滬寧高速公路擴建工程路面冷再生技術的應用研究

1、滬寧高速公路擴建工程路面冷再生技術的應用研究概述瀝青路面的再生利用，就是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖、回收、破裂、篩分等方法處理后，與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，能夠滿意一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。因為對舊材料舉行重復利用，在施工過程中，路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持。與其它瀝青路面修復技術相比，瀝青路面再生還能在一定程度上削減交通中斷的現(xiàn)象。更重要的是再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當。經(jīng)過對滬寧高速大路擴建工程瀝青路面再生策略研究，在滬寧高速大路擴建工程中采用的再生技術是冷廠拌再生，對于不同的路段，相應的再生方式為：對于水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青

2、路面，可以將老路瀝青面層和二灰碎石基層的銑刨料經(jīng)過水泥冷廠拌再生，用于新路的底基層。對于柔性基層瀝青路面，可以將老路瀝青面層的銑刨料經(jīng)過乳化瀝青冷廠拌再生，用于新路柔性基層的下基層；將老路二灰碎石基層的銑刨料經(jīng)水泥冷廠拌再生，用于新路的底基層。乳化瀝青冷廠拌再生技術和水泥冷廠拌再生技術在滬寧高速大路擴建工程中得到了勝利的應用，發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。結(jié)合滬寧高速大路擴建工程再生利用的實際生產(chǎn)，本文對再生技術在滬寧高速大路擴建工程中應用的相關狀況舉行推薦和分析。1、冷廠拌再生方式1.1柔性基層瀝青路面段的再生方式結(jié)合柔性路面路段方案，將老路瀝青面層銑刨料經(jīng)乳化瀝青冷廠拌再生，再生混合料用

3、于新路面的下基層，以代替10cm的平凡瀝青LSM25基層；將二灰碎石基層銑刨料經(jīng)水泥冷廠拌再生，再生混合料用于底基層，以取代16cm的二灰土底基層。路面結(jié)構見圖1-1所示。改性瀝青SMA13 4.0cm改性瀝青Sup20 8.0cm平凡瀝青Sup25 8.0cm平凡瀝青LSM25 10.0cm乳化瀝青冷再生混合料層 10.0cm級配碎石 20.0cm二灰碎石再生層 16.0cm路基圖1-1 柔性基層瀝青路面段再生利用結(jié)構方案1.2水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面段的再生方式對于水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面段落，將老路瀝青面層和二灰碎石基層銑刨料經(jīng)水泥冷廠拌再生，再生混合料用于底基層，以取代20cm的二灰土

4、底基層。路面結(jié)構見圖1-2所示。改性瀝青SMA13 4.0cm改性瀝青Sup20 8.0cm平凡瀝青Sup25 8.0cm水泥穩(wěn)定碎石基層 40.0cm再生底基層 20.0cm路基圖1-2 水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面段再生利用結(jié)構方案2、乳化瀝青冷廠拌再生技術的應用滬寧高速大路擴建工程無錫段HN-LM4標采用的是柔性基層的瀝青路面結(jié)構形式，如圖1-1所示，將瀝青面層銑刨料由乳化瀝青冷廠拌再生后用于新路的下基層?，F(xiàn)將HN-LM4標乳化瀝青冷廠拌再生下基層的使用狀況推薦如下。.2.1老路面銑刨與銑刨料的篩分、破裂對滬寧高速大路老路面瀝青混合料舉行銑刨，采用運送車輛直接將銑刨料運送至拌和廠集中堆放。為

5、防止在堆放和生產(chǎn)過程中銑刨料發(fā)生結(jié)塊，實行了以下措施：a. 在銑刨時適當加大水量；b. 銑刨料堆高一般不超過2m；c. 在銑刨料倉中增強破拱裝置；d. 天天拌和工作結(jié)束后將銑刨料倉放空。在拌和廠對銑刨料舉行篩分，按照銑刨料的尺寸設置了10mm和31.5mm兩道篩網(wǎng)，將銑刨料分成10mm以下細集料部分、10mm31.5mm粗集料部分和31.5mm以上大顆粒部分。為了進一步利用老路銑刨料，配置了破裂設備，主要是對31.5mm以上大顆粒部分舉行再次破裂，破裂后的銑刨料經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗細兩檔，可以得到較好的利用。按照乳化瀝青冷廠拌再生生產(chǎn)量，配備了兩套篩分設備和一臺破裂設備終于篩分后的粗、細料分開堆

