沥青混合料冷再生施工工法

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1、乳化沥青处理沥青混合料厂拌冷再生施工工法安徽开源路桥有限责任公司1、前言近年来，我国公路建设迅速发展，随着通车里程的逐年递增，许多高等级公路已进入大面积改造维护期，而路面的大修、重建等常规改造维修方法，耗用大量砂石及沥青等限量资源，占用大量的资金，已逐渐影响到我国高等级公路的建设进程及现代化公路交通网的规划与完善。沥青属于高分子聚合物范畴，具有溶解、沉淀等热力学可逆过程的性质，而且研究表明，由于旧沥青已经受过氧化作用，性能趋于稳定，再生利用后不会迅速变质，再生路面不易硬化而出现裂缝，能够保持持久的柔韧性，使用寿命长。这决定了旧沥青混合料是一种可再生利用的材料资源。因此，进行沥青混合料的再生，蕴

2、含巨大的经济效益，顺应交通事业可持续发展的战略举措，同时更有利于保护生态环境。安徽开源路桥有限责任公司在合徐高速公路南段沥青混凝土路面的养护施工中，采用了沥青混合料的冷再生技术，在该项施工中，我公司在华南理工大学的研究和指导下，已掌握该施工工法，具备了成功经验，并取得了良好效果。2、工法特点沥青混合料冷再生施工工法具备以下特点：1 、对原路面铣刨的沥青混合料，可全部回收利用，既降低了公路维修成本，又不至于对环境造成污染；2、用改性乳化沥青和水泥作为再生剂，对废旧沥青混合料的再生，无需加热，施工简便，易于控制；3、对原有拌和设备的改造简单，不需要太大的投入；4、施工工艺易于控制，能够保证工程质量

3、；5、对路面的维修周期大大降低，确保车辆的通行；6、大大改善了施工条件，延长了可施工季节。3、适用范围本施工工法目前可适用于沥青混合料经再生后，用于高速公路的中下面 层、基层或低一级的沥青混凝土路面的面层。4、工艺原理乳化沥青处理沥青混合料冷再生工法原理是用铳刨后的废旧沥青混合料， 按照一定的级配，用改性乳化沥青作为再生剂，重新拌和，再使用到路面的基 层或面层中，对铳刨后的旧沥青混合料进行再生利用。5、施工工艺流程及操作要点本工法主要阐述沥青混合料冷再生后用于高速公路基层的施工工艺。5.2 沥青混合料冷再生配合比设计乳化沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比（乳化沥青及 水、水泥用量

4、）设计和设计配合比检验三项内容，配合比设计步骤如下图所 示。5.3 施工工艺和操作要点5.3.1 铣刨原有病害路面冷再生的第一步是在设计厚度下分层刨除现有的沥青路面，然后将铣刨料运至拌和厂。铣刨过程中，应采取一定措施以控制铣刨料的最大粒径。要求铣刨料的最大粒径小于31.5mm,拌和厂宜增加筛分和破碎设备，用于破碎超粒径的铣刨料。由于在沥青面层铣刨料自重和高温的作用下，铣刨料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒，因此铣刨料料堆的高度不能太高，机械设备也不得在料堆上停留或行走。对于较小粒径的铣刨料，为了减少铣刨料中的含水量对冷再生混合料质量的影响，粒径较小的铣刨料采取覆盖的措施。铣刨料的含水量应控制在

5、3.0%以下。5.3.2 在下基层表面喷洒透层油为增强下基层和冷再生上基层沥青混合料的粘结性能，在摊铺冷再生上基层之前应对下基层表面进行处理。处理方式一般是在下基层表面喷洒透层乳化沥青，透层油的用量通过试洒确定，一般采用 PC-2 型或 PA-2 型乳化沥青，用量不宜超过0.71.5kg/m2 (其中残留物含量以50%为基准)。5.3.3 拌和1) 厂拌冷再生沥青混合料的拌和楼通常不设置筛分板，因此铣刨料和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。可在冷料输送带上取样分析混合料级配。拌和楼需有乳化沥青和注水的精确计量装置。2) 拌和前，将铣刨料、乳化沥青、水按比例投放到拌和锅中拌和。冷再生混合料

