厂拌乳化沥青冷再生路面施工工艺研究.pdf

89交通科技与管理工程技术0引言沥青再生是将破拆获得的沥青 RAP 旧料适当处理，再适量加入新沥青材料，从而实现旧料再生利用和旧路面修复的一种工艺技术。为使旧沥青中的沥青组分得到更好地激活和恢复，一种方法是在 120180 之间对旧料进行高温热再生工艺处理，一种方法是在低于沥青软化点的 4060 之间对旧料进行冷再生工艺处理。冷再生工艺中，旧沥青被碾碎筛分后，再使用新的沥青进行混合，虽然沥青组分无法完全得到激活和恢复，再生性能可能略低于热再生工艺，但在特定路面材料需求和其他辅助措施组合应用下，也能胜任路面建设需求。热再生涉及高温处理，工艺流程较为复杂，需要专业设备和工人操作，而冷再生的工艺相对简单，主要进行碾压、筛分等操作，因此在沥青公路改扩建工程中也常见应用。厂拌乳化沥青冷再生，是将破拆旧路获得的 RAP 旧料运至厂站，进行破碎、筛分，并按一定比例掺入新骨料、新沥青、水泥、矿石粉等新组分，以新配合比形成乳化沥青冷再生复合料的路面材料和施工工艺。厂拌乳化沥青冷再生技术能够充分回收利用老旧沥青路面，减少资源浪费和环境影响，节省成本的同时也能形成良好的路面结构质量和应用持久性。某双向四车道高速公路改扩建工程采取该技术进行旧路面改造，在严格路面结构层和乳化沥青冷再生复合料配合比设计基础上，通过施工环节工艺落实和质量控制，使工艺技术最终落实为有质量的路面工程建设成果。这里结合工程应用，概要介绍所应用的路面结构方案和乳化沥青冷再生复合料配合比，详细介绍厂拌乳化沥青冷再生路面施工工艺及现场施工质量控制要点，希望为同类型路面施工应用提供技术参考。1案例简介该项目是某双向四车道高速公路的一段改扩建工程，起点位于 K62+957.71，终点位于 K140+000，总长共计76.02 km，设计速度为 100 km/h，路基为 26 m 和 24.5 m两种宽度。案例新旧路面结构方案如表 1 所示。新路面以乳化沥青冷再生复合料层替代旧路面 ATB-30 沥青复合料层，再生利用了破拆旧路形成的 RAP 旧料，体现了经济工程、节能环保工程建设理念。表 1案例新旧路面结构方案新路面结构/cm旧路面结构/cmAC-16 沥青复合料5AC-16 沥青复合料5AC-20 沥青复合料6AC-20 沥青复合料6乳化沥青冷再生复合料11ATB-30 沥青复合料11水稳碎石基层35水稳碎石基层35水稳碎石底基层20水稳碎石底基层20土基层土基层2乳化沥青冷再生复合料配合比案例改建工程的 RAP 回收料共 3 种规格，分别为1030 mm、510 mm 和 05 mm1，如图 1 所示。RAP 料经过刨铣后仍含有一定量的杂质，这会对复合料的级配产生一定影响。为保证级配准确，需要加进一定量的新骨料。案例工程添加的新骨料为 1020 mm 粒度的石灰岩碎石，按 10%控制新骨料添加量。矿粉在沥青复合料中具有调节级配、控制沥青黏性、调节沥青的流变性质、降低压实后路面的间隙率、提高粗骨料与细集料间的摩擦力、改善复合料强度和稳定性、减少裂缝和变形、提高复合料经济性等作用，也是沥青复合料中不可或缺的组成部分。在乳化沥青复合料中，尽管水泥剂量并不多，但也是不可缺少的组分，适当的水泥剂量具有提高复合料强度、改善复合料稳定性、促进乳化沥青与骨料黏结、利于节约缩短施工时间等优势。但过高的水泥剂量可能导致乳化沥青复合料过于刚性，易产生开裂和损伤；过低收稿日期：2023-08-01作者简介：彭建明（1991）,男,本科,助理工程师,从事公路桥梁相关工作。厂拌乳化沥青冷再生路面施工工艺研究彭建明（江西省公路工程检测中心,江西 南昌 330013）摘要文章以某高速公路改建工程为例，概要介绍路面结构和乳化沥青冷再生复合料配合比方案，从冷再生复合料的运输、拌制、摊铺、碾压、接缝处理等方面，详细介绍该乳化沥青冷再生复合料路面施工工艺及现场施工质量控制要点。