回收材料干燥，从而保证拌和楼的加热控制，同时可避免回收料受日照软化而结块和沥青老化。还应采取措施防止回收材料受到相关的如液体、油、混凝土、碎物的污染。
3.对性质相似和经预处理后级配比较接近的回收料，可以堆放在一起。为了使用于再生的旧料质地均匀和便于质量控制，不宜一次堆得过高，以小结块为主要控制因素，一般小于1.5 m，以减少离析。经过预处理的回收料，采用薄层堆料的方式，用装载机铲运到旧沥青混合料堆料场后均匀铺开，第二铲再在其上铺开，依此类推。而使用时则从料堆的一端开始在全高范围内铲料，这样使来源不同的材料得到混合。由于在铣刨作业的装卸过程中及在回收料的预处理过程中，回收料都得到一定程度的混合，这样在回收料使用前事实上已经进行了多次拌和，可使回收料的差异性进一步减少。
7.结语
从广惠高速公路已施工路段的工后效果，说明现有设备及生产施工工艺是可行的，考虑到其具备的重大的经济和社会效益，在设备和工艺成熟的条件值得大力推广。但也存在一些问题及可进一步研究的地方。进一步分析成本构成，寻找降低厂拌热再生沥青砼生产成本的途径。
2011年底，广东省高速公路已超过5000km，按照我国沥青路面一般10～15年的使用周期，今后我省每年将至少有300km的沥青路面进入维修，按上述标准计算每年广东省可节省沥青资源消耗约2万t，减少沥青废渣排放50万m3，减少石料开采50万m3，节省减少碳排放1.2万t。本项目通过对旧沥青混合料的再生利用研究，不仅非常环保地处理了大量的旧沥青混合料，而且减少了石场集料加工30%以上，对环境保护具有相当重要的意义。
参考文献：
[1] 拾方治，马卫民，吕伟民、沥青路面再生技术手册、人民交通出版社，2006；
[2] 黄建跃等、谈发展沥青再生技术的几个关键问题、公路，2003.8；
[3] 沈金安、沥青及沥青混合料路用性能、人民交通出版社，2001.5；
[4] 陈拴发，陈华鑫，郑木莲、沥青混合料设计与施工、化学工业出版社，2006；