厂拌热再生沥青混合料AC-20C-在昆玉高速公路路面大修施工中的应用

厂拌热再生沥青混合料AC-20C-在昆玉高速公路路面大修施工中的应用

林高原

云南省公路工程监理咨询公司云南昆明650000

摘要：昆玉高速公路自1999年4月17日建成通车以来，经过多年的营运，总体路面情况良好，自2006年开始，全线出现了不同程度严重的破坏（主要表现为路面车辙、桥头跳车、路面泛油、纵向裂缝、横向裂缝、拥包、沉陷等病害）。为彻底改善昆玉高速公路使用性能，为用户提供一个安全快速的行车环境，发挥昆玉高速公路在公路网中的重要作用，云南昆玉高速公路开发有限公司决定对路面工程实施大修，使昆玉高速公路全线恢复使用性能。同时针对此种病害，分别采用了厂拌热再生施工技术进行修复路面，具有节约资源、施工速度快、环境污染小、经济和社会效益都非常显著的优点。

关键词：厂拌热再生技术；病害；沥青混合料

一、工程概况

云南省昆玉高速起点位于昆明市官渡区鸣泉村，途径呈贡县、晋宁县、止于玉溪市红塔区高仓，全长约86.3km，其中昆明市境内61.5km，玉溪市境内约24.8km，为全封闭、全立交、双向六车道（通站～高仓路段为双向四车道），设计行车速度80～120km/h。昆玉高速公路路面大修（一期）工程里程全长24公里（含匝道工程）。

二、使用厂拌热再生技术的目的和意义

厂拌热再生技术由于具有矿料配合比容易控制，混合料性能容易保证等诸多优势而被广泛使用。特别是在热融状态下，通过利用加入再生剂等手段，可使旧沥青性能能够得到一定程度的恢复，从而循环利用这些旧沥青资源。实现节约沥青（石料）资源、降低工程造价、防止“黑色污染”、改善人们出行环境、促进交通行业发展的目的与意义。

三、施工工艺流程

厂拌热再生沥青混合料施工工艺流程：施工准备→交通管制→铣刨→拌合→摊铺→碾压→现场质量管理、控制、检测

四、施工准备工作

1、施工前人员、机械、材料的准备工作：

①、人员准备：施工前根据厂拌再生沥青混合料施工技术特点，并结合工程实际情况配备经验丰富、施工责任心强的专业技术人员，同时组织专业作业队伍进场，作业队的施工、管理、质检、安全人员必须有丰富的施工经验，熟悉厂拌再热生沥青混合料施工工艺各个环节，开工前项目部组织技术人员熟悉施工图纸及施工技术规范，并对施工作业队进行岗前培训、安全生产交底、施工技术交底。

②、机械设备准备：为了保证工程顺利施工，必须配备所需的压路机、摊铺机、装载机等机械设备及运输设备，落实、完善必须的器具配备，做好开工前机械设备的检查、维修、保养及调试工作，并在开工前进行试运转，确保施工时施工机械正常运转。

③、施工材料准备：进场后试验室应组织试验检测人员对粗集料、细集料、矿粉、沥青、再生剂等材料进行试验检测，确定合格产品、选定料场及生产厂家，并报监理工程师验证批准，项目部根据监理工程师批准进场的原材料组织材料进场备料，确保施工中材料正常供应。

2、施工测量准备：开工前测量工程师应对全线导线点、水准点进行复核，并根据现场实际需要增设导线控制点及水准点，为路面摊铺做好施工放样准备工作。

3、交通管制：项目部应编制交通管制方案报监理工程师、业主、高速公路管理部门、交警部门审批，并根据批准的交通管制方案组织交通管制，确保路面施工安全。开始进行厂拌热再生沥青混合料生产施工时施工单位、主单位、监理单位、高速公路管理部门、交警部门主要负责人到达施工现场，以中央分隔带开口位置划分施工路段，采取半幅施工半幅通行的交通管制办法，进行交通管制，确保安全后开始正常施工。