工程应用表明，该技术能够充分回收利用破拆旧路获得的 RAP 旧料，经路面结构方案和乳化沥青冷再生复合料配合比设计和现场施工工艺控制，可以实现质量适用的乳化沥青冷再生路面。关键词路面施工；乳化沥青；厂拌冷再生；工艺研究中图分类号U416.21文献标识码A文章编号2096-8949（2023）23-0089-042023 年第 4 卷第 23 期90交通科技与管理工程技术的水泥剂量则可能导致复合料的强度和稳定性不足，影响道路的使用寿命。因此在实际应用中，需根据工程要求和材料特性，合理确定水泥剂量并进行充分地试验和评估，以确保乳化沥青复合料具有良好的性能和适用性。该工程采取的是 P.C32.50 级水泥，按公路沥青路面冷再生技术规范 规定的1%2%水泥剂量进行配合比试验，试验前须对其各项指标进行检测。乳化剂在乳化沥青中起着关键作用，乳化剂能够将不相溶的沥青和水以及其他添加剂混合在一起，形成稳定的乳状系统，能够降低沥青黏度、促进乳化稳定性、提高乳化效率、促进乳化反应、改善乳化沥青性能2。拌制沥青复合料的用水应符合饮用水标准，若采取其他水源，一定要经过相关试验验证才可使用。案例乳化沥青冷再生复合料配合比，如表 2 所示。表 2案例乳化沥青冷再生复合料配合比组分RAP 冷再生料新增加集料矿粉水泥乳化沥青水05 mm510 mm1030 mm1020 mm掺量33%19%36%10%2%1.5%3.5%5%（a）05 mm（b）510 mm（c）1030 mm图 1三种粒度的 RAP 冷再生旧料3乳化沥青冷再生复合料路面施工工艺3.1工前准备正式施工操作前必须做好工前准备工作，包括合理安排施工人员和机械、准备所需原材料、规划施工进度、安排现场临时交通管理、制定应急预案、明确废弃材料处理办法等。施工前必须严格检查所用施工材料相关技术参数。案例工程施工前材料检查明细规定如表 3 所示。3.2冷再生复合料运输冷再生复合料运输不宜使用过大吨位的车辆，要选择适合运输冷再生复合料的车辆，确保能够承受和保护复合料的质量和性能，例如使用封闭式货车或挂车，以防止复合料受到外界环境的污染或损害。为防止运输车内沾染乳化沥青复合料，需在车厢四周涂上隔离剂。装料时应确保均匀平衡，避免在运输过程中出现离析现象。装好复合料后，应使用密封的厚帆布或棉被遮盖，以防止水分蒸发。乳化沥青复合料容易发生沉淀和分离现象，因此在运输过程中应避免剧烈振动或长时间停留，以减少分离的风险。运输过程中，车辆不得超载，必须在到达施工现场前将乳化沥青复合料运至目的地。运输完成后，须对车辆进行清洗和打扫3-4。3.3冷再生复合料拌制在进行 RAP 铣刨料的拌制前，需要对其质量性能进行预测评估。应选择适当的拌制场位置，以避免距离过远导致材料凝结的情况发生。在拌制过程中，必须严格按照生产配合比计量各种规格的原材料，包括乳化沥青、水泥、矿石粉、RAP 刨铣料、新骨料、拌料用水等，严格控制计量误差如表 4 所示。表 3案例工程施工前材料检查明细规定材料类别RAP乳化沥青水泥集料矿粉水检查项目级配、含水率残留物含量及性能试验初凝时间、终凝时间级配、软弱颗粒含量、含水率级配无杂质检查频率每天测 12 次每批测 1 次每 200 t 测 1 次每 2 000 t 测 1 次每 200 t 测 1 次必要时，每批测 1 次表 4乳化沥青冷再生复合料拌制材料允许用量误差项目孔筛通过率乳化沥青用量新骨料掺量总含水量矿粉掺量水泥掺量31.5 mm9.5 mm2.36 mm0.075 mm允许偏差/%06520.255550.2591交通科技与管理工程技术3.4冷再生复合料摊铺确保摊铺基层干燥、坚实、平整，清除表面的杂物和污垢，避免影响复合料与基层的黏结性。控制摊铺速度，最优铺摊速度应控制在 24 m/min，需要缓慢而均匀地进行，不能太快，以确保复合料的均匀分布和充填，避免出现堆积或不足情况。尽可能减少铺摊机停顿次数，以避免出现摊铺不均匀问题。如果等待时间过长，材料已经完成破乳，需要将破乳部分的复合料挖除，然后继续进行铺摊5-6。