浅析厂拌热再生技术在普通干线公路的应用

王继承

0 引言

近几来年，白银公路管理局在高速公路养护维修改造工程中产生废旧沥青混合铣刨料逐年增多，现集中堆放的已达20000余吨。加之国省干线公路维修改造也产生大量铣刨料，废料堆放占用土地、污染环境，旧油皮的处理已摆在公路建设者的面前，回收利用已是不能回避的现实问题。在省道207线K0+000-K2+000段养护维修工程中实施“废旧沥青热再生底面层铺筑”的应用展开实验和研究，实现节约成本和保护环境、减少污染的目标。

1 厂拌热再生工艺简介

厂拌热再生是将旧沥青路面经过翻挖或铣刨后运回拌和厂，再集中破碎、筛分，并根据旧料中沥青含量、老化程度、碎石与及配合性能指标，路面不同层次的质量要求，进行配比设计，掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标，按照与新建沥青路面完全相同的方法重新铺筑，从而获得优良的再生沥青混凝土，铺筑成再生沥青路面。

2 RAP料的物理特性、存储、破碎及筛分管理

RAP料的密度一般为1930-2300kg/m3，比天然骨料的密度略小。RAP中骨料类型及含水率在很大程度上决定了RAP的密度。RAP料含水率会随着存储时间的增长而增大，含水率一般为3%-5%，为了降低RAP料含水率应尽量缩短在存储时间。

2.1 RAP料的储存储

通常RAP料储存根据不同来源、不同结构层分类储存，防止混杂，若采用二次破碎和筛分设备时也可将不同来源的同一级配类型的RAP料破碎筛分后堆放在一起，应采用高度高、底面小的堆料方式，因料堆表面会一逐渐形成一个厚度200mm左右厚的硬壳可以防止。

2.2 RAP料的破碎及筛分

RAP的破碎处理和规格要求由再生混合料的设计要求决定，对于铣刨回收的RAP不需要破碎，而对于翻挖的RAP就经过破碎和筛分减少大粒径集料的含量满足再生混合料的设计要求。再生破碎，不是对石料进行破碎，而是将石料从沥青的结合处分开，尽量不要破坏原来的骨料级配一级破碎采用辊式破碎机，二级破碎采用反击破或锤式破碎机，筛孔的名义尺寸应与最大工程粒径相符合。通常将RAP料筛分成4.75mm以下、4.75-10mm、10-20mm。当破碎和筛分使用方便且产量满足时，采用先少量破碎，然后在再生混合料生产中边生产边破碎办法，有利于及时得到破碎后的RAP的资料，进行生产质量控制；也有利于水分的控制，提高烘干效率从而提高再生混合料的生产率。

3 RAP料的分析及混合料的配合比设计

3.1 工程的基本概况

省道207线是甘肃煤炭资源外运的主要通道之一，近年来，由于车流量增大，超载车辆太多，致使该公路长期在超负荷状态下运行，形成路基沉陷、路面破裂、坑槽较多，致使沥青路面损坏严重，路面曾经多次采用罩面、挖补、重铺等方式维修面层。此工程沥青路面热再生采用厂拌热再生工艺，再生混和料铺于下面层。工程所在地为中温带半干旱区向干旱区的过渡地带，在K0+000-K2+000段应用厂拌热再生技术铺筑了试验路，路面厚度为4cm。沥青路面厂拌热再生技术为甘肃省白银市范围内首次应用。

采用生产级配在右幅K0+000～K0+790、左幅K0+000～K0+810段铺筑了RAP掺量25%的厂拌热再生AC-16C试验段，白银公路管理局实验室、白银公路管理段试验室、长安大学、监理单位等对该试验段进行了联合检测。

3.2 RAP原材料控制和分析

拌合厂中的RAP由不同施工路段、不同层位铣刨而来，性质变异性大，这种变异性是影响再生沥青混合料的生产质量及稳定性的主要因素，对运回拌和厂的RAP料二级破碎、合理的筛分及储存等措施减小其影响。进行试验取样前，应使用推土机、装载机的RAP充分混和，保证再生混合料的均匀性。本工程对高速公路铣刨料二级破碎品3-10mm、10-20mm再生料分析，采用三氯乙烯抽提回收旧沥青，对其进行三大指标试验，废旧沥青混合料3-10mm（RAP）、10-20mm（RAP）中的油石比分别为3.29%、2.0%。

3.3 混合料配合比设计

本次试验的配合比类型为AC-16C，根据RAP的老化程度、含水率、RAP矿料级配、新集料技术性能等，确定RAP的掺配比例，比例范围在25%以内。选择适当标号的沥青和优质集料进行配合比设计。将RAP中的集料作为再生沥青混合料中的一种矿料进行AC-16C配合比设计，级配设计过程中注重混合料孔隙率（目标孔隙率4.0%）、关键筛孔、粉尘控制、骨架结构、密水性等方面的考虑（表1）。

