热再生技术在乌鲁木齐道路中的应用

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1、热再生技术在乌鲁木齐道路中的应用隋 丽 高建安 井海龙乌鲁木齐汇聚路面工程有限公司摘要：针对当前沥青混凝土路面翻修或改建而产生的大量沥青铣刨料，通过破碎、筛分等简单处理后，热拌混和料中掺入不同量的回收沥青路面材料（RAP）进行性能试验分析，加以改造已有沥青拌和设备从而达到旧沥青路面材料的再利用。关键词：沥青混凝土 热再生 节能环保 1、概述：热再生的含义与价值沥青路面再生按不同的施工工艺可分为热再生技术和冷再生技术。热再生技术包括就地热再生和厂拌热再生，其主要用于恢复老化沥青的粘结性能，重新发挥沥青的胶结料作用，将沥青资源再生利用。热再生技术是指将旧沥青混凝土路面就地热再生或将路面铣刨后运回工

2、厂，通过二次加工使混合料达到规范规定的各项指标。这种再生方式属于结构性再生，能有效地用于各种条件下旧沥青混凝土路面的再生利用。2、沥青路面热再生技术及应用我们新疆，在西北边陲，经济、信息相对落后，一直没能应用此技术，有幸的是在 2013 年乌鲁木齐引进沥青混凝土热再生技术，我公司领导及试验人员非常重视此再生技术，从一开始就积极参与和业主沟通从旧路面病害、新材料、配合比等方面落实研究维修方案，提前做好准备，近几年的主要案例有：机场高速、吐乌大高速的大中修项目以及乌鲁木齐市政道路中的应用。1、机场高速就地热再生技术乌鲁木齐机场高速使用已有多年，路面损害已很严重，路面破坏主要有不同程度的裂缝、坑槽、

3、车辙、搓板、拥抱等。因该路段初次建设时考虑机场高速车流量很大，故沥青上面层设计是抗滑性沥青混凝土 AK-16，这次大修我们与机场试验人员多次对老路面共同研究得出 AK-16 的主要特点是：粗骨料多、构造深度大、抗滑性好。但此级配的沥青混凝土在路用性能中反应出：路面抗滑性和高温稳定性指标并不很高。这对夏热冬寒多雪地区（乌鲁木齐气候），无疑是缺点。故值得进一步研究在 AK-16 级配范围中值线上 1.180.15 这一段位置，对密水性，均匀性起关键作用。如果其位置上移，则空隙率减小。如果位置下移，则会增大空隙率。此时欲达到密水目的就要增大沥青用量或增大压实工作，从而增加成本。为了解决以上问题在这次

4、机场高速大修时运用就地热再生沥青混凝土施工，并采用 AC-16 密级配。我们通过多次试验最终确定新老料掺加比例：按 25：75，并加再生剂、新沥青（SBS 改性沥青）。最佳油石比按 4.5%试验如下：混合料型号油石比（%）毛体积相对密度（g/cm）最大理论密度（g/cm）空隙率（%）饱和度（%）矿料间隙率 （%）稳定度（KN)流值(mm)残留稳定度(%)动稳定度 （次/mm）AC-16 4.5 2.412 2.528 4.6 69.3 15 10.84 2.5 95 7326技术指标 3-6 65-75 13.5 8 2-4 75 800筛分如下：筛孔（mm) 19 16 13.2 9.5 4

5、.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075通过率(%) 100 96.7 89.1 69.4 44 28.8 23 18 12.7 8 5.1规定范围(%) 100 90-100 76-92 60-80 34-62 20-48 13-36 9-26 7-18 5-14 4-8从以上试验结果看出：掺配 RAP 料后，各项指标均满足 JTGF40-2004 技术规范要求。在施工时：我们采用就地热再生机组（三台加热机组、一台铣刨翻松机、一台加热复拌机、一台摊铺机、两台双钢轮压路机、一台胶轮压路机）在施工现场将旧沥青混凝土路面加热、翻松、通过喷洒再生剂和新沥青（改性沥青）现场拌和

