Maintenance Machinery & Construction Tchnology養(yǎng)護(hù)機(jī)槭&施工技術(shù)RMCM冷再生添加劑的應(yīng)用分析Analysis of Application on Cold Recycling Additive朱得斌,趙展",馬振海3ZHU De-bin', ZHAO Chen2, MA Zhen-hai?1.山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程管理系,山西太原0300312.西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院,陜西西安7100323.新疆公路管理局，新疆烏魯木齊8300001.Department of Engineering Management, Shanxi Vocational and Technical College of Communications,Taiyuan 030031,Shanxi, China2.School of Electronic and Information Engineering. Xi"an Technological University, Xi'an 710032, Shaanxi, China3.Highway Administration Bureau of Xinjiang, Urumqi 830000, Xinjiang, China|摘則基于冷再生添加劑的應(yīng)用問題,對冷再生技術(shù)原理幾種冷再生添加劑的適用范圍，選用原則.再生機(jī)理及其施工工藝等進(jìn)行了系統(tǒng)分析。結(jié)果表明:冷再生添加劑在冷再生施工中起著關(guān)鍵作用,其應(yīng)用前景廣闊。L Abstract J Based on the problem that exists during the applying of cold recycling additive, the theory of coldrecycling technology, sphere of application, selection principle, recycling mechanism and construction technique ofseveral cold recycling additive are analyzed generally. The results show that the cold recycling additive plays animportant role in the cold recycling construction and has wide prospects.|關(guān)鍵詞|冷再生;添加劑;乳化瀝青;泡沫瀝青l(xiāng) Key words U cold recycling; additive; emulsified asphalt; foamed asphalt中圖分類號:U414.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1000- -033X(2008)05- 0061- 040引言形成的摩擦阻力。在道路的使用過程中,瀝青面層材料會在溫度、車輛荷載.水等因素的影響下老化而失去粘聚作用,隨著公路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，中國的公路網(wǎng)絡(luò)已基進(jìn)而基層材料也會遭到病害破壞。因此,冷再生添加劑的作本形成。2006年 年底中國公路通車總里程達(dá)到3.48x10* km用 就是恢復(fù)面層或基層材料中結(jié)合料的粘聚作用，進(jìn)-步(包括從2006年開始納入統(tǒng)計范疇的1.55x100 km村道),高恢復(fù) 其強(qiáng)度和穩(wěn)定性,恢復(fù)瀝青路面材料的路用性能。速公路達(dá)4.54x10* km。截至2007年年底,中國高速公路通車總里程已達(dá)5.36x10 km。