3.5冷再生复合料碾压碾压前检查基层，确保基层结构完整、平整，没有明显的损坏或下沉。根据设计要求和碾压目的确定冷再生复合料的碾压厚度，根据碾压厚度和碾压材料的特性调整碾压机的参数和设置。碾压分为初压、复压、终压三个阶段，初压和复压应用单钢轮压路机，终压应用胶轮压路机。碾压时，因为乳化沥青开始破乳，这时沥青的黏度会增加，部分乳化沥青会黏在压路机钢轮上。为获得更好的碾压功效，一般选择乳化沥青充分破乳后再进行碾压。遵循由路肩向路中，由低到高的碾压顺序。注意碾压连续性，不可随意停止。如发现起皮、松散现象，应及时给予重新碾压。在初压和复压之前，应检查复合料质量功效，确保没有黏轮、发裂或推移等情况。可在压路机钢轮上喷少量水雾，以防止碾压黏轮问题。案例工程复合料铺摊碾压方案如表 5 所示。表 5乳化沥青冷再生复合料碾压方案碾压工序初压复压终压压路机类型双钢轮振动压路机单钢轮振动压路机轮胎压路机双钢轮振动压路机碾压遍数静压 1 遍、振压 3 遍振压 3 遍揉压 3 遍静压 1 遍速度/(km/h)1.532424343.6施工接缝处理在冷再生复合料施工中，缝隙处理是非常重要的一步，可以有效提高道路的密实度、耐久性和美观度。在进行施工接缝时，应将冷再生层与旧路的半刚性基层和旧路沥青面层黏合为一个整体。旧路沥青面层与再生层纵向拼接时，应使用接缝界面黏合剂。先进行横向接缝处理，再进行纵向接缝处理。横向施工接缝时，应保持施工接缝连续性，防止出现停机现象。在进行纵向接缝操作前，应根据现场施工情况留出一定搭接宽度，以便提高操作效率和保证接缝处理质量。3.7冷再生复合料路面养生当每段路面完成摊铺并碾压后，应立即进行质量检测并及时总结汇报。完成铺摊后应及时进行养生，以确保路面质量。在养生期间，除养护用的洒水车外，其他车辆不得通行。若在养生期间遇雨，应及时做好路面盖覆和排水工作。为检验养生效果，可以采取钻芯取样分析方法，对养生效果进行评价。4现场施工质量控制要点4.1连续施工控制施工前需充分准备水泥、RAP 旧料、新骨料、矿石粉和水等原材料，并确保施工机械的使用保持连续性。由于乳化沥青具有破乳性，因此在施工过程中必须保证材料的连续性，以确保道路的路用性能不受影响。4.2铣刨作业质量控制在进行刨铣前，应根据方案采用传统的铣刨方式。在铣刨过程中，应严格控制水的掺进，以免影响铣刨效果。要控制好刨铣深度，避免铣刨深度过深，从而改变原有合成级配，影响新路面质量，同时也降低了原有的路用性能。刨铣后应将铣刨料分类堆放，然后统一运送到拌制站存放。4.3控制含水量乳化沥青含水量的控制对施工性能有着直接影响。低含水量会使乳化沥青黏度增加，使其更难施工和涂布；而高含水量则可能导致乳化沥青稀释，使其施工后没有足够的黏结力和耐久性。因此，合理控制含水量可以确保乳化沥青在施工过程中具有适当的流动性和黏结力。施工前进行沥青复合料击实试验，以确定最佳含水量。在生产和运输过程中，严格控制含水量可以确保乳化剂和沥青的充分混合、分散均匀，避免分层和析出现象。施工过程中注意防淋雨、防积水、避免过度潮湿，要及时覆盖表面并定期检查复合料含水量。4.4材料级配质量控制施工现场必须定期检测材料级配，以确保级配符合设计规定。如果出现误差，应及时采用措施，尽可能减少误差，保证复合料级配的完整性和稳定性，增强现场施工效果。4.5控制再生剂用量再生剂对沥青复合料的性能有着重要的影响，适量添加再生剂可以使其达到最佳状态。但如果添加过量，则会造成复合料性能不稳定，容易出现车辙现象，甚至会使沥青与胶粉互相吸附形成胶团。如果再生剂添加不足，则会导致复合料出现离析和松散的现象。因此在施工前，通过实验室测试或现场试验，确定再生剂的最佳用量范围。根据实际情况，在施工现场进行再生剂用量的测量并及时调整，确保再生剂用量的准确性、一致性和稳定性。92交通科技与管理工程技术4.6拌制过程质量控制在拌制前，应认真检查所用原材料是否符合相关标准。在拌制时，应按照设计的配合比例混合原材料。