6、的拌和时间应短于热拌沥青混合料的拌和时间。乳化沥青混合料若过度拌和可导致乳化沥青提前破乳，使混合料劲度过大；而拌和不充分则可导致集料不能充分地被乳化沥青裹覆。3) 混合料拌和时集料可能不完全均匀地被乳化沥青裹覆，但没有必要来延长拌和时间来提高沥青的裹覆程度。因为在混合料的摊铺，碾压过程中，沥青可进一步地裹覆集料。若集料难以被沥青裹覆，则应调整拌和方式以使沥青良 好地裹覆在集料表面。5.3.4 摊铺1） 厂拌冷再生过程中最好通过强制通风以减少混合料中水分及易挥发物的含量。强制通风过程降低了混合料中的液体含量，使混合料足够坚强，能承受压路机的碾压作用。混合料的液态物质的散失速度主要由沥青改性剂的种

7、类、混合料中的水分含量、集料级配、风速、气温及湿度等因素决定。2） 传统的摊铺机即可摊铺厂拌冷再生沥青混合料，混合料中适度的水分可防止熨平板下的混合料发生“撕裂”、“脱空”等现象，熨平板不必加热，以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。2） 冷再生沥青混合料每层摊铺厚度最好不大于10cm （为压实后的厚度），若需要多层铺筑，则在铺上一层前需养生一段时间（在好的养生条件下一般养生 24天左右）。雨天不能摊铺，若气温低于10，也应停止摊铺。5.3.5 压实1） 冷再生沥青混合料的压实可用双钢轮振动钢轮压路机和重型轮胎压路机碾压成型。冷再生沥青混合料比常规热拌沥青混合料（ HMA ）更稠，所

8、以需要更重的压实设备，且很难将冷再生沥青混合料压实至HMA 相同的密度范围。充分压实的冷再生混合料总空隙率在9%14%范围。2） 以乳化沥青为再生剂的冷再生沥青混合料的碾压要在乳化沥青开始破乳时（乳化沥青的颜色由褐色变为黑色）进行；掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料的碾压可在摊铺后立即开始。直到混合料完全破乳时才开始压实，可能造成混合料上部形成硬壳，将使压实更困难，如果用钢轮碾压会产生严重的细裂纹。3） 初压可采用双钢轮压路机（ 11 吨左右）静压 12 遍，然后用高频低幅的方式（ 10 吨以上）振动碾压12 遍。复压用大吨位（ 25 吨或更高）的轮胎压路机一般需要46 遍。终压采用双钢轮压路机碾

9、压，以消除轮迹。压路机碾压时可喷少量的水雾，以防止压路机粘轮。冷再生沥青混合料常是“蓬松”状，因此需要增大松铺厚度以保证压实厚度满足要求。混合料中的含水量对压实至关重要，合适的水分含量可润滑集料，有助于压实。但过度的水分会导致混合料密度低，且水分会长时间的滞留在结构层中，混合料中过度的水分还会使摊铺后混合料的养生期延长。5.3.6 养护在铺筑下面层之前，冷再生沥青基层应养护一段时间，使混合料中的水分进一步散失。在较好的气候条件下，一般养生期为24 天。在养生过程中应及时检测路面中的含水量，当路面含水量降低至2%以下时，可铺筑上面的结构层。通常认为干的钻芯能基本完整地抽取出来，则混合 料的养护足

10、以摊铺加铺层。养生期间应封闭交通。5.3.7 铺筑下封层由于冷再生沥青混合料基层的孔隙率在9%14%范围，因此，在铺筑沥青面层前，在该层上铺筑下封层。下封层宜采用层铺法表面处治或稀浆封层法施 工。下封层的厚度不宜小于6mm,且要做到完全密水。以层铺法沥青表处铺筑下封层时，通常采用单 层式，矿料用量宜 为 58m3/m2,沥青用量为0.91.0kg/m2 （其中，残留物含量为 60%）。宜采用沥 青洒布车及集料撒布机联合作业。6、材料与设备6.1 原材料要求冷再生沥青混合料所用的原材料主要有乳化沥青、水泥、水及沥青面层铳 刨料、路面基层铳刨料。6.1.1 乳化沥青冷再生沥青混合料基层采用优质拌合