4、铺筑厂拌热再生沥青混合料试验路段

⑴、原材料的检测：通过对原材料的各项指标的检测分析，用于铺筑厂拌热再生AC-20C中面层试验路的集料石灰石2#、3#、4#料为海口里仁料场生产，原材料均检验合格；矿粉采用“玉溪荣滇建材有限公司”生产的矿粉；沥青采用为“广东茂名70#A级道路石油沥青”；抗车辙剂采用“法国PR.S抗车辙剂”。经检测，各项指标均符合规范设计要求，可以用于厂拌热再生AC-20C中面层施工。拌和机振动筛的比例按生产配合比确定的集料掺配比例为2#料（4.75～19）mm：3#料（0.6～9.5）mm：4#料（0.075～4.75）mm：RAP（0～10mm、10～30mm）：矿粉=46%：10%：22%：20%：2%，沥青用量为3.2%。集料检测结果如下表：

粗集料检测结果

细集料检测结果

⑵、机械配备：铁拓2000型沥青拌合设备1台，负责厂拌热再生AC-20C中面层混合料的拌和；厦工ZL40装载机2台，负责厂拌热再生AC-20C中面层冷集料的供给；20T自卸货车20辆，负责厂拌热再生AC-20C中面层混合料的运输；AGB摊铺机2台，负责厂拌热再生AC-20C中面层的摊铺；双钢轮压路机2台、胶轮压路机1台，负责厂拌热再生AC-20C中面层的碾压。

⑶、碾压：摊铺和整形之后，用钢轮压路机进行碾压。直线段和不设超高的平曲线段，由两侧向中心碾压，超高段则从曲线内侧向外侧碾压。每道碾压路线应与上道碾压相重叠1/3～1/2轮宽，并且后轮必须超过两段的接缝处。施工中先用HD130钢轮压路机初压（前进静压，后退振动）1遍后，振动碾4遍，再用郑州65256B胶轮压路机压6遍，最后HD120钢轮压路机静压光面，直至无轮迹为止。各台压路机在碾压时为了防止沥青混合料的快速冷却，在前进时喷水，后退时均关闭水源。

⑷、试验路段检测：

混合料筛分结果

各级沥青用量所测马歇尔技术指标

压实度、厚度各检测结果

⑸、热再生AC-20C中面层试验路段总结

①、根据试验检测结果马歇尔稳定度、抽提筛分、压实度、平整度等指标，最终确定拌和机集料生产配合比为2#料（4.75～19）mm：3#料（0.6～9.5）mm：4#料（0.075～4.75）mm：RAP（0～10mm、10～30mm）矿粉=46%：10%：22%：20%：2%，沥青用量为3.2%。

②、松铺系数的确定：在施工中，厂拌热再生AC-20C中面层松铺系数根据施工技术规范及以往施工经验，拟定松铺系数为1.23，第1段碾压完毕后，进行高程检测。经检测，高程满足规范要求，经钻芯取样结果显示中面层厚度满足规范要求，松铺系数确定为1.23。

五、厂拌热再生沥青混合料施工控制要点：

1、严格控制粗细集料和填料的质量，从源头抓起，对不合格的矿料，一律不准运进拌合厂。

2、堆放各种矿料的场地必须硬化，场地四周挖好排水系统，搭设防雨棚，各品种材料间应用墙体隔开，以免相互混杂。

3、厂拌热再生沥青混合料施工控制的第一步是刨除沥青路面。要求沥青路面采用冷铣刨方式逐层铣刨，分别回收，然后将RAP材料运至拌合厂，逐层堆放，不得混杂。尤其是铣刨下面层的时候要注意控制好铣刨深度，以防止见基层一同铣刨，从而使得基层铣刨料混入面层铣刨料中。

4、再生沥青混合料的公称最大粒径应合理选择筛孔尺寸，采用方孔筛将其分为25mm～13mm、13～5mm、5mm以下三档材料。

5、沥青RAP材料堆放附近严禁明火，并远离易燃物品。

6、在RAP材料堆放时，应采取以下措施防止出现二次硬化现象：①、RAP材料堆高一般不超过2m；②、在RAP材料进料仓中增加破拱装置；③、每天拌合工作结束后将RAP材料仓放空。