6、放存儲2.2冷再生混合料的拌和生產(chǎn)老路面銑刨料經(jīng)過破裂、篩分后分成10mm以下細集料部分和10mm 31.5mm粗集料部分兩種規(guī)格的銑刨料，HN-LM4標柔性基層冷再生拌和廠采用的拌和設備是鎮(zhèn)江路面機械制造總廠生產(chǎn)的ARC3000型拌和設備，拌和設備有乳化瀝青、水和礦粉的添加裝置。采用經(jīng)實驗驗證的生產(chǎn)協(xié)作比（如表2-1）舉行拌和生產(chǎn)，實際生產(chǎn)過程中粗集料和細集料部分分離采用兩個倉同時進料，通過單位時光的進料量（即流量）來控制進料比例。表2-1 HN-LM4標乳化瀝青冷再生混合料生產(chǎn)協(xié)作比材料1031.5mm銑刨料010mm銑刨料礦粉水泥乳化瀝青水比例（）43.243.24.31.73.83.8

7、拌和時應控制好冷再生混合料的拌和時光，乳化瀝青混合料若過度拌和，則粗集料表面的乳化瀝青簡單剝落，而且過度拌和可導致乳化瀝青提前破乳，使混合料勁度過大；而拌和不充分則可導致集料不能充分地被乳化瀝青裹覆。2.3乳化瀝青冷再生下基層的施工工藝1、冷再生混合料的運送運送車輛保持整潔清潔，并對車廂板勻稱噴灑肥皂水溶液。運送車輛在裝料過程中前后移動，分幾堆裝料，以削減冷再生瀝青混合料的離析。運送車輛數(shù)量滿意拌和與攤鋪需要，并略有富余，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。運送過程中，運料車輛均有篷布掩蓋并扣牢，主要目的是防止乳化瀝青冷再生混合料在運送過程中提前破乳。2、冷再生混合料的攤鋪HN-LM4標乳化瀝青冷再生下基層全幅

8、攤鋪寬度為18.50m，施工過程可以采用傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料的攤鋪機械和工藝。與傳統(tǒng)攤鋪稍有不同之處，攤鋪冷再生瀝青混合料時攤鋪機熨平板不必預熱，以防止混合料中水凝聚失過快而影響混合料的和易性。HN-LM4標乳化瀝青冷再生下基層的施工過程中，攤鋪速度一般控制在1.52.0m/min。3、冷再生混合料的碾壓混合料的壓實是保證乳化瀝青冷再生基層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，抉擇合理的壓路機組合方式和碾壓步驟至關重要。經(jīng)多次生產(chǎn)實踐比較得出采用表2-2所示壓實工藝時碾壓效果較好。在混合料灘鋪1030min后，表面乳化瀝青已經(jīng)開頭破乳，瀝青粘度增強，此時壓路機鋼輪上粘輪將十分嚴峻。為了保證壓實度和平整度，初壓應在混合

9、料不產(chǎn)生推移、發(fā)裂、粘輪等狀況下盡量在攤鋪后舉行。表2-2 乳化瀝青冷廠拌再生下基層碾壓方案碾壓階段壓路機類型及數(shù)量碾壓方式及遍數(shù)初壓江麓1805（1臺）CLG620F（1臺）前靜后振1遍前后開振3遍復壓英格索蘭膠輪壓路機（1臺）靜壓4遍終壓YL25膠輪壓路機（1臺）靜壓2遍4、養(yǎng)生在鋪筑瀝青碎石上基層之前，乳化瀝青冷再生下基層應養(yǎng)生一段時光，使混合料中的水分進一步散失，結(jié)構強度進一步形成。在較好的氣候條件下，一般養(yǎng)生期為25天。在養(yǎng)生過程中準時檢測路面中的含水量，當路面含水量降低至2%以下時，可鋪筑上面的結(jié)構層。2.4乳化瀝青冷再生質(zhì)量驗收標準按照乳化瀝青冷再生在滬寧高速大路擴建工程中的生產(chǎn)