11、型慢裂乳化沥青，其技术要求满足下 表的要求。检测项目技术规格筛上剩余重（%）不人丁0.10电荷阳离子带正电荷破乳速度慢裂恩格拉粘度E25230蒸发残留物含量（%）不小于55蒸发残留物性 质针入度(100g, 25C, 5S) (0.1mm)45150延度（15C） （cm）不小于40溶解度（三氯乙烯）（%） 不小于97.5常温储存稳 定性1d, (%) 15d, (%)5乳化沥青（BC-1型）技术要求表6.1.16.1.2 水泥普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以使用，禁 止使用外界影响而变质的水泥。宜采用强度等级为32.5以上的水泥；水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标

12、要求；要求水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。6.1 . 3 水普通饮用水，或洁净不含有害物质的水均可使用。6.1.4沥青面层铳刨料铳刨料为原沥青面层铳刨料，要求分层铳刨，铳刨料粒径规格基本一致，最大粒径不得超过31.5mm,没有大的团块。由于铳刨后的沥青混合料极易粘结，因此，混合料的堆放高度不宜过高，更不允许在混合料上停放机械或有机械行走。6.2 施工机械及质量检测仪器6.2.1 施工机械冷再生沥青混合料必须配备齐全的施工机械和配件，做好开工前的保养、 试机工作，并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。路面基 层施工，要求采用集中厂拌、摊铺机摊铺，按层次施工，要求配备

13、足够的拌 和、运输、摊铺、压实机械，配备机械见下表。机械设备配备表表6.2.1在舁 厅P机械名称规格、型号数量要求1拌和机300T/h1装配高精度电子动态的器2摊铺机7.5m23双钢轮压路机DD13034轮胎压路机25T25装载机ZL503与拌和机的受料斗大小，拌 和速度相匹配6自卸汽车20T15数量应与拌和、摊铺设备相 匹配7洒水车6m32带的能够喷洒成雾状的喷头8沥吉洒布车SX5260GLQ19石料撒布机SS3000110水泥罐仓50T1配有水泥破拱器11乳化沥青罐30T2配有加温和搅拌装置6.2.2质量检测仪器在舁 厅P仪器名称规格型号数量备注1水泥凝结时间测定仪新标准12标准重型击实仪

14、15cm23马歇尔击实仪MJ-IZ14间接抗拉强度试验仪15灌砂筒15cm16标准筛(方孔)0.075-37.5mm27沥青混合料抽提仪18无核密度仪19沥青混合料拌和机LHB-3110最大理论密度测定仪(TMD)111路面回弹弯沉测定仪5.4m112路面钻芯取样机一体式113标准养护室设备114EDTA滴定化学分析仪115平整度仪17、质量控制7.1 冷再生沥青混合料质量验收标准7.1.1 室内试验标准冷再生沥青混合料室内试验主要包括马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验 等，试验标准见下表：冷再生沥青混合料基层室内试验标准表7.1.17.1.2 现场质量标准冷再生沥青混合料基层施工结束后，除按公路

15、工程质量检验评定标准 检验评定外，还须进行下列项目的检测：冷再生沥青混合料基层现场检测项目表7.1.2检测项目目 的频率样品来源及数量混合料的级配确定混合料的级配 和最大尺寸每1000m车道 一次料堆、输送带取样 至少10kg乳化沥青检测乳化沥青质量每个品种 一次沥青车和沥青储罐 取样混合料中加入的 水分调整混合料中合适 的水分以利于拌和 压实每1000m车道 一次运输卡车或摊铺后，最少10kg路面乔生后 含水量确定何时可以摊铺 新的沥青层每 1000m每车道一次路面全厚样品 至少1.5kg乳化沥青 添加用量验证乳化沥青的 用量每半天一次储存罐、卡车、现场压实的混合 料的压实度确定路面压实情况

16、每200m每车道 一次摊铺机后取样 至少9.1kg摊铺层厚度验证层厚是否满足 设计要求每0.2km每车道一次或另外需要 时进行全路面均匀、 随机取点测量确定计量称的精 度.确定再牛剂的工程开工前、或再生混合料拌和、 卸放到卡车中、沥拌和以畲的性能田出目额外需要时进行青首罐试BUI计M再生混合料的确患做延泄迎率每天至少4次，混合 W%15%温度混合料设计叫曝尔才刍上咎下午各2次Wkn马歇尔试验 再生路面的残留糕定庭指定位置或目整启80.0%平整度浸水24h连续测量 琴裂喉度0 30Mpa小衣:强原有呼吸和再4 路面林防青含昼确定新加入附和思 讷助24h瞿密发出养自三成得隼烬皿比原彳或四1路由现场