7、细集料及矿粉应覆盖，细料潮湿将影响喂料数量和拌合机产量；冷料仓内RAP材料含水量不得超过3％。

8、回收沥青路面材料（RAP）应尽快使用，避免长时间堆放，特别是料仓中的回收沥青路面材料（RAP）。

9、使用回收沥青路面材料（RAP）时应从料堆的一端开始在全高范围内铲料。

10、再生沥青混合料的拌合是厂拌热再生的核心施工技术，成功的拌合应同时满足以下几个条件：①、不烧伤RAP中含有的沥青结合料，拌合时二次老化程度较小；②、不对RAP进行明火加热方式进行预热，但旧材料必须保证一定的预热温度，再生混合料的拌合温度应满足规范要求；③、RAP能充分分散，其结合料、矿料与新沥青、新集料充分搅拌，混合均匀；④、不能使RAP产生沥青烟，即沥青蒸气，造成二次污染。

11、拌合时必须准确掌握加热温度、掺配工艺和剂量，切实控制拌合温度。新集料与普通沥青混合料拌合情况相比，应提高5℃～10℃左右；而旧料适进入预热区通过热交换和预热升温融化，待新旧集料混合且热传递平衡后再加入新沥青拌合至颜色均匀一致后出料，出料原则上要求与普通热伴沥青混合料一致。

六、铣刨

铣刨宽度及深度按设计要求分层铣刨，当机械操作手根据设计要求在计算机系统中设置好各项施工技术参数后由系统自动控制施工，再由操作手根据路况进行人工细调。铣刨时应严格控制铣刨深度防止混料，特别是铣刨下面层是防止铣见基层造成混料。

七、拌合

1、拌和时，每种规格的集料、矿粉和沥青都必须按批准的生产配合比准确计量，误差不得超过允许范围。

2、拌和过程中应按要求及时检验混合料的级配、油石比、温度等指标。

3、旧沥青混合料进入拌合缸后，先和热的新集料搅拌5～10s然后加入新沥青，搅拌30～45s，沥青混合料的拌和时间经试拌确定，以沥青均匀裹覆集料为度，要求拌和均匀一致，无花白料、无结团成块和粗细集料离析现象。

4、使用改性沥青时应随时检查沥青泵、管道、计量器是否受堵，堵塞时应及时清洗。

5、沥青混合料的施工温度必须采用具有金属探针的插入式数显温度计测量，表面温度可采用接触式温度计测定。沥青加热温度应按沥青的粘温曲线来控制，集料的加热温度一般在190℃－210℃，经试拌后检测、调整、确定。再生混合料出料温度应比普通热拌沥青混合料高5℃～10℃，沥青混合料的出料温度应在155℃～170℃，超过190℃的废弃。

6、沥青混合料拌制时，烘干集料的残余含水量不得大于1%。每天开始的前几盘集料应提高加热温度，并干拌几锅集料废弃，再正式加沥青拌和混合料。

7、沥青混合料出厂时应逐车检测沥青混合料的重量和温度，记录出厂时间，并签发运料单。

八、摊铺

1、当气温低于10℃时，不得进行混合料的摊铺；摊铺施工还应避免在雨天进行，当路面滞水或潮湿时，应暂停施工。

2、摊铺应采用两台同型号、新旧相当的摊铺机组成梯队联合摊铺，另外还需要一台同型号新旧相当的摊铺机备用。两台摊铺机前后错开10～20m，呈梯队方式同步摊铺，两幅之间应有30～60mm左右的搭接，并避开车道轮迹带，上、下层的纵向搭接宜错开200mm以上。热接缝形式应跨缝碾压以消除接缝。

3、摊铺机开工前必须提前0.5～1.0h预热熨平板，预热后温度不低于100℃。铺筑过程中应选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。

4、摊铺机的受料斗应涂刷一薄层隔离剂或防粘结剂。

5、混合料的松铺系数应根据试验段确定。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡。

6、摊铺机的螺旋布料器应对相应于摊铺速度调整至一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离析。

7、摊铺机摊铺施工必须缓慢、均匀、连续不断，不得随意变速或停顿，严格控制平整度，减少混合料的离析。摊铺速度宜为2～6m/min。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，消除隐患。

