朱小銀

中交二公局第三工程有限公司

1 工程概況

某高速公路改擴(kuò)建工程，主線長(zhǎng)64.012km，采用廠拌乳化瀝青冷再生結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)組成包含：SBS改性瀝青瑪踢脂碎石SMA-13上面層（4cm）+中粒式改性瀝青混凝土AC-20中面層（6cm）+粗粒式瀝青混凝土AC-25下面層（8cm）+水泥穩(wěn)定碎石基層（36cm）。

2 乳化瀝青水穩(wěn)拌和站改裝技術(shù)

2.1 發(fā)展現(xiàn)狀

乳化瀝青拌和站是現(xiàn)代公路工程改擴(kuò)建施工中較為關(guān)鍵的設(shè)備，在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的背景下，該類拌和站顯現(xiàn)出自動(dòng)化、高效化等多重特征?，F(xiàn)階段，我國(guó)廠拌乳化瀝青設(shè)備的可選形式較為豐富，總體可分為兩類，即專用廠拌冷再生設(shè)備和水穩(wěn)拌和站改裝設(shè)備，具體又含多類細(xì)分的類型。

專用廠拌冷再生設(shè)備主要有三類：移動(dòng)式、可搬移式和固定式，各自的性能特點(diǎn)以及適用場(chǎng)景有所不同。其中雙臥軸強(qiáng)制連續(xù)式攪拌設(shè)備頗具代表性，其結(jié)構(gòu)組成合理，占地空間較小，可根據(jù)需求靈活調(diào)整作業(yè)點(diǎn)位，在乳化瀝青混合料生產(chǎn)中具有可行性。

水穩(wěn)拌和站改裝設(shè)備則是一種融入新型技術(shù)手段的形式，其以原拌和機(jī)拌和和儲(chǔ)料設(shè)備為基礎(chǔ)，根據(jù)工程施工需求，增設(shè)礦粉罐、噴灑系統(tǒng)等，由此豐富既有設(shè)備的功能，提高其運(yùn)行水平，在生產(chǎn)廠拌乳化瀝青混合料方面具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[1]。

改擴(kuò)建是公路長(zhǎng)時(shí)間使用后需開(kāi)展的一項(xiàng)工作，其需要得到廠拌設(shè)備的支持，在面對(duì)多樣化的廠拌設(shè)備時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合對(duì)比分析銑刨作業(yè)量、施工質(zhì)量及進(jìn)度要求等方面，選擇合適的廠拌設(shè)備，以便高效施工。此外，對(duì)于施工條件復(fù)雜或是存在其他要求時(shí)，可以對(duì)水穩(wěn)拌和站采取改裝措施，提高其生產(chǎn)水平。

2.2 水穩(wěn)拌和站改裝的基本要求

（1）供料系統(tǒng)。冷料倉(cāng)需有破拱裝置，可將其布設(shè)在出料錐口處。受裝載機(jī)傾斜荷載的影響，加之RAP集料的自重作用，易影響混合料的整體品質(zhì)，例如級(jí)配偏離設(shè)計(jì)要求。對(duì)于此問(wèn)題，可對(duì)集料傳送皮帶加以改造，即利用變頻器予以控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶運(yùn)行狀態(tài)的有效調(diào)控，并適配數(shù)字顯示功能，使各料倉(cāng)的流量均處于高度可控的狀態(tài)[2]。

（2）水計(jì)量系統(tǒng)。適配蓄水池（或儲(chǔ)水罐），根據(jù)拌和站的產(chǎn)量合理控制該裝置的出水量。按照產(chǎn)量400t/h、混合料液體含量6.5%考慮，此生產(chǎn)條件下的供水量需≥15m3/h。在進(jìn)水量控制方面，依托于玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)而實(shí)現(xiàn)，要求該裝置的精度≤1%，并盡可能減小控制誤差。

（3）乳化瀝青計(jì)量系統(tǒng)。適配質(zhì)量流量計(jì)，根據(jù)乳化瀝青管路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，增設(shè)三通接口，精度需＜0.5%，保證材料用量控制的準(zhǔn)確性。

（4）粉料系統(tǒng)。采取的是礦粉和水泥罐單獨(dú)計(jì)量的方案，要求計(jì)量精度≤1%，保證各部分計(jì)量的準(zhǔn)確性。

（5）拌和系統(tǒng)。以雙拌缸為宜，在原拌和站設(shè)備的基礎(chǔ)上增添長(zhǎng)度超3m的拌缸；優(yōu)化該處皮帶末端刮料板的運(yùn)行方式，以可調(diào)式為宜，以便根據(jù)需求及時(shí)緊固，此舉的優(yōu)勢(shì)在于可有效控制皮帶上的乳化瀝青，避免其被拋出至外部。