17、取样 斗堆厕80.0%（抽提）生混合料级配路闻取样，至少10kg8、安全措施本工法严格遵守中华人民共和国安全生产法、公路养护安全作业规 程(JTG H30-2004)及现行高速公路养护施工安全有关规定。在施工前到路 政、交警等相关部门办理施工许可证、施工车辆通行证，并配置相应 的安全装置、设备与保护器及采取其它有效措施，合理摆放、维护、看管标 志、标牌设施。8.1 交通标志牌的设置、维护8.1.1 按照公路养护安全作业规程规定的规格、尺寸制定清晰醒目并具有 反光功能的标志、标牌；8.1.2 在进行交通控制前，事先将预封闭区段起讫桩号、方位上报路政、交警 部门；8.1.3 严格按照公路养护安全作

18、业规程及有关规定规范设置各种标志、标 牌。放置标志牌时，标志牌设置车辆在紧急停车带上慢行，顺着车流方向进行 摆放；8.1.4 在施工作业期间由专人对设置的安全标志牌等做巡回检查，发现标志牌 有倒伏、缺损现象，进行及时的扶正、更换、增添。8.2 施工现场安全防范措施8.2.1 现场施工人员着装统一的安全标志服，在施工作业区域内进行作业，严 禁施工车辆及人员跨越或超出安全施工区域规定的范围，并不得在车辆通行的 车道上停留；8.2.2 在施工现场的所有施工人员必须服从公路路政、交警等相关部门的施工 安全监督和安全管理；8.2.3 车辆及设备离开施工作业区时，派一人以上安全员进行警戒和了望，在 确保安

19、全的情况下，“一等、二看、三通过”；8.2.4 现场施工人员和施工车辆不得在高速公路范围内有抛、撒、滴、漏杂物 及废料现象；8.2.5 为确保高速公路行车安全，施工作业完工后必须将施工现场打扫干净，方可撤离施工现场；8.2.6 在施工作业过程中，如遇有特殊情况，应及时与公路路政及公路管理部 门联系。8.3 交通畅通保证措施8.3.1 由现场安全负责人与高速公路交管、路政部门密切配合，精心调配人 员，同时在施工现场摆放安全标志，保障车辆正常通行，全力保证施工路段不 发生责任事故；8.3.2 在紧急情况下对过往车辆进行交通疏导，保证道路畅通和过往车辆的行 车安全；8.3.3 如果施工路段内车辆发生

20、故障时，安全管理员将车辆引导至安全地段， 保证车辆通行，并立即通知清障队清障。8.3.4 禁止在雨雪天、雾天、昏暗等不利因素的条件下进行施工；8.4 铣刨现场8.4.1 在原路面铣刨期间，派专职安全员并身配明显安全员袖章距铣刨现场后 100 米左右手持红旗进行指挥行驶车辆以便提醒驾驶员行车安全，确保现场铣 刨技术人员及操作技术人员于安全工作状态；8.4.2 铣刨现场废料运输车必须要有明显的施工作业标志，在进入施工作业安 全区前，首先应打开方向灯、双跳灯及警示灯，按照指定的行驶路线进入施工安全区；8.5 冷再生混合料厂拌8.5.1 改性乳化沥青采用沥青罐车运输至拌和现场，由专业人员佩带防毒器具

21、导入沥青储存罐以防有害成份对人体造成伤害；8.5.2 在生产混合料期间投放水泥时，应对其灰尘进行防范处理以防有害成份 对人体造成伤害；8.5.3 拌和站操作应严格按照操作规程及用电规定进行；8.5.4 拌和站放料时，应先查看装料车厢及放料斗低部无人时才可进行放料；8.5.5 拌和现场应设有警示标牌以及防火器材。8.6 摊铺现场8.6.1 施工车辆在进入施工作业安全区前，首先应打开方向灯、双跳灯及警示 灯，按照规定的行驶路线进入施工安全区；8.6.2 在摊铺现场，派专职安全员并身配明显安全员袖章距摊铺现场后 100 米左右手持红旗进行指挥行驶车辆以便提醒驾驶员行车安全，确保摊铺现场施工人员处于安