6、后，就地摊铺碾压成型。通过这次对机场高速的维修总结出就地热再生的特点：（1）、有利于沥青混凝土路面层间连接。由于再生层与老路面的联接是热联接，几乎为一体，杜绝了层间联接不良的问题。（2）、改善路面级配，降低空隙率，延长路面寿命。路面级配不好，或者空隙过大，路面早期损坏严重，这类早期病害在我国公路上几乎是普遍存在的。就地热再生可以针对旧路面的级配来设计，使再生后的路面得以改善，延长路面的使用寿命。（3）、恢复沥青的性能。沥青混凝土路面经过多年的使用，在荷载、光照、雨水、冷冻等各种因素下，沥青老化，延度降低，造成路面开裂。就地热再生技术可以恢复沥青的路用性能，从而延长路面寿命。（4）、有利于沥青混

7、凝土路面深层裂纹的愈合，沥青混凝土路面就地热再生施工时，从路表以下 5cm 处的温度约有 100，经路面震动压实后，再生路面以下原有的细小裂缝可以愈合，从而延长路面使用寿命。 2、吐乌大高速公路厂拌热再生技术工厂热再生技术是在工厂中对回收的沥青混合料进行集中处理，是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术。在 2014 年我公司承接吐乌大高速公路阜康立交桥大黄山收费站段落大中修工程，在此项目中我们成功运用了厂拌热再生技术。在工地先将现场铣刨后的 RAP 料运回拌和站，经过试验沥青含量 4.2%，级配、含水率、压碎值指标均在可控范围之内。另外 RAP料在生产时因重力及沥青粘性作用下容

8、易产生聚集现象，流动性差，为保证再生后的沥青混合料级配，施工之前我们将现场收回的 RAP料进行破碎，筛分成两档 0-5mm、5-15mm 利用。经过大量配合比试验，最终确定 RAP 添加量为 45%时，各项指标达到最佳。在拌和热再生沥青混凝土时为保证混合料的均匀性及温度符合规范要求，我公司专门引进一套三一重工热再生设备加装于原沥青拌和站之上，并将拌和楼从设计模块、计量及燃烧方式等方面进行技术改造，使之符合厂拌热再生综合技术的要求。在拌和时严格控制混合料出场温度、到场温度以及摊铺碾压的连续性，保证在路面施工时性能良好。马歇尔试验结果如下：沥青混合料型号及 RAP 掺配量(%)油石比 毛体积相对密

9、最大理论密度空隙率 饱和度 矿料间隙稳定度 流值(mm)残留稳定度 动稳定度 （%） 度 (g/cm）(g/cm） （%） （%） 率 （%）（KN) (%) (次/mm)AC-25(全新料） 3.5 2.351 2.458 4.4 69.0 14.2 10.24 2.34 89.3 1325AC-25(45%RAP） 3.5 2.362 2.467 4.3 71.1 14.9 12.83 2.96 97.2 4525规范要求 （高速及一级公路） 3-6 65-75 13.0 8.0 1.5-4.0 75 800从以上试验结果可以看出：(1)、掺加添加剂和 RAP 料对沥青混合料的高温稳定性有

10、显著的提高，可以将不加添加剂的 1325 次/mm 提高到 4525 次/mm，（2）、在沥青混和料中掺加 45%RAP 料后不论是高温稳定性还是水稳定性都显著提高。（3）、阜康立交桥大黄山收费站段落使用后的效果：从通车至今近已有 2 年，特别是现在交通量已超过 12 万辆日，根据我们对该路段考察：到目前为止车行道未出现车辙变形，沥青面层坚实平整、行车舒适安全，没有损坏现象。证明了该技术达到立项时的预期目标，不仅指导了新疆沥青路面设计和施工，也为其他类似地区解决路面病害提供了丰富的技术和经验，具有良好的推广应用价值。3、直投式厂拌热再生技术在市区道路中的运用直投式热再生技术是对原有沥青拌和设备