2.3 乳化瀝青水穩(wěn)拌和站的改裝技術(shù)要點(diǎn)

（1）乳化瀝青設(shè)備的安裝。合理適配乳化瀝青存儲(chǔ)罐，要求其容量達(dá)到50t左右；結(jié)構(gòu)方面，采取增加噴灑管至第一級(jí)拌缸的方式，并根據(jù)噴灑管路的運(yùn)行特點(diǎn)，在其周邊適配輔助裝置，包含水蒸氣加溫設(shè)施和乳化瀝青質(zhì)量計(jì)兩類[3]。

（2）粉料系統(tǒng)。在原粉料系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增添一個(gè)礦粉罐，容量50t~100t；適配減量稱，利用該裝置精準(zhǔn)計(jì)量粉料，在螺旋輸送機(jī)的聯(lián)動(dòng)之下，將經(jīng)過(guò)計(jì)量的材料全部轉(zhuǎn)至拌缸內(nèi)，以便進(jìn)入后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（3）操作系統(tǒng)。在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)與之相協(xié)調(diào)的操作系統(tǒng)，此部分的作用在于生產(chǎn)乳化瀝青和水穩(wěn)料，與原系統(tǒng)保持協(xié)同運(yùn)行的狀態(tài)，兩者間不產(chǎn)生干擾。

2.4 乳化瀝青計(jì)量系統(tǒng)的校正

冷再生混合料生產(chǎn)作業(yè)以及性能的干擾因素較多，其中乳化瀝青、水的用量為關(guān)鍵的因素，為減少此類影響，在正常生產(chǎn)前需針對(duì)計(jì)量系統(tǒng)做好標(biāo)定工作，保證其具有較高的精度，以便精準(zhǔn)控制用量。以乳化瀝青為例，較為適宜的是采用質(zhì)量流量計(jì)加以控制的方法，其標(biāo)定情況如表1所示。操作室工作人員根據(jù)工程施工要求設(shè)定合適的輸送量，依托于線性回歸方程開(kāi)展精度校正操作。

表1 乳化瀝青流量計(jì)標(biāo)定

2.5 改裝的主要問(wèn)題及處理

經(jīng)水穩(wěn)拌和站改裝處理后，全新設(shè)備的生產(chǎn)性能易受到單檔骨料的影響，其中又以大粒徑的RAP篩分料最為明顯。針對(duì)此問(wèn)題，需按照前述所提方法適配破拱裝置，并加強(qiáng)日常巡視以及人工控制。

此外，乳化瀝青與骨料黏結(jié)效果欠佳，若在高產(chǎn)量的生產(chǎn)模式下，二級(jí)皮帶在運(yùn)行時(shí)易打滑。對(duì)此，需組織試生產(chǎn)，根據(jù)水穩(wěn)拌和站的實(shí)際運(yùn)行特性調(diào)整產(chǎn)能。具體落實(shí)至本項(xiàng)目中，選用的是改裝WCQ800型拌和站，其在正常工況下的產(chǎn)能可達(dá)到450t/h~550t/h，能夠滿足公路改擴(kuò)建對(duì)于乳化瀝青水穩(wěn)混合料的用量需求。

3 乳化瀝青冷再生技術(shù)

3.1 技術(shù)概述

經(jīng)增壓、剪切、研磨處理后，熱瀝青轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蟹稚?、?xì)小狀態(tài)的顆粒，其比表面積有增加的變化特點(diǎn)，加之乳化劑與添加劑的綜合應(yīng)用，可以較為有效地克服水與瀝青間所形成的界面張力，產(chǎn)生的乳液具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，更有利于提高材料的工程性能。乳化瀝青的粒子類型主要含三類：

（1）陽(yáng)離子。根據(jù)濕潤(rùn)動(dòng)集料的材料特性可知，其表面有負(fù)電荷，該部分與陽(yáng)離子結(jié)合，在兩者吸引之下，將發(fā)生瀝青快速黏附至集料表面的情況，早期強(qiáng)度有提高的變化趨勢(shì)。