22、全工作状态；8.6.3 摊铺机、压路机必须有专业的操作技术人员进行操作且各机械必须挂有醒目的安全操作规程；8.6.4 摊铺结束后，各类施工机械在施工负责人的安排及专职安全员的统一调度下安全撤离现场，以消除安全隐患的存在；8.6.5 在养生期间由专人看护现场标志标牌，防止行驶车辆驶入工作封闭区域内。在夜间设有安全反光标志牌及太阳能指示灯，以提醒夜间驾驶员安全行驶，防止安全隐患的发生。9、环保措施9.1 文明施工措施9.1.1 现场布置根据场地实际情况合理地进行布置，设施设备按现场布置图规定设置堆放，并随施工不同阶段进行场地布置和调整。9.1.2 施工现场场地清理各施工作业班组必须做好操作后场地清

23、理，随作随清，物尽其用。在施工作业中，设有防止尘土飞扬、沥青混合料及废料洒漏、车辆沾带泥土运行等措施。9.1.3 材料堆放各类材料堆放整齐并设有标识。9.1.4 周转设备存放施工机具、器材等集中堆放整齐。9.2 环境保护措施9.2.1 重视环境工作编写施工组织设计时，把环境工作作为施工组织设计要求的组成部分，并认真贯彻执行于施工的全过程。9.2.2 加强环保教育组织职工学习环保知识，加强环保意识，使大家认识到环境保护的重要性和必要性。9.2.3 贯彻环保法规认真贯彻各级政府的有关水土保护、环境保护方针、政策和法令，结合本工法特点，制定相应施工项目的环保要求和措施。9.2.4 强化环保管理定期进

24、行环境检查，及时处理违章事宜，主动联系环保机构，请示汇报环保工作，做到文明施工。9.2.5 美化施工场地施工上沥青砼废料、土石方废料的处理，应按设计要求并按工程师指定地点处理，防止水土流失。保持工地干净卫生。施工中还尽量减少对周围绿化环境的影响和破坏。9.2.6 消除施工污染施工废水、生活污水源要采取妥善措施处理。工地垃圾及时运往指定地点深埋，清洗集料机具或含有沉淀油污的操作水，采用过滤的方法或沉淀池处理，使生态环境受损减到最低程序。9.2.7 对材料的运输、堆放应注意避免扬尘等污染。10、效益分析10.1 节省沥青和砂石材料，节约工程建设与维护资金我国高等级公路沥青路面中均采用高质量的沥青和

25、砂石材料，造价相当高，但反之，如将这些质地质量较高的旧料进行再生利用，可节约大量高造价的优质沥青及大量砂石材料，节约工程维护资金。假定沥青路面面层的设计寿命在 10 到 15 年，那么现在翻修的高等级沥青路面里程按10 年前的通车里程0.8 万公里，仅旧沥青混合料就达5000 万吨，如加以充分利用，节省费用可达60 亿元人民币，而且该数字还在以 15%的速度增加。另外我国相当一部分沥青使用寿命较短，有的仅 23 年，沥青及集料老化程度很轻，再生利用的经济价值很高。10.2 保障道路通行质量，提高服务社会水平对旧沥青路面进行再生利用，则可将节省的大量资金、大量的筑路材料投入应用于完善整个公路网，

26、提高整个公路网的通行质量与服务水平。这样，既提高了交通行业的整体形象，也使公路交通在整个社会链中的功能得以更好的 发挥。10.3 从环境和资源两方面显现可持续发展战略遗弃废旧的沥青混凝土，不仅占用大量的土地，还会造成大面积的环境污 染。沥青路面再生利用，可以保护生态环境、节省大量资源，体现社会与生态 的可持续性发展战略。11、应用实例我公司在合徐高速公路南段养护施工中，于2006年度广泛应用了沥青混合料冷再生施工工法，经分析，利用沥青混合料冷再生基层比水泥稳定碎石基层 每方路面结构层节约资金 37.2元，共节约资金10万余元。经检验，各项技术 指标均能满足设计和规范要求，取得了良好的效果。合徐高速公路南段桩号为K0+000K112+270,全长112.27Km,分别在K45+425K425+800 , K65+680K66+572等段采用了该工法技术。原路面结构 层和再生后路面结构分别如下图：原路面结构再生后路面结构15cm沥青混凝土面层15cm沥青混凝土面层18cm沥青混合料冷再生上基层35cm水泥稳定碎石基层17cm水泥稳定碎石基层20cm石灰土底基层20cm石灰土底基层土基土基