乳化沥青冷再生在改扩建工程中的应用.pdf

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1、论文Thesis乳化沥青冷再生在改扩建工程中的应用文／河北省道路运输管理局张虎近年来，随着我国公路建设的不断发展，节能减排受到越来越多的重视。沥青路面再生技术，是有效解决公路养护、大修或改建所产生大量废旧料的途径之一，可实现节能环保。而冷再生技术，具有操作简便、再生混合料性能较好、适用范围广、能耗低、污染小等特点，是一种应用较广的沥青路面再生技术。为了充分利用旧路产生的大量废弃料，本文结合试验分析了乳化沥青的材料特性，系统进行冷再生混合料的设计与检验，并进行了工程实践应用。原材料评价与选择·1日路铣包0料此次采用的旧料是河北某高速公路改扩建工程在原路改造中产

2、生的铣刨料。通过筛分试验，可知回收面层铣刨料的级配不能满足再生混合料的规范要求。结合面层铣刨料存在较多大块的情况，为了有效控制再生料粒径，特将现场的沥青混合料(RAP)运至拌和场内，进行破碎和分类筛分。筛分过程中共分0mm至5mm、5mm至10mm和lOmm至30mm三档再生料，各档料具体筛分结果如表1所示。·乳化沥青乳化沥青微观颗粒分布，是表征乳化沥青性质及其使用性能的一个重要128／CHINAHIGHWAY通过下列筛孔的百分率％)类别31．526．513．24．752．36O．30．0751口3010096．841．80．6mm5．101∞10012．4

3、0．9mmO一510099．860-215．06．4mm表1不同RAP矿料级配检测结果指标，考虑到慢裂乳化沥青拌和能力强，阳离子型应用较为普遍，为此，制作慢裂阳离子型乳化沥青，采用光学分析仪测试乳化沥青的微观颗粒分布。对乳化沥青的微观颗粒分布观察可知，该乳化沥青的平均粒径较小，为4I．Lm左右，沥青颗粒与石料的接触点多，对石料的裹附好，在混合料中分布均匀，利于抗水损坏和抗磨耗能力的提高。·水泥为了提高乳化沥青混合料早期强度和水稳定性，在冷再生沥青混合料中加人水泥，根据水泥强度形成机理和施工工艺的要求。该工程采用的是强度等级为32．5的普通硅酸盐水泥。水泥采用

4、外掺法，掺配量为1．5％。·新料由于RAP整体偏细，除了充分利用旧料，还要加入一定量的新料(一般为粗集料)，以改善混合料的级配，提高再生混合料的强度。新加入粗集料，采用河北省易县半壁店的石灰岩r¨／／二刀帅．ⅥtF限H¨一ⅥE『融／／／i70^f域毗／／／自I配c{，血／／／==60萤铀／／／，／毒40／-'e10／／：eJ7，／⋯，／：：z：=毒=图1乳化沥青冷再生混合料合成级配曲线碎石，规格为lOmm至30mm，进行集料筛分。·填料矿粉采用河北省涞源县的矿粉，其各项技术指标满足相关规范的要求。混合料的设计与性能检验·级配设计针对施工过程中铣刨旧料的级配，

5、结合重新筛分后各档旧料的级配，调整档位不同旧料和lOmm至30mm粗集料(新料)的比例，使冷再生混合料级配曲线尽可能接近中值曲线(图1)。·最佳沥青用量的确定按确定的RAP和新集料的掺配比，取2．6％、2．9％、3．2％、3．5％、3．8％乳化沥青用量制作成型试件，测试出其毛体积密度、孑L隙率及稳定度等指标(见表2)。根据表2的测试结果，以室内压实试件密度与现场压实度相近的原则，结合工程实际，确定最佳乳化沥青用量为3．3％。·最佳含水量的确定根据已确定的矿料级配．乳化沥青用量取3．3％，按预加含水量2．1％、2．6％、3．1％、3．6％、4．1％变化掺水一次

6、成型二采用马歇尔重型击实试验、烘干48h，测定干密度一确定最佳含水量为3．6％：考虑施工中水的散失，实际掺水量可适当提高0．5％至1．O％?·再生混合料性能验证为验证冷再生沥青混合料的性能，根据上述确定的乳化沥青用量为3．3％、外加水用量为3．6％，对确定后的设计级配矿料，进行乳化沥青冷再生混合料性能验证试验，结果如表3所示j南表3可知，其性能试验中各项指标均符合规范要求，表明试验所设计的乳化沥青冷再生混合料的设计级配满足施工要求、工程应用实例·旧路面铣刨通过现场勘验．此段原路面结构厚度大多为18cm，为降低因铣刨造成的材料变异性．使用WirtgenW200

7、0铣刨机一次性铣刨16cm．铣刨速度按4m／min控制，确保铣刨旧沥青路面颗粒级配的稳定。·拌和使用WirtgenKMA220型厂拌冷再生设备进行乳化沥青冷再生混合料拌和：严格控制各档RAP和新集料在各自冷料仓的进料速度，并在冷料输送带取样筛分．检验混合料矿料级配的稳定性：乳化沥青和注水装置安装精确计量设备，施工前对其进行了标定。此外，应根据前场需求，保证拌和过程中的连续性和生产效率。·运输与摊铺拌制好的再生}昆合料应及时运至施T现场，运输车辆应满足现场摊铺毛体积相对密度最大理论相对密度乳化沥青掺量(％)(g／cm3)孔隙率(％)稳定度(kN)2．62350

8、2．63010．611．112．92．3602．62