乳化沥青冷再生技术在沥青面层维修中的应用

胡时永

(安徽省池州市公路局,安徽池州 247100)

乳化沥青冷再生技术在沥青面层维修中的应用

胡时永

(安徽省池州市公路局,安徽池州 247100)

就地冷再生新技术,是目前道路维修改造的主要方法之一。近几年来,就地冷再生技术在我国受到了业内人士普遍的关注与认同,推广普及速度很快,应用相当普遍,并且取得了良好的效果。

冷再生技术:道路维修;应用

0 引言

以往就地冷再生技术[1]只能用于基层或者底基层,主要受到材料的限制,水泥再生层为半刚性基层,泡沫沥青再生技术基于水泥再生技术和乳化沥青再生技术之间,也类似于半刚性基层,都存在潜在产生温缩裂缝和反射裂缝等病害。池州至青阳公路工程实践说明:只要设计合理,添加适量,充分发挥沥青材料刚度较低,韧性较高的特点,就能降低混合料的刚度,提高其干缩性能,这对较少甚至消除基层的反射裂缝起到了重要作用,具有很高的工程应用价值。

1 室内配合比设计

1.1 级配设计及新料用量确定

根据池州至青阳公路B段再生路面结构设计方案,再生层作为下面层需要承受一定的交通荷载。由于原路面有稀浆封层罩面,铣刨后的RAP中有一部分细料,并考虑到再生层需要有一定的结构承载能力,因此在进行级配类型选择时采用粗级配、中级配二种级配进行对比研究,并选择了2种特殊配方设计的乳化沥青以确定再生级配类型。旋转压实30次成型试件,试件在60℃烘箱中养生48h,进行40℃的浸水马歇尔试验,根据室内实验结果,最后确定加入一部分新粗集料(10～20mm)和少量矿粉、水泥,新粗集料的用量为再生集料用量的15%,矿粉用量1%,水泥用量1%～3%,冷再生矿料级配如表1和图 1所示。

表1 乳化沥青就地冷再生混合料级配设计

图1 乳化沥青就地冷再生级配图

1.2 乳化沥青类型确定

根据上述确定的再生级配,采用特殊乳化沥青配方,选取了乳化沥青1、乳化沥青2、SBR改性乳化沥青三种乳化沥青,原沥青为 SK—70,乳化沥青各项指标满足规范要求。

采用相同的乳化沥青用量,水泥用量,进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验的对比研究。试件成型方式均为旋转压实30次,在60℃烘箱中养生48h,对养生好的试件进行相关性能试验研究。通过室内浸水马歇尔试验,冻融劈裂试验,结果如表2和表3所示。

表2 浸水马歇尔试验结果(40℃)

表3 冻融劈裂试验结果(25℃)

上述浸水马歇尔试验结果表明改性乳化沥青再生料的马歇尔稳定度优于不改性的乳化沥青。冻融劈裂试验结果表明改性乳化沥青再生料的冻融劈裂强度明显高于不加SBR胶乳的改性乳化沥青,且改性乳化沥青的冻融劈裂试验强度比 TSR≥70%,因而SBR胶乳的添加增加了再生料的水稳定性。

1.3 改性乳化沥青、水泥及用水量确定

通过变化不同改性乳化沥青用量、水泥用量和添加水量,结合室内强度试验,得出最佳改性乳化沥青用量为再生集料的4%,用水量为再生集料的3%,水泥用量为再生集料的2%。

1.4 强度试验

结合以上冷再生矿料的级配,改性乳化沥青含量、用水量以及水泥用量,通过室内马歇尔试验,浸水马歇尔试验,劈裂试验和冻融劈裂试验,各项指标符合规范要求。

2 施工工艺[2]

2.1 水泥和碎石的预洒布

在进行洗刨前,首先在旧面层洒布水泥、矿粉和新加石料,结合室内实验结果,将水泥撒布在路表面,水泥用量为再生集料用量的2.0%,即4.7kg/m2;矿粉的用量为再生集料用量的1.0%,即2.35kg/m2,用碎石撒布机将添加的新料(15～25mm)均匀地撒布在路表面,其撒布量为再生集料用量的15%,即35.2kg/m2。

2.2 冷再生系统

冷再生系统主要由专用沥青储存罐、就地冷再生机、料堆提升机、摊铺机以及压路机组成,此试验路就地冷再生机 RoadtecCIR900,料堆提升机 CarlsonWP800,摊铺机采用titan423,冷再生机与料堆提升机的距离可根据现场再生料的拌和工作时间来确定,当再生料的拌和工作时间较短时,料堆提升机紧跟在再生机后;当再生料的拌和时间较长时,可以将料堆提升机与再生机相隔一段时间,以便处理裂缝。此次试验路采用相隔一段时间,主要考虑基层裂缝处理,裂缝采用聚酯玻纤布处置。结合室内实验结果,乳化沥青用量为再生集料用量的4%,即9.4kg/m2;用水量为再生集料用量的3%,即7.05kg/m2,乳化沥青和水的用量通过冷再生机控制系统进行控制。

2.3 混合料摊铺和碾压

再生料摊铺机为titan423,摊铺机的摊铺速度为3～4m/min,做到均匀、不间断地摊铺,碾压采用钢轮和胶轮压路机组合进行,钢轮压路机2台,徐工集团 YZl6JC,吨位为16t,胶轮压路机一台,吨位30t。初压采用钢轮压路机,低频振动压实,碾压遍数为3遍,复压采用胶轮压路机,碾压遍数为5遍,终压采用16t钢轮压路机进行静压,碾压遍数为5遍。

2.4 养生

在铺筑罩面层之前,冷再生下面层应养生一段时间,使混合料中的水分进一步挥发或蒸发,路面强度进一步逐渐增强,养生期为7d,养生期间应封闭交通。试验路指标检测结果各项指标符合规范要求。

3 结束语

(1)由于SBR改性乳化沥青具备较高的粘结性和石料的裹覆性,很好的解决了以往冷再生技术局限于基层或者底基层的现状。

(2)就地冷再生设备顺利地完成了乳化沥青就地冷再生试验路的施工。

(3)通过对试验路检测,各项指标满足规范要求。参考文献:

[1] 严金海.沥青路面冷再生设计方法及性能评价[D].东南大学硕士学位论文,2006:33238.

[2] 江苏省交通科学研究院.沪宁高速公路沥青路面再生技术研究阶段汇报[R].2004:22228.

U418

A

1671-8275(2010)012-0012-02

2009-10-06

胡时永(19712),男,安徽东至人,池州市公路局工程师。

责任编辑:钱让清