10、實踐，介紹以下的質(zhì)量驗收標準。（1）室內(nèi)實驗標準乳化瀝青冷再生瀝青混合料室內(nèi)實驗主要包括馬歇爾實驗和劈裂強度實驗。實驗標準見表2-3所示。 表2-3 乳化瀝青冷再生瀝青混合料底基層室內(nèi)實驗標準實驗項目實驗標準劈裂強度實驗浸水24h劈裂強度0.30MPa浸水24h和空氣中養(yǎng)生試件的劈裂強度比70.0馬歇爾實驗馬歇爾穩(wěn)定度實測（2）現(xiàn)場質(zhì)量標準乳化瀝青冷再生底基層施工結(jié)束后的實驗檢測項目及質(zhì)量標準見表2-4所示。 表2-4 乳化瀝青冷再生底基層現(xiàn)場實驗質(zhì)量標準檢查項目質(zhì)量要求頻率備注要求值或容許誤差質(zhì)量要求壓實度（）1大于實驗段密度代表值 每200m每車道2處浸水劈裂強度（Pa）0.30 協(xié)作比設

11、計要求0.25 上、下午各一組施工控制要求劈裂強度比70.0 上、下午各一組馬歇爾穩(wěn)定度實測 上、下午各一組外觀要求 表面平整密實，無浮石、彈簧現(xiàn)象；無顯然壓路機輪跡。1關于壓實度檢查的說明：1.采用灌砂法，要求乳化瀝青冷再生混合料基層密度大于實驗段密度代表值。2.實驗段舉行隨機取芯，芯樣總數(shù)不少于16個，測定其干密度，然后按95的保證率計算代表值。2.5乳化瀝青冷再生施工質(zhì)量檢測乳化瀝青冷再生下基層的施工質(zhì)量檢測主要分為室內(nèi)和現(xiàn)場兩個部分，室內(nèi)實驗檢測的主要內(nèi)容為：馬歇爾實驗、劈裂強度實驗及含水量檢測?，F(xiàn)場檢測主要內(nèi)容為：壓實度檢測、寬度、厚度、平整度等，壓實度檢測采用灌砂法和鉆芯法兩種檢測

12、方法。1、室內(nèi)質(zhì)量檢測對乳化瀝青冷再生瀝青混合料舉行了馬歇爾實驗，結(jié)果顯示乳化瀝青冷再生混合料的馬歇爾密度基本在2.2252.243g/cm3范圍內(nèi)，穩(wěn)定度實測結(jié)果在3.894.35kN范圍。乳化瀝青冷再生瀝青混合料的劈裂強度、浸水劈裂強度及殘留劈裂強度比的檢測結(jié)果表明，生產(chǎn)的乳化瀝青冷再生瀝青混合料的劈裂強度基本在0.320.40 MPa，浸水劈裂強度基本在0.300.38MPa，殘留劈裂強度比基本在90%以上，均滿意質(zhì)量驗收標準的要求，說明施工質(zhì)量控制較好。2、現(xiàn)場質(zhì)量檢測現(xiàn)場檢測內(nèi)容中寬度、厚度、平整度都按一般路面規(guī)范要求，壓實度檢測采用了灌砂法和鉆芯法兩種方法舉行檢測。現(xiàn)場灌砂法實測干

13、密結(jié)果顯示干密度值基本在2.0982.189 g/cm3范圍，基本上都大于標準擊實干密度2.074g/cm3，表明現(xiàn)場壓實度較好。施工過程中現(xiàn)場芯樣毛體積密度實測值基本在2.1672.264 g/cm3范圍內(nèi)，均大于實驗段標準密度2.165 g/cm3，同樣表明乳化瀝青冷再生層施工壓實質(zhì)量控制較好。3、水泥冷廠拌再生技術的應用HN-LM4標采用了水泥為再生劑，通過冷廠拌再生技術，將二灰碎石基層的銑刨料用于新路的底基層。滬寧高速大路擴建工程其它標段則采用了水泥為再生劑，通過冷廠拌再生技術，將瀝青面層銑刨料和二灰碎石基層的銑刨料用于新路的底基層。兩者除在協(xié)作比設計方面略微有點差別外，別的方面基本相