对于乳化沥青路面下面层，乳化沥青具有良好的破乳性和黏附性，如果出现拌制不均匀的情况，应及时采取措施进行处理，以保证更好的拌制功效，增强路面施工质量。5结语基于工程案例，进行了厂拌乳化沥青冷再生路面施工工艺研究。（1）概要介绍路面结构和乳化沥青冷再生复合料配合比方案，案例新路面以乳化沥青冷再生复合料层替代旧路面 ATB-30 沥青复合料层，乳化沥青冷再生复合料的配合比为 1030 mmRAP 510 mmRAP 05 mmRAP 1020 mm 新增加集料矿粉水泥乳化沥青水=36%19%33%10%2%1.5%3.5%5%。（2）详细介绍了该厂拌乳化沥青冷再生路面施工工艺，包括工前准备、冷再生复合料运输、冷再生复合料拌制、冷再生复合料摊铺、冷再生复合料碾压、施工接缝处理、冷再生复合料路面养生、现场施工质量控制要点等方面内容。虽然冷再生沥青其组分无法完全得到激活和恢复，再生性能可能略低于热再生工艺，但在特定路面材料需求和其他辅助措施组合应用下，也能胜任路面建设需求，工艺相对简单。冷再生复合料工艺回收利用老旧沥青路面破拆 RAP 旧料，符合经济性、节能环保型交通工程建设理念。但应用RAP旧料，必须在路面结构、复合料配合比以及严格的施工基础上，保证其工艺质量。参考文献1 肖杰.乳化沥青冷再生混合料设计方法与使用性能研究 D.长沙：湖南大学,2007.2 梁衡国.潭邵高速公路大修冷再生沥青路面结构设计D.长沙：湖南大学,2018.3 于永生.掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料设计方法与使用性能 D.长沙：湖南大学,2008.4 雷治仪.贵州高速公路乳化沥青冷再生混合料技术性能研究 D.重庆：重庆交通大学,2015.5 周顺文,王端宜.厂拌沥青冷再生技术与乳化沥青冷再生技术的对比研究 J.公路工程，2009(6):5.6 杨彦海,邬宇航,杨野,等.水泥对乳化沥青冷再生材料性能影响的宏微观分析 J.公路交通科技,2018(10):8.（上接第 103 页）钢束实际伸长值也可由直尺进行测量，确保实际伸长量满足相应的设计要求。当设计没有要求时，理论伸长量与实际伸长量之间的误差不应超过 6%，否则应停止张拉并查找原因。直线型布束的预应力钢束由于孔道摩擦阻力较小，采用单端张拉。布置形式有平弯或竖弯的曲线布束的预应力钢束孔道摩擦阻力，因而大多采用两端张拉。对于长度超过 25 m 的直线型预应力筋也需采用两端张拉的方式。当钢绞线较长时，可采用 2 次低荷载调整的方法进行改善，增加钢绞线的均匀性，确保预应力的有效施加。5结束语结合上海至南通铁路太仓至四团段人民塘装卸线特大桥，对铁路混凝土连续梁桥施工期混凝土防裂技术进行了研究，得出以下主要结论：（1）混凝土材料和配合比是影响混凝土桥梁施工期抗裂的因素之一，在混凝土配合比设计时应从力学性能和工作性能综合考虑，尽量降低水化热和混凝土收缩量。（2）悬臂施工过程应采用合理的浇筑顺序，细化振捣顺序并加强养生，提高混凝土的抗裂性能。（3）水化温度是影响混凝土施工期开裂的关键因素之一，在施工过程中应通过降低入模温度和加强表面防护的方式，避免出现温度开裂。（4）预应力是限制混凝土裂缝的主要措施，在混凝土施工过程中应及时进行混凝土张拉，施工过程中需要加强对预应力张拉应力的控制。参考文献1 王举.高速公路混凝土梁桥裂缝成因及处理技术 J.交通世界,2019(17):131-132.2 唐春霞.大跨度预应力混凝土连续箱形梁桥的抗裂性分析 D.上海：同济大学,2006.3 加巴次称.支架现浇混凝土梁桥早期抗裂性分析及其承载能力计算方法研究 D.昆明：云南大学,2022.4 于孟生,郝天之,黄凯楠,等.悬臂现浇混凝土梁桥腹板沿波纹管裂缝成因分析 J.世界桥梁,2021(5):100-106.5 孙晓荣.混凝土梁桥早期裂缝开裂机理及裂缝控制研究 D.银川：宁夏大学,2021.6 张巍.预应力混凝土梁桥施工裂缝的研究及处理 J.太原理工大学学报,2000(2):170-174.