伴隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,車2 常用添加劑的應(yīng)用輛的大型化、行車渠道化以及超載現(xiàn)象使中國公路在使用過程中出現(xiàn)不同程度的破壞，尤其在大修養(yǎng)護(hù)過程中,養(yǎng)護(hù)瀝青路面冷再生過程中,常用的添加劑主要有水泥、乳工作的質(zhì)量直接影響到道路的使用壽命。近年來,冷再生技化瀝青 、改性乳化瀝青、泡沫瀝青、石灰、粉煤灰和高爐爐渣術(shù)迅速發(fā)展起來,并在公路養(yǎng)護(hù)過程中得到了廣泛的應(yīng)用。等。 石灰、水泥以及它們與粉煤灰的混合物、高爐爐渣的添冷再生施工中,再生添加劑的加入起到了關(guān)鍵的作用。加可以采用預(yù)撒的方式，也可以通過機(jī)載-體式擻布裝置撒布。在實際應(yīng)甲時針對不同的且休情況可有不同的再生0再生添加劑的作用方式。中國煤化工主要用作基層，只是在低交YRCNMHG瀝青面層及基層的強(qiáng)度,一部分來 自于瀝青、水泥.石灰、二灰等材料發(fā)生一系列的物理、 化學(xué)反應(yīng)而形成的膠凝0 永泥漆加別的應(yīng)湖產(chǎn)物的粘聚作用;另-部分來自于骨料之間的嵌擠作用所水泥冷再生技術(shù)主要應(yīng)用于瀝青路面基層的施工中。61RMCM養(yǎng)護(hù)機(jī)槭&施工技術(shù)Maintenance Machinery & Construction Technology瀝青混合料路面基層遭破壞需要進(jìn)行翻修，在充分利用舊振動壓路機(jī), 碾壓原則為先輕后重，自路邊向路中依次碾路原有資源的前提下，加入部分新骨料及-定量的水泥、壓。第2個階段使用三輪壓路機(jī),碾壓原則要求與第1階段相水,在常溫下對1舊路面材料進(jìn)行銑刨、破碎并與加入的新骨同。 最后使用膠輪壓路機(jī)碾壓,碾壓至密實度不低于97%(重料、水泥及水充分拌和后就地碾壓成型,經(jīng)養(yǎng)生形成滿足使型 擊實)。用要求的新路面基層。水泥的初凝時間不少于4 h,終凝時(5)養(yǎng)生。始終保持冷再生結(jié)構(gòu)處于潮濕狀態(tài),養(yǎng)生時間為6~10 h,應(yīng)保證施工時間。添加劑的用量必須通過對路間不少 于7天,養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通。面材料的樣品進(jìn)行配合比設(shè)計試驗來確定。使用水泥作為添加劑時,一般用量為4.0%-5.0%, 不宜超過5.5%。2乳你瀝青的遠(yuǎn)制在就地冷再生施工中采用水泥作添加材料，主要有將乳化瀝青冷拌再生是指把舊路面的面層翻松并破碎過固態(tài)粉狀水泥撒布在再生機(jī)前的被再生路面上、用專用水篩后 ,摻入- -定量的乳化瀝青(按實際情況和要求,也可加泥稀漿攪拌輸送車按比例連續(xù)地將水泥與水拌和成稀漿入- 定量的新礦料和再生劑),拌和后將其攤鋪在具有足夠(懸濁液)、采用專用水泥撒布車布料3種添加方式2。強(qiáng)度和平整度的基層碾壓，使其恢復(fù)到黑色路面性能的路2.1.1施工準(zhǔn)備面施工工藝。乳化瀝青冷再生混合料根據(jù)其性能和工程要(1)舊路結(jié)構(gòu)狀況調(diào)查。瀝青混凝土舊路路面冷再生是求 可以作為高等級公路的中、下面層或基層,或者作為低、將舊路瀝青混凝土及上基層(石灰土)破碎后加入水泥均勻中交通 量道路的面層，必要時加鋪熱拌瀝青混合料作為磨拌和,在最佳含水量條件下碾壓獲得的半剛性結(jié)構(gòu)[(]。耗層或封層。這種冷拌技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和社會經(jīng)濟(jì)效益方(2)機(jī)具準(zhǔn)備。工程開工前.應(yīng)保證設(shè)備機(jī)具完好并滿足面具 有熱拌瀝青混合料無法具備的優(yōu)點(diǎn)。它不僅可以節(jié)約施工需要,主要設(shè)備有:冷再生機(jī)、平地機(jī)、灑水車.運(yùn)送水泥能源和資源, 而且可延長可施工季節(jié),改善施工條件,減少汽車、振動壓路機(jī)膠輪壓路機(jī)、三輪壓路機(jī).推土機(jī)等。環(huán)境污染。(3)材料要求。