王 鵬

南京市公路事業(yè)發(fā)展中心，江蘇 南京 210000

近幾年，我國(guó)道路工程建養(yǎng)事業(yè)發(fā)展迅猛，運(yùn)營(yíng)總里程數(shù)超過(guò)500萬(wàn)km。但是，過(guò)去建設(shè)理念和水平落后，部分舊路已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的道路通行要求，急需改擴(kuò)建[1]。改擴(kuò)建和養(yǎng)護(hù)維修工程勢(shì)必造成大量固體廢棄物的產(chǎn)生，若處置不當(dāng)，則會(huì)占用土地資源、污染環(huán)境；而若專門處置，則需要花費(fèi)大量人力和物力[2]。對(duì)改擴(kuò)建和養(yǎng)護(hù)維修工程產(chǎn)生的固體廢棄物進(jìn)行再利用，既能解決廢棄物處置問(wèn)題，又能降低工程建設(shè)成本[3]。廢棄物經(jīng)過(guò)一系列工藝處理后，可作為建設(shè)原料重新應(yīng)用到改擴(kuò)建和維修工程中，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目前，我國(guó)對(duì)廢棄物再利用的研究處于起步階段，缺乏相關(guān)研究和工程經(jīng)驗(yàn)，再生材料的處理生產(chǎn)尚未形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化效應(yīng)，再生材料道路設(shè)計(jì)方法和施工質(zhì)量控制技術(shù)尚處于探索研究階段，沒(méi)有形成成熟的技術(shù)體系[4]。

在廢舊瀝青混合料（RAP）再生技術(shù)研究方面，我國(guó)主要研究再生劑、添加劑、廢舊瀝青混合料摻量對(duì)再生混合料性能的影響，將舊路銑刨破碎后的廢舊瀝青混合料作為整體顆粒進(jìn)行再生混合料的設(shè)計(jì)和施工。但是，由于來(lái)源、級(jí)配、質(zhì)量不同，在實(shí)際使用過(guò)程中存在均質(zhì)性差的問(wèn)題[5-6]。為了解決這一問(wèn)題，文章探究RAP的除塵、破碎、油石分離和篩分工藝關(guān)鍵參數(shù)，形成基于干式油石分離工藝的全套廢舊瀝青混合料再生關(guān)鍵技術(shù)，為同類型道路工程提供技術(shù)依據(jù)。

1 基于干式油石分離的再生瀝青混合料工藝及特點(diǎn)

1.1 干式油石分離再生工藝

采用干式油石分離再生技術(shù)處理銑刨料時(shí)，首先采用顎式破碎機(jī)破碎大粒徑和成團(tuán)的銑刨料，破碎后的料通過(guò)傳送帶輸送至粗剝離機(jī)中，在撞擊和高壓噴水器共同作用下進(jìn)行第一次剝落，之后輸送至振動(dòng)篩去除細(xì)集料和廢舊瀝青，將5mm以上的顆粒傳送至細(xì)剝離設(shè)備，最后再進(jìn)行一次篩分。將所得粗集料篩分為3～5mm、5～10mm、10～15mm三檔RAP。兩次剝落篩分得到細(xì)顆粒和廢舊瀝青，通過(guò)水分離器分離得到細(xì)RAP，烘干后通過(guò)復(fù)合磨機(jī)對(duì)表面瀝青進(jìn)行再次分離，得到均質(zhì)的細(xì)RAP。干式油石分離再生設(shè)備如圖1所示。

圖1 干式油石分離再生設(shè)備

1.2 再生集料性能檢測(cè)

文章研究所用銑刨料來(lái)自312國(guó)道寧合高速路改擴(kuò)建工程，采用干式油石分離再生工藝，將銑刨料處理成粗粒徑為10～15mm、5～10mm、3～5mm的三檔RAP和0～3mm的細(xì)粒徑RAP，再生后RAP外觀如圖2所示，各檔RAP的篩分情況和瀝青抽提實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。為保證瀝青面層質(zhì)量，在瀝青面層混合料中僅摻入一定比例的10～15mm和5～10mm粗粒徑RAP取代新集料，根據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E42—2005）對(duì)粗粒徑RAP進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。RAP性能均滿足規(guī)范要求，說(shuō)明瀝青舊路再生集料的性能基本不受影響。

表1 再生集料的抽提及篩分試驗(yàn)結(jié)果

表2 粗集料試驗(yàn)結(jié)果

圖2 干式油石分離再生的RAP外觀

1.3 配合比設(shè)計(jì)研究

（1）確定再生瀝青混合料的級(jí)配范圍。該項(xiàng)目選用江蘇省瀝青道路上面層常用的SBS改性瀝青SMA-13型混合料，根據(jù)粗粒徑RAP和新集料篩分情況進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)，各粒徑RAP和新集料的用量如表3所示，合成級(jí)配曲線如圖3所示。