11、不进行大规模改造，而设计的一种再生技术。该技术对 RAP 料也是首先采用破碎筛分分为 0-5mm、5-15mm 两档后，通过改装设备经过计量，不用加热直接加入拌和楼拌缸中，经过搅拌而产生的沥青混凝土。在投放 RAP 料时，因气温原因我们采用 10%、15% 、20%三种比例投放于中面层和下面层的沥青混凝土中。每种比例我们都严格控制配合比、拌和时间、温度等。AC-25 掺加 RAP 后试验数据如下：沥青混合料型号及 RAP 掺配量(%)油石比（%）毛体积相对密度 (g/cm）最大理论密度(g/cm）空隙率 （%）饱和度（%）矿料间隙率（%）稳定度（KN)流值(mm)残留稳定度 (%)动稳定度 （

12、次/mm）AC-25(全新料） 3.5 2.359 2.492 4.3 68.1 13.5 7.62 2.28 90.3 1600AC-25(10% RAP） 3.5 2.352 2.444 3.8 74 14.6 8.08 3.07 86.6 3840AC-25(15% RAP） 3.5 2.368 2.465 3.9 70.5 13.2 8.46 2.64 88.2 4395AC-25(20% RAP） 3.5 2.378 2.479 4.1 69.2 13.3 8.71 2.64 85.2 4420规范要求 （高速及一级公路） 3-6 65-75 13.0 8.0 1.5-4.0 75

13、800AC-20 掺加 RAP 后试验数据如下：通过 2015 年2016 年中的使用得出以下结论：1、RAP 再生之前须通过破碎、筛分，分级堆放。这样可以使得RAP 分级更合理、材料的均匀性提高，更利于再生沥青混合料配合比设计及质量控制。2、采用直投式热再生方式，可以不用增加预热滚筒，降低了RAP 中老沥青加热老化的可能性，并且减少设备投资。3、因考虑 RAP 中含有天然含水量，所以生产时在拌缸中会产生水蒸气，建议 RAP 掺加20%是最成熟的技术，优先推荐使用。直投式热再生比传统（加热式）热再生的特点：第一、减少设备成本的投入；第二、直投式热再生中铣刨料不用加热避免了沥青的二次加热所造成的

14、沥青老化，沥青混合料的路用性能较传统式热再生性能更好。第三、由于直投式热再生因含有天然含水量和不加沥青混合料型号及 RAP 掺配量(%)油石比 （%）毛体积相对密度 (g/cm）最大理论密度(g/cm）空隙率 （%）饱和度（%）矿料间隙率 （%）稳定度（KN)流值(mm)残留稳定度 (%)动稳定度 （次/mm）AC-20(全新料） 4.0 2.348 2.442 3.8 74.3 14.8 7.86 3.6 86.2 1800AC-20(10%RAP） 4.0 2.340 2.438 4.0 72.4 14.5 8.98 3.9 89.2 3550AC-20(15%RAP） 4.0 2.366

15、 2.468 4.1 70.7 14 8.61 3.2 87.2 4300AC-20(20%RAP） 4.0 2.364 2.463 4.0 71.6 14.1 8.76 3.3 87.8 4850规范要求 （高速及一级公路） 3-6 65-75 13.0 8.0 1.5-4.0 75 800温等原因最大投放比例为 20%，在材料节约方面比传统式热再生要少。三、总结 近几年来在乌鲁木齐热再生技术应用中我公司率先采用厂拌热再生技术、就地热再生、直投式热再生技术，通过大量试验数据和实践使用我们得出:此再生技术可以充分利用旧料，通过选择适当的配比及新旧料掺和比例，得到的沥青混凝土各项技术指标均满足高速公路及一级公路试验标准。这种再生混合料完全可以使用于高等级公路的沥青面层。同时，利用沥青再生技术既解决大量的材料浪费又节能减排，减少环境污染，取得相当可观的经济效益和显著的社会效益。