經(jīng)破碎舊路面瀝青混凝土面層及上基層2.2.1 乳化瀝青的選擇獲得的混合料作為冷再生結(jié)構(gòu)的骨料及填充料,大于5 mm乳化瀝青(簡稱乳液)是由2種互不相溶的物質(zhì)一瀝的骨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在40% -75%之間,否則應(yīng)添加骨料或填充青和水通過機(jī)械分散而制得的瀝青乳濁液,瀝青以細(xì)小的料;采用強(qiáng)度等級為32.5級、初凝時間4 h以上和終凝時間較微粒狀態(tài) 分散于含有乳化劑的水溶液中。乳化瀝青主要由長(宜在6 h以上)的水泥(建議采用緩凝水泥),應(yīng)采用不含有瀝 青、乳化劑穩(wěn)定劑和水組成。害物質(zhì)的水或飲用水。改性乳化瀝青與普通乳化瀝青相比,力學(xué)性能(高溫穩(wěn)(4)級配和配合比。對取好的混合料由試驗人員編號后定性 耐疲勞性、低溫抗裂變等)得到改善,所以改性劑-般篩分,確認(rèn)混合料的實際級配;根據(jù)級配對每一編號試塊在 為聚合 物,改性乳化瀝青-般是指聚合物改性乳化瀝青。試驗室按含水泥量(質(zhì)量比)5%、6%、7%試配,獲取3種水泥當(dāng)采用乳化瀝青作為再生添加劑時，按質(zhì)量百分比為含量的最大干密度和最佳含水量,并在規(guī)定溫度下,保濕養(yǎng)0.5%~7.0%添加,一 般采用2.0%- 4.5%。生6天,浸水24 h后，按<公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗2.2.2 乳化瀝青冷再生原理規(guī)程》進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗,獲取7天標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度,根乳化瀝青冷再生原理主要是指乳化瀝青的破乳和混合據(jù)試驗結(jié)果最終確定設(shè)計添加水泥量。料強(qiáng)度形成的機(jī)理。2.1.2施工程序在常溫條件下存儲時，乳化瀝青是具有良好流動性的(1)路面清理。冷再生施工前應(yīng)清理舊路路面,清除路液態(tài)懸浮混合物，即乳化瀝青的顆粒在重力和表面電荷的面垃圾,拆除舊路側(cè)石,由測量人員根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行高程排斥力 共同作用下懸浮在水中。在瀝青顆?；ハ嗯鲎驳倪^測量并標(biāo)線,確保規(guī)定銑刨寬度及深度。程中,也會出現(xiàn)少量的顆粒接觸團(tuán)聚的現(xiàn)象,但這種團(tuán)聚現(xiàn)(2)人工攤鋪水泥。按設(shè)計含灰量計算攤鋪1 m路面的水象 很少出現(xiàn),不會影響乳化瀝青的質(zhì)量和使用效果。這時的泥用量,現(xiàn)場應(yīng)采取打格計量的方式卸水泥,人工均勻攤鋪。乳 化瀝青所處狀態(tài)見圖1(a)。(3)冷再生機(jī)破碎與速度的控制。冷再生機(jī)銑刨使舊路乳化瀝青與石料(或回收料)拌和時,由于乳化瀝青顆路面及基層破碎后形成均勻混合料,銑刨速度應(yīng)根據(jù)舊路粒表 面的電荷與石料表面的電荷發(fā)生了中和反應(yīng),瀝青顆結(jié)構(gòu)狀況及混合料破碎后的配合比確定,建議為6-8m/粒相互靠近粘結(jié)。此時的瀝青顆粒間存在著水分,瀝青顆粒min。冷再生銑刨過程中應(yīng)隨時檢查銑刨深度及速度,以保的 電荷沒有完全消失，還沒有牢固地結(jié)合成具有強(qiáng)度的瀝證冷再生銑刨度及破碎的混合料級配合理。冷再生機(jī)拌和青膜。中國煤化工比瀝青剛剛拌和成冷速度較快,拌和時必須留有足夠的工作面。再生淚MHCNMHG(4)整型找平及碾壓。使用推土機(jī)進(jìn)行前期找平,并均經(jīng)過壓路機(jī)的碾壓，在水分完全蒸發(fā)和瀝青顆粒電荷勻排壓,然后使用平地機(jī)找中平細(xì)平至設(shè)計高程,橫坡平完全中和后 ,瀝青顆粒進(jìn)一步結(jié)合,部分瀝青已經(jīng)完全連接整度要符合規(guī)范要求。碾壓分3個階段進(jìn)行第1個階段使用成瀝青膜。 