8、沥青混合料摊铺过程中随时检查其宽度、厚度、平整度、路拱及温度，对不合格之处应及时进行调整。

9、对外形不规则，路面厚度不同、空间受到限制以及人工构造物接头等摊铺机无法工作的地方，经监理工程师批准可以采用工人铺筑。

10、所摊铺的混合料在未压实前，施工人员不得踩踏，也不宜用人工反复修整，当不得不由人工做局部找补或更换混合料时，须仔细进行，特别严重的缺陷应整层铲除，从新铺筑。

九、碾压

1、沥青路面施工应配备不少于3台压路机，并根据试验段总结报告选择合理的压路机组合方式及初压、复压、终压的碾压步骤。碾压速度宜按下表选择。压路机的碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料推移。碾压区的长度应大体稳定，两端的折返位置应随摊铺机前进而前进，横向不得在相同的断面上。

沥青混合料压路机碾压速度（km/h）

2、压路机不得在未碾压成型或未冷却的路段上转向、制动或停留。同时，应采取有效措施，防止油料或其它杂质在压路机操作或停放期间落在路面上，造成路面破坏。

3、在沿着路缘石或压路机压不到的其他地方，应采用振动夯板、热的手夯或机夯把混合料充分压实。已经完成碾压的路面，不得修补表皮。

4、压路机的碾压温度应符合规范规定。并根据混合料的种类、压路机类型、气温、层厚等不同情况并经试压确定。在不产生严重推移裂缝的前提下，初压、复压、终压都应在尽可能高的温度下进行。同时不得在低温状况下作反复碾压，以免使石料棱角磨损、压碎，破坏集料嵌挤效果。

5、初压应紧跟摊铺机后碾压，并保持较短的初压长度，以尽快使表面压实，减少热量散失。初压后应立即检查平整度、路拱。初压时压路机喷淋系统必须严格控制喷水量且成雾状，不得漫流以防混合料降温过快。

6、复压应紧跟在初压后进行，且不得随意停顿。压路机碾压段的总长度应尽量缩短，通常不超过60～80m。

7、终压应紧跟在复压后进行，可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压不得少于2遍，直至无明显轮迹为止。

8、相邻碾压带应重叠1/3～1/2的碾压轮宽度，碾压致要求的压实度为止。

9、沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃后，方可开放交通。且在当天碾压后未完全冷却的路面上，不得停放压路机和其它车辆。

十、现场质量管理、控制、检测

厂拌热再生沥青混合料AC-20C沥青混凝土施工过程中应严格控制回收沥青路面材料（RAP）的级配，含水量等指标以及新加材料的质量及施工温度，各项指标应符合设计和施工规范要求。再生混合料的生产，每日应做抽提试验、马歇尔试验。矿料级配、沥青含量、马歇尔稳定度等结果的合格率应大于95%。施工中新加入的材料及再生沥青混合料检查项目及频率应按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中表11.4.3、表11.4.4进行控制，考虑到再生沥青混合料的特殊性，必要时应增加再生沥青混合料弯曲试验，测定低温弯曲试验破坏应变（με），以4-6个试件的平均值评定。厂拌热再生沥青混合料AC-20C路面摊铺碾压完成后，在路面冷却、开放交通前，完成路面的压实度、平整度、构造深度、渗水系数、摩擦系数等技术指标和几何线形的检测，具体的检测应符合沥青路面施工质量技术规范及质量评定标准的具体要求。

十一、结论

厂拌热再生混合料AC-20C在昆玉高速路面大修工程施工中很好地利用老的路面材料，有效节约新材料的使用，减少废弃沥青混合料对沿线环境影响，实现经济与社会效益，为云南省高速公路路面大修施工积累了利用老路面材料的技术经验。但厂拌热再生沥青混合料施工技术要求相对较高，所以在施工中我们必须严格控制各个施工工序的施工质量，以确保路面大修工程施工质量，实现使用厂拌热再生沥青混合料的意义。