14、同。本節(jié)以HN-LM6標為例，說明水泥冷廠拌再生技術在滬寧高速大路擴建工程的應用狀況。3.1、老路面銑刨與儲存對滬寧老路瀝青路面面層和基層分離舉行銑刨，采用運送車輛直接將銑刨料運送至拌合廠將瀝青銑刨料和二灰碎石銑刨料分離舉行集中堆放。為防止銑刨料結(jié)塊可實行與2.1相同的技術措施。3.2、水泥穩(wěn)定再生料底基層的拌和樓生產(chǎn)HN-LM6標水泥穩(wěn)定再生料拌和生產(chǎn)的機械設備和工藝基本與水泥穩(wěn)定碎石要求相同。采用經(jīng)實驗驗證的施工協(xié)作比舉行拌和生產(chǎn)，施工配比的詳細狀況為：瀝青銑刨料：二灰銑刨料：石屑：外摻水泥=35%：45%：20%：2%。3.3、水泥穩(wěn)定再生料的施工工藝1.水泥穩(wěn)定再生料的運送運送要求除2

15、.3中說明以外。車內(nèi)再生料應在水泥初凝時光內(nèi)運到現(xiàn)場，并攤鋪、碾壓完成，否則再生料作廢料處理。2.水泥穩(wěn)定再生料的攤鋪、碾壓在水泥穩(wěn)定再生料底基層攤鋪前，對路床表面要求同傳統(tǒng)底基層施工。水泥穩(wěn)定再生料底基層施工中的攤鋪機械和碾壓工藝基本與傳統(tǒng)的基層水泥穩(wěn)定碎石要求相同。HN-LM6標水泥冷廠拌再生底基層施工中采用的碾壓方案如表3-1所示。表3-1 底基層施工碾壓方案碾壓階段壓路機類型及數(shù)量碾壓方式及遍數(shù)初壓VV1400（2臺）SD150（1臺）前靜后振1遍前靜后振2遍復壓SD175壓路機（1臺）前靜后振2遍終壓膠輪壓路機(1臺)靜壓2遍3.養(yǎng)生每一段碾壓完成以后立刻開頭養(yǎng)生，并同時舉行壓實度檢

16、查。在養(yǎng)生期間應封閉交通。3.4水泥穩(wěn)定再生料質(zhì)量檢驗標準因為本次水泥穩(wěn)定再生料主要用與高速大路的底基層，強度標準主要參照規(guī)范中底基層無側(cè)限抗壓強度（1.0 MPa）要求，壓實度、水泥劑量標準及檢測參照規(guī)范中水泥穩(wěn)定類標準（壓實度98%）及要求。3.5水泥穩(wěn)定再生料施工質(zhì)量檢測實際生產(chǎn)過程中無側(cè)限抗壓強度基本在1.31.7 MPa，滿意檢驗標準要求；現(xiàn)場壓實度檢測結(jié)果基本在98.599.7之間，水泥劑量檢測結(jié)果基本在2.12.4，均滿意檢驗標準要求。表明施工控制較好。4、經(jīng)濟效益分析滬寧高速大路擴建工程產(chǎn)生的銑刨舊料有110萬噸舊瀝青混合料及203萬噸二灰碎石混合料。滬寧高速大路擴建工程采用了

17、再生技術，將老路面瀝青面層和二灰碎石基層銑刨料100地再生利用到擴建后的滬寧高速大路路面結(jié)構中。經(jīng)濟效益分析如下：1將HN-LM4標瀝青面層銑刨料經(jīng)乳化瀝青冷廠拌再生后用于新路下基層，厚度為10cm，以取代10cm的瀝青碎石下基層，造價節(jié)約了1911.97萬元。二灰碎石銑刨料經(jīng)水泥冷廠拌再生后用于新路的底基層，以取代二灰土底基層，造價節(jié)約661.11萬元。綜合HN-LM4標采用兩種再生技術處理老路面銑刨舊料節(jié)約的造價為2573.08萬元，節(jié)約約8.81。2滬寧高速大路擴建工程其它路段采用的是水泥穩(wěn)定碎石基層瀝青路面結(jié)構，采用了將瀝青面層銑刨料和二灰碎石基層銑刨料混和在一起，經(jīng)水泥冷廠拌再生后，用于新路的底基層，以取代二灰土底基層。節(jié)約造價為3751.45萬元。3節(jié)約材料運送費用假設從料場到拌和場的平均運距為10km，運費1.2元/（tkm）。則節(jié)約的材料運送費用為3754.16萬元。4節(jié)約占用土地費用根據(jù)江蘇省人民政府辦公廳蘇政辦發(fā)202247號文件的標準，土地征用費用為每畝3.4035萬元；則節(jié)約占用土地費用為23,135,687元。綜合以上分析，滬寧高速大路擴建工程采用再生技術，將瀝青面層銑刨料和二灰碎石基層銑刨料100%地妥當利用