此時冷再生混合料的強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到開放交通的06Maintenance Machinery & Construction Techology養(yǎng)護(hù)機(jī)槭&施工技術(shù)RMCM .要求,但是還沒有達(dá)到最大強(qiáng)度,見圖1()。160C-180 C熱瀝青經(jīng)過一段時間的交通碾壓和高溫作用，瀝青顆粒會進(jìn)一步結(jié)合 ,形成完全固態(tài)的堅實瀝青膜。這時混合料強(qiáng)度達(dá)到了最大值,而且混合料結(jié)構(gòu)也變得相當(dāng)穩(wěn)定,見圖1(d)。蜀張腔(a)自由流動狀態(tài)頭-(b)粘稠狀態(tài)圖2 瀝青發(fā)泡原擅被再生材料本身含有較多瀝青時,可降低為2%~3%。在采用泡沫瀝青作添加劑時,同時加入少量水泥(1%~2%)可以10)半固體狀態(tài)使再生層在獲得所需強(qiáng)度的同時提高表面質(zhì)量,防止裂縫產(chǎn)生。2.3.2 泡沫瀝青在瀝青路面冷再生中的應(yīng)用(d)完全國體狀態(tài)利用泡沫瀝青對現(xiàn)有道路進(jìn)行冷再生具有較好的經(jīng)濟(jì)圈1凈再生乳化瀝青破乳成型的4個階段性,可提高道路的等級和道路的承載能力。泡沫瀝青混凝土乳化瀝青成型的過程分為上述4個階段，這樣可以比的施工工藝如下。較容易理解再生混合料的強(qiáng)度增長模式(”。(1)對舊有路面進(jìn)行銑刨破碎,也可加入其他碎石骨料2.2.3乳化瀝青就地冷再生工藝和再利用的原有瀝青混合料。就地冷再生工藝包括對經(jīng)過破碎后的舊瀝青路面材料(2)泡沫瀝青產(chǎn)生后直接噴灑在再生機(jī)的拌和罩殼內(nèi),進(jìn)行再加工處理,新混合料的配合比設(shè)計,添加用于校正骨料與 路面材料充分拌和,在粒料中加入適量的泡沫瀝青,也可級配特性曲線的新骨料。粘合劑可使用水瀝青或其他混合型以在 使用泡沫瀝青同時加入少量的水泥。的液體。若乳化瀝青用于增加路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,處理厚度為10~(3)攤鋪、壓實成型,即使用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行初壓,鋼15 cm;若用于改善原有路面性能,處理厚度為5~12 cm?；旌陷唹?路機(jī)進(jìn)行終壓。型的粘合劑(為瀝青、水和水泥的混合物)主要用于增強(qiáng)路面的(4)最后進(jìn)行表面處理或用熱拌瀝青混合料加鋪一層剛性,可以大大縮短道路重新開放所需的時間。新的瀝青表面層即可。23跑沫瀝青的應(yīng)用2.4二灰的應(yīng)用高溫瀝青中加入少量水就會產(chǎn)生細(xì)微的泡沫，從而膨以二灰為添加劑處治I舊瀝青路面材料形成道路基層或脹。此時瀝青的物理性質(zhì)會發(fā)生變化,其黏度顯著降低,容底基層屬于瀝青路面冷再生的范疇。其原理是:以破碎后的易與冷濕粒料拌和均勻,不必像乳化瀝青那樣要經(jīng)過額外I舊 料(包括1舊瀝青混合料和部分舊灰土基層)為主體,加入的乳化加工，也不必像熱拌料那樣加熱至高溫而耗費(fèi)許多適量 的石灰粉煤灰和水,經(jīng)攪拌,壓實和養(yǎng)生,形成與二灰能源,使用方便且效益高,這種狀態(tài)下的瀝青即稱為泡沫瀝穩(wěn)定 類半剛性材料類似的基層或底基層材料。青。其發(fā)泡原理見圖2。2.4.1 石灰2.3.1 泡沫瀝青的選用石灰有生石灰與消石灰之分。在使用石灰時,通常將泡沫瀝青能夠?qū)⒋植诘牟牧险辰Y(jié)在一起，抗變形和抗生 石灰塊加水消解,過篩后使用。生石灰塊中常含有欠火疲勞性都較好,鋪設(shè)的路面強(qiáng)度較高,可以立即開放交通，石灰和過火石灰,為了消除過火石灰的危害,-般石灰應(yīng)但飽和或者缺少細(xì)料的路面材料不適合采用泡沫瀝青。為提 前7~10天消解錢石龍和延萬龍由于不易消解,在使用了提高舊路面的綜合性能,可根據(jù)實際情況采用2種穩(wěn)定劑時需延中國煤化工曼,陸續(xù)加入,以濕潤混合使用。