最佳油石比的确定：OAC1=5.096%

OAC2=4.602%

OAC=（OAC1+OAC2）/2=4.849%

最终确定最佳油石比为4.8%，换算沥青用量为4.6%。

（1）最终确定的矿料级配组成见表2。

（2）马歇尔法确定的最佳油石比为4.8%下的沥青混合料试验结果见表3。

4 施工过程质量控制

4.1 再生沥青混合料的拌和

4.1.1 再生混合料搅拌设备

厂拌热再生工艺实施关键是再生沥青混合料的拌和设备，要解决RAP料二次加热老化、RAP粘附设备内壁、加热产生蓝烟污染等问题。我局在原生间歇式1500型拌合楼基础上改造，加装福建铁拓RLB600型再生附楼，提高了原生机组的使用率，减少设备投入。该设备将回收料的加热在一个专门的干燥筒内完成，主要有回收料供给系统、提升系统、干燥系统、热回收料计量输送、气体再次燃烧处理及控制系统系统组成，具有稳定可靠、加热安全、计量精确等特点。该设备的燃烧器火焰在燃烧室内转化为高温热气体，利用炽热的空气（800～1000℃）加热沥青回收料，火焰不接触沥青回收料。加热融化后的RAP极易粘附在设备内壁上，导致设备能耗直线上升、滚筒热效率急剧下降，在热再生设备滚筒内采用柔性提料板，避免加热后的RAP料粘附的问题。RAP在被加热到130℃以上时会释放出大量有毒有害气体，此种废气直接排放到空气中则会严重污染自然环境，若直接送入布袋除尘其中又会污染溜袋，将再生滚筒排放出来的高温废气送入原生机烘干滚筒进行二次燃烧，避免了加热过程中释放大量蓝烟污染环境的问题。

4.1.2 拌和工艺和配合比控制

在间歇式再生设备中，原生料烘干后经过振动筛分后储存在热料中，而RAP料预热后没有筛分过程，对级配的控制需要由冷料给料机完成。将拌和楼分为4种热仓筛孔为：1#仓（0～3mm）、2#仓（3～10mm）、3#仓（10～15mm）、4#仓（15～20mm）和旧料仓。通过控制系统设定各项配比，对成品混合料进行取样检测后对照配合比进行新集料加热温度调整。RAP必须保证一定的预热温度，再生混合料的拌和温度应满足规范要求；RAP、新骨料加入拌缸■加入新沥青■加入填料■出料。施工作业应连续进行，减少开、停机次数，保证混合料级配、油石比和温度均匀和稳定。

4.1.3 沥青混合料的拌合温度及时间控制

沥青加热温度为145-155℃；集料加热温度为190-210℃；混合料的出仓温度为165-170℃；干拌时间10s；湿拌时间45s；拌合总时间55s。

4.2 再生沥青路面的摊铺和碾压

厂拌热再生沥青混合料的摊铺、碾压温度宜比热拌沥青混合料高5℃～15℃。在运输过程中必须加盖篷布，防止混合料温度损失过大、表面结硬。除加盖篷布外，运输车料斗车壁也应采用篷布等包裹保温。采用一台摊铺机半幅铺筑；摊铺速度为4m/min；摊铺温度为145-160℃。最佳碾压温度为135℃-145℃，确保最低碾压温度不低于110℃。一个工作面投入1台钢轮压路机、1台胶轮压路机，碾压方式如下：初压：一台双钢轮振动压路机（先静压一遍，以后前静后振）；复压：一台胶轮压路机随钢轮压路机全幅碾压；碾压过程不停顿，碾压总遍数在10遍左右。

4.3 试验路检测

4.3.1 再生混合料级配及油石比检测

施工过程中，随机从料车取料并进行抽提试验，对再生混合料的矿料级配及油石比进行检测，检测结果见表4。

4.3.2 压实度检测

对生产级配铺筑的路段进行压实度检测，压实度%（室内密度）均达到98%以上。

总之，实践初步验证了通过有效的质量控制，厂拌热再生沥青路面可以达到并保持所要求的各项沥青路面的技术和质量指标，使投资效益得以充分发挥，减轻对环境的污染，减少大量建筑材料的消耗。为下一步大规模沥青铣刨料的再利用提供了经验为旧路面更新改造探索了新方法，积累了经验。

【参考文献】

[1]徐培华，陈梁，高文娟.厂拌热再生沥青混合料配合比设计[J].岩土工程学报，2001，23（4）.

[2]孙涛，王建敏.沥青路面材料（RAP）再生利用技术及厂拌热再生设备应用评价[C]//.中国公路学会筑路机械分会第十五届学术年会，2005.

[责任编辑：王楠]