（2）陰離子。乳化瀝青表面帶負(fù)電荷，在混合料反應(yīng)過(guò)程中，若乳液中的水分蒸發(fā)進(jìn)程結(jié)束，則該部分將裹覆至骨料上。

（3）非離子?；咎攸c(diǎn)在于穩(wěn)定性較強(qiáng)，即便處于酸堿性環(huán)境中，其依然也可以維持穩(wěn)定。但需注意，其與石料的結(jié)合效果較差，破乳效率偏低。

在本高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目中，乳化瀝青采用陽(yáng)離子。

3.2 乳化瀝青設(shè)備的選擇

以膠體磨類較為合適，適配的皂液罐數(shù)量以2個(gè)以上為宜，可輪流摻配，有利于提高生產(chǎn)效率，同時(shí)在某皂液罐出現(xiàn)故障后其他裝置可正常運(yùn)行，不會(huì)對(duì)正常生產(chǎn)造成過(guò)大的影響。在本項(xiàng)目中，則選用的是JM-18型膠體磨，適配3個(gè)皂液罐，底部利用管道連接。

3.3 乳化劑

3.3.1 乳化劑的選擇

現(xiàn)階段，季胺鹽類是應(yīng)用范圍較廣、應(yīng)用頻率較高的乳化劑陽(yáng)離子，但不同生產(chǎn)場(chǎng)景的需求不盡相同，需要根據(jù)實(shí)際情況做合理的選擇。面對(duì)琳瑯滿目的乳化劑，在選擇時(shí)需以保證質(zhì)量為前提，在此基礎(chǔ)上盡可能減少成本投入，達(dá)到集約化生產(chǎn)的效果。實(shí)際生產(chǎn)中，若因工程需要或是某些原因而更換乳化劑時(shí)，則需再次組織配合比設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作，確保更換后的乳化劑類型及用量均具有合理性。

3.3.2 乳化劑瀝青生產(chǎn)工藝

關(guān)于乳化瀝青皂液摻配原理，如圖1所示。

圖1 乳化瀝青皂液摻配原理

（1）皂液摻配。以水、乳化劑、穩(wěn)定性等為基礎(chǔ)材料，按照配比選用適量的原材料加以配制，形成均勻性較好的混合液。

（2）溫度的控制。乳液對(duì)溫度較為敏感，考慮到乳液的均質(zhì)性要求并為了在最大限度上降低水的表面張力，在生產(chǎn)期間需加強(qiáng)對(duì)溫度的控制，以較高的溫度狀態(tài)為宜。但需避免溫度過(guò)高的情況，否則在高溫環(huán)境中分子運(yùn)動(dòng)速度明顯加快，乳化瀝青的破乳時(shí)間異?？s短，這樣反而會(huì)對(duì)混合料的拌和造成不良影響，出現(xiàn)混合料質(zhì)量下降的情況。

在本工程中，溫度控制的關(guān)鍵要點(diǎn)有：皂液溫度55℃~75℃；瀝青加熱溫度120℃~140℃；乳化瀝青成品溫度≤85℃。生產(chǎn)過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)溫度的監(jiān)測(cè)，將實(shí)測(cè)結(jié)果與許可的溫度控制區(qū)間加以對(duì)比，判斷溫度的合理性，以便根據(jù)實(shí)際情況做靈活的調(diào)控，使各階段、各類材料的溫度均合理。

（3）油水比的控制。熱瀝青和皂液分別對(duì)應(yīng)特定的泵裝置，對(duì)泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速加以調(diào)整，通過(guò)此方式控制兩類材料的比例。綜合考慮設(shè)計(jì)方案中對(duì)于乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量所提出的要求以及設(shè)備供應(yīng)廠家的推薦轉(zhuǎn)速，據(jù)此作合理的控制。此外，需組織蒸發(fā)殘留物試驗(yàn)，通過(guò)此途徑進(jìn)一步校正，保證用量的合理性。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高速公路工程領(lǐng)域，乳化瀝青和水泥均是重要的再生劑，通過(guò)應(yīng)用此類材料可在無(wú)須加熱的條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)舊瀝青混合料的再生處理，充分發(fā)揮出舊材料的利用價(jià)值，兼顧公路改擴(kuò)建的質(zhì)量要求和效益要求。而乳化瀝青水穩(wěn)拌和站為關(guān)鍵的裝置，在文章中則對(duì)其改裝技術(shù)以及在實(shí)際生產(chǎn)中的具體要點(diǎn)展開(kāi)探討，以期為類似工程提供參考與借鑒。