為主,MHCN M H G前10~15天為宜,以使用泡沫瀝青作為穩(wěn)定劑時，瀝青罐車與再生機(jī)相連使氧化鎂得 到充分的消解。工地上可采用分層澆水法,每進(jìn)行噴灑,但需要使用特別的加熱裝置將瀝青加熱到層生石灰塊厚 為50 cm。消解后的石灰應(yīng)保持一定的溫度,170 C左右。瀝青在粒料中的質(zhì)量百分比一般為3% -5%,當(dāng)以免過于 飛揚(yáng)。6:RMCM養(yǎng)護(hù)機(jī)槭&施工技術(shù)Maintenance Machinery & Construction Technology石灰露天堆放會對石灰質(zhì)產(chǎn)生較大影響，應(yīng)盡量縮預(yù)先徽市預(yù)先撇布短石灰的存放時間(不超過1個月)。石灰露天堆放時間較長三灰添加劑舊鋪屈的錢糊、破碎時,應(yīng)覆蓋防潮?；蜻B續(xù)動態(tài)加入」[*}2.4.2粉煤灰[新、舊材料的拌和粉煤灰是火力發(fā)電廠的副產(chǎn)品，是磨細(xì)煤粉燃燒后從煙道排出的廢品。為了防止露天中的粉煤灰堆中的干灰在[再生層攤鋪]空氣中飛揚(yáng),往往對其澆水。在澆過水的料堆中,粉煤灰可再生層壓實成型能產(chǎn)生粘結(jié)性并結(jié)成塊,如果粉煤灰已經(jīng)結(jié)塊,在使用前要將其粉碎并過篩粉煤灰是一種火山灰材料,同時也是一種[再生層后處理 ]硅質(zhì)或硅鋁質(zhì)材料。它本身沒有粘結(jié)性或者粘結(jié)性很小,但圈3二友作潭 加劑的凈再生工藝流瞿是當(dāng)它以細(xì)分散的狀態(tài)與水和消石灰或水泥混合時，在常| 3] 結(jié)語溫下與氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)能形成-種具有粘結(jié)性的化合物。粉煤灰顆粒是實心或空心的球狀顆粒,玻璃含量(非晶隨著冷再生技術(shù)的廣泛應(yīng)用、冷再生工藝的不斷發(fā)展、質(zhì)材料)占719%-88%。粉煤灰的主要成分是硅和鋁,其次要冷再生機(jī)械施工質(zhì)量的不斷進(jìn)步，冷再生添加劑的種類和成分是碳.鈣、鐵.鎂及硫的氧化物，也可能還有鈉鉀、鈦、再生質(zhì)量也在不斷地發(fā)展和提高。因冷再生工藝顯著的經(jīng)錳和磷的氧化物。濟(jì)、社會和環(huán)境效益,冷再生添加劑的發(fā)展必將有著更加廣粉煤灰的含碳I過多會影響其活性，室內(nèi)試驗表明:闊的前景。含碳量超過約30%時,混合料的強(qiáng)會明顯降低。粉煤灰中參考文獻(xiàn):的氧化物的含量對石灰粉煤灰混合物的強(qiáng)度有明顯影響。[1]侯勁汝,張繼錘.趙紫苓.道路再生混凝土基本性能的探討[].筑路粉煤灰顆粒的粗細(xì)直接影響與石灰或水泥混合后反應(yīng)生機(jī)械與施工機(jī)械化2007.24(8):30 -33.成物的數(shù)量，從而影響混合料的強(qiáng)度。粉煤灰的顆粒愈[2]?？?高群.公路瀝 青路函葬護(hù)新技術(shù)[M].北京:人民交通出版細(xì),表面積愈大,粉煤灰的活性愈強(qiáng),混合料的抗壓強(qiáng)度就社,2001.愈大。[3]張憬宏.瀝青路面冷再生工藝在施工中的應(yīng)用[].科技情報開發(fā)與2.4.3 施工工藝經(jīng)濟(jì)2060.6122283.二灰作添加劑的冷再生工藝如圖3所示。預(yù)先在經(jīng)過初[4] 拾方治，馬衛(wèi)民乃青路面再生技術(shù)手冊[M].北京:人民交通出版步修整的舊鋪層上撒布二灰添加劑和新骨料(或在銑刨破社,2006.碎過程中動態(tài)連續(xù)加入),然后在對舊鋪層銑削破碎的過程[5] 崔鉤,高雁北, 胡得義氧化瀝青就地冷再生工藝)].筑路機(jī)械與中加入適量的水。在銑刨破碎的同時也將新集料.二灰添加施工機(jī)械化2006.2310):4-6.劑、水和舊鋪層材料-起拌和,進(jìn)--步進(jìn)行攤鋪、壓實和養(yǎng)收稿日期:2007-10- -20生等工作。[責(zé)任編輯:張宗濤]查詢《筑路機(jī)械與施工機(jī)械化》稿件處理請訪問5http://www.roadm-china.com中國煤化工MYHCNMHG