圖3 再生瀝青混合料級(jí)配曲線圖

表3 礦料配合比 單位：%

（2）確定最佳新瀝青的用量。由于RAP表面黏附有少量舊瀝青，在使用RAP制備再生瀝青混合料時(shí)，要先通過(guò)抽提試驗(yàn)確定RAP表面舊瀝青含量，再根據(jù)上文確定的級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果估算出新瀝青的油石比，約5.7%。因此對(duì)油石比為5.1%、5.4%、5.7%、6.0%、6.3%的5組再生瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定，最佳新瀝青油石比為5.5%。

1.4 再生瀝青混合料路用性能研究

為了探究干式油石分離RAP制備的再生瀝青混合料路用性能，采用油石比為5.5%制備再生SMA-13型混合料試件，同時(shí)采用全新集料制備相同級(jí)配曲線的瀝青混合料試件，進(jìn)行車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)，對(duì)比結(jié)果如表4所示。

表4 混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，干式油石分離RAP制備的再生SMA-13型瀝青混合料，其動(dòng)穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度比、低溫彎曲應(yīng)變雖然稍弱于新瀝青混合料，但是差異較小，且明顯高于規(guī)范對(duì)江蘇地區(qū)的SMA-13型瀝青混合料的性能要求。這說(shuō)明干式油石分離處理的RAP對(duì)再生瀝青混合料性能影響較小。

2 工程應(yīng)用

2.1 工程概況

文章涉及的實(shí)體工程為312國(guó)道寧合高速路改擴(kuò)建工程，起點(diǎn)至五里橋互通段主線之間的全部舊路銑刨，新擴(kuò)建道路為雙向六車道，全長(zhǎng)5km，設(shè)計(jì)車速為100km/h；五里橋互通至終點(diǎn)段的局部舊路需挖除，新擴(kuò)建道路為雙向八車道，全長(zhǎng)1.8km，設(shè)計(jì)車速為100km/h。此次干式油石分離再生SMA-13試驗(yàn)段為寧合高速，路基段右幅K6+010～ K6+100。

2.2 再生瀝青混合料施工工藝

（1）拌和。由于有RAP的存在，再生瀝青混合料的制備工藝相比普通SMA-13混合料的拌和工藝有所不同。為了確保新舊集料與新SBS改性瀝青拌和均勻，再生瀝青混合料的濕拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)5～10s，具體拌和時(shí)間應(yīng)根據(jù)試拌結(jié)果確定，以集料表面被瀝青充分裹覆為停拌標(biāo)準(zhǔn)。由于該項(xiàng)目采用冷添加，新礦料的加熱溫度應(yīng)提高至200～220℃，SBS改性瀝青的加熱溫度與普通SMS-13相同。

（2）運(yùn)輸。再生混合料的運(yùn)輸與普通混合料相同，采用自卸車裝運(yùn)。裝料前先監(jiān)測(cè)混合料溫度，當(dāng)溫度低于170℃、高于190℃時(shí)做廢料處理；清潔車廂，在底板和側(cè)板表面妥善涂抹隔離劑；裝料時(shí)前后移動(dòng)車輛，以前、后、中的順序呈“品”字形裝料，大型運(yùn)輸車可分3次以上裝料；裝料后及時(shí)采用棉被和篷蓋進(jìn)行雙層覆蓋，防止產(chǎn)生溫度離析。

（3）攤鋪和碾壓。攤鋪前檢測(cè)運(yùn)料車內(nèi)的混合料溫度，若低于160℃做廢料處理。攤鋪車提前加熱熨平板，攤鋪時(shí)振動(dòng)器設(shè)置為高頻低幅振動(dòng)，設(shè)置平衡梁以保證松鋪的平整度。由于再生瀝青混合料中RAP為冷摻，為防止降溫造成溫度離析，攤鋪后的初壓、復(fù)壓和終壓應(yīng)相互緊跟進(jìn)行，初壓溫度控制在155～165℃，復(fù)壓溫度不低于155℃，碾壓完成后表面溫度應(yīng)控制在110℃以上。

2.3 質(zhì)量檢測(cè)

為了解上述干式油石分離RAP制備的SMA-14混合料施工工藝效果，在試驗(yàn)段攤鋪完成后，隨機(jī)抽樣檢測(cè)SMA-13上面層的滲水、厚度和抗滑性能，檢測(cè)結(jié)果如表5所示，均滿足相應(yīng)規(guī)范要求。通車后6個(gè)月對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，路面無(wú)明顯車轍、裂縫、松散等早期病害，使用狀態(tài)良好。

表5 再生SMA-13上面層現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

3 結(jié)論

該試驗(yàn)段鋪設(shè)的再生SMA-13混合料上面層，在采用文章提出的干式油石分離再生、混合料級(jí)配設(shè)計(jì)的瀝青路面再生技術(shù)后，各項(xiàng)路用性能和施工質(zhì)量均達(dá)到較高水平，滿足高等級(jí)公路要求。通過(guò)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)可知，試驗(yàn)段無(wú)明顯病害，說(shuō)明拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等施工工藝質(zhì)量控制效果良好，可為同類型的舊瀝青路再生工程提供參考。