乳化沥青冷再生工艺

乳化沥青拌冷再生工艺华晨华通现有沥青路面寿命短的主要原因及解决办法 我国高速公里通车里程已达4.5公里，仅次于美国居世界第二位。尚有大量一、二级公路组成的省国道。目前高等级沥青混凝土路面寿命短（实际一般5年左右，远达不到国家标准15-20年的要求），是一个不争的事实。就其根源，我国高等级沥青混凝土路面大多采用两层共38-40cm的半刚性基层，沥青混凝土面层一般15-18cm，所谓“强基薄面”。这种路面结构在沥青面层易产生反射裂缝；对于半刚性基层本身易产生干缩裂缝的致命结构性病害。这是造成高等级公路寿命短的主要原因，是矛盾的主要方面。 要解决这个问题，治本之法是将现有的半刚性基层转换成柔性基层，即在处置半刚性基层病害时加铺一层柔性补强基层。对于上面的沥青混凝土面层可以极大地缓解、防止反射裂缝的产生；对于下面的半刚性基层干缩裂缝等病害有很好的防治作用。 作出柔性补强基层有两种方法：一、用新的沥青混合料；二、用旧的沥青混凝料进行乳化沥青厂拌冷再生。新料造价高，旧料形成的乳化沥青混合料既节约资源，成本又低,符合当前极力倡导的循环经济、建立资源节约型、环境友好型和谐社会的要求。在刚刚结束的江苏省沥青再生沥青研讨会上，业内专家极力倡导加速发展乳化沥青厂拌冷再生工艺。 ARC300E乳化沥青厂拌冷再生在国内高速公路及等级公路中的应用 1在沪宁高速公路上的应用 2004年5月，沪宁高速公路扩建工程无锡段HN-LM4标采用的是柔性基层的沥青路面结构形式，将沥青面层铣刨料由乳化沥青冷厂拌再生后用于ARC300型沥青冷再生设备应用于沪宁高速新路的下基层。这是国内首次将厂拌冷再生技术运用于高速公路，也是厂拌冷再生技术首次用于实际工程施工，之前类似活动大多是几百米的试验路段。 2在昌九高速上的应用 2006年，江西第一路昌九高速公路全线技术改造项目拉开序幕。赣粤高速工程公司于2006年购买一台ARC300型沥青混合料冷再生搅拌设备，在成功完成25.255公里技改任务的基础上，又于2007年购买了三台ARC300E型沥青混合料冷再生搅拌设备在昌九高速技改任务中全线施工。旧沥青混合料的回收利用-厂拌冷再生技术首次跨入江西的大门，且用于高等级路面半刚性基层转换成柔性基层，治理发射裂缝、车辙等结构性病害，在全国尚属首次。在此之前的2005年，昌九高速曾进行过就地冷再生试验，因此可以说，厂拌冷再生技术能在昌九高速技术改造项目中大面积推广应用，充分说明厂拌冷再生技术的成熟，具有很高的科研价值和示范作用。 3在常州S340赵庄至后阳干线公路上的应用 S340省道赵庄至后阳段全长11公里，路段内重载车辆较多，采用冷再生技术对省道进行技术改造在江苏省属于首次。江苏省公路局拟将该路段利用冷再生技术进行改造项目向交通部申报科技项目，因此意义重大。工程于2007年9月顺利完工。 4在京沪高速沧州段上的应用 京沪高速沧州段冷再生应用是京沪高速全程改造的试验项目。全路段长100公里，分、两个标段，工程于2007年7月开工，共使用两套ARC300E型沥青冷再生设备。再生层用作上基层，目前施工已结束，达到预期目标。该工程主要目的使用乳化沥青冷厂拌再生技术治理半刚性基层纵向裂缝及对沥青面层产生的反射裂缝的治理,使用效果良好。 几种沥青混凝土再生方法的比较 1、厂拌热再生：主要用于沥青混凝土中、下面层，是最具经济效益的再生方法 a、第二烘干筒旁路系统（或高架烘干筒）： 国内自04年开始尝试，有许多厂家生产此类设备，但由于存在旧料再生比例小（一般不超过30）；旧料加热时产生大量的燃烟、水蒸汽、刺激性气味，形成二次污染。长时间使用易糊堵、烧坏布袋除尘器，难以通过环保部门的认可，逐渐被摒弃。 b连续式双套筒系统： 旧料再生利用比例高,可达50左右。由于非接触式加热，不存在二次污染问题，是一种革命性的再生方式。但由于我国高等级公路不允许使用连续式沥拌，难以通过监理要求。 2、厂拌冷再生：一次性旧料投入比例高，主要用于基层。 a、乳化沥青厂拌冷再生 一次性旧料再生比例高，一般在94左右。主要用于半刚型基层转换形成柔性基层及用于沥青路面下面层，缓解反射裂缝产生。通过近4年的实践，特别是昌九高速的大规模运用，技术已经成熟。具备了大面积推广使用的条件。 一般通过旧路的铣刨破碎、筛分，添加乳化沥青、矿粉、水泥等再生剂，搅拌形成半刚型基层改性增强层柔性基层，能有效缓解、防止沥青面层反射裂缝的产生,同时对半刚型基层的干缩裂缝进行有效的防治。乳化沥青冷再生混合料适用范围广，具有很强的防水性能，特别适合南方高温多雨环境。 b、泡沫沥青厂拌冷再生 一次性旧料再生比例高，一般在80左右。用于基层，形成的仍是接近于半刚性的基层，只适用于干旱.少雨地区。 3、就地冷再生：一种高效、简便易行的再生方法。因为是路拌法施工，无法做出严格的级配，只适于二级以下的道路施工。 4、就地热再生：这种工艺在我国应用较早，通过近5、6年的施工实践，已基本形成以下认识： 1)影响深度浅，4cm以内； 2)不能对改性沥青混凝土进行再生； 3)是一种预防性养护设备 5、全深复拌再生：与就地冷再生相识，作用的层位更深。适于干线公路、农村公路。 乳化沥青厂拌冷再生施工工艺关键点 1、旧料的破碎筛分及料场管理 将铣刨或挖出的旧料运至料场，通过连续循环破碎筛分（一般两层筛网）作业，用装载机运至堆场。回收料堆应尽量避免在高温和重力作用下使材料重新粘接在一起，注意堆料高度，注意防水。 在破碎时有许多沥青与粉料混合形成的沥青块（假料），这些旧沥青料在铺入路面中由于高温、载荷的交互作用，易被激活。产生油包、车辙等过油现象，在监测抽取样品分析时，应关注此现象并作好调整级配的准备。 2、乳化沥青再生混合料的拌合 1)乳化沥青是由微小沥青颗粒悬浮在水介质中的乳状液，乳化沥青与回收料拌合时，由于乳化沥青颗粒表面电荷与RAP旧料表面电荷发生中和反应，沥青颗粒相互靠近形成沥青膜，但是此时沥青膜由于水分的存在、强度较差，经过压路机碾压，水分挤出，在路面形成一层薄薄的水膜。沥青膜强度增大，随着养生期的结束，水分的蒸发，沥青颗粒电荷完全中和，沥青膜强度进一步增强，可以开放交通。在车辆载荷的交替作用和高温的影响下，形成完全坚实的沥青膜，混合料的劈裂强度达到最大值。这就是乳化沥青混合料的形成、破乳、强度增长变化的过程。养生期37天后可以开放交通，在3周左右劈裂强度离散性较小、趋于一致，12月强度达到最大值。 2）搅拌技术是本项目的核心技术之一。由于乳化沥青的掺入量只有4%左右，水泥、矿粉掺量均在2以下，要使之能均匀地覆盖在骨料上、必须解决小掺量元素的搅拌技术，这是项目成败的关键。经过我们与澳大利亚阿伦公司多次试验优化设计，决定采用“沸腾”搅拌技术。我们通过对不同搅拌区域的搅拌刀片的角度作一定的调整，得出最佳角度分布图；在不同的中心距下，分别试验不同的臂长，分析臂长的改变对成品料均匀性的影响，改变物料流动轨迹，用以加强混合料的搅拌强度，得出中心距与搅拌臂长度的关系。并合理地安装乳化沥青喷洒管的位置。为了使得乳化沥青能够均匀地裹覆，在骨料与乳化沥青拌合前，先喷入一定量的水；使之达到一定湿度。我们改变了传统水槽的位置，采用漫出水帘加水技术。经实践证明经过这一系列的措施之后，搅拌出的成品料的均匀性很好，达到了预期的要求。 3）根据我们的实践，乳化沥青混合料在成品料斗中25秒内就可粘接、难以排除。搅拌必须在这个时间段内完成。远小于热沥青混合料搅拌时间，具体时间视混合料级配而定。要求拌和设备具有适应动态级配的能力。搅拌时间过长及强力过度搅拌会导致不稳定的乳化沥青膜从RAP料脱落、RAP料上的旧沥青的剥落、乳化沥青破乳过快等问题。如果搅拌时间过短，会造成再生料裹附性差，出现较严重的花白料。在具体的实践中，不要求再生料达到100的裹附效果，在摊铺碾压时，混合料裹附还会有所提高。 3、乳化沥青再生混合料的摊铺、