CN114163181B

CN114163181B - 一种乳化沥青冷再生下面层混合料及其施工工艺

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Publication number: CN114163181B
Application number: CN202111459292.1A
Authority: CN
Inventors: 杨印旺; 孙建民; 李旭冬; 许少强; 商敬猛; 崔飞飞; 马荣; 李培乐; 孙燕清; 贺亚琴
Original assignee: Shanxi Mechanization Construction Group Co Ltd
Current assignee: Shanxi Mechanization Construction Group Co Ltd
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-02-10
Anticipated expiration: 2041-12-02
Also published as: CN114163181A

Abstract

本发明的目的在于提供一种掺配粉煤灰或矿粉的乳化沥青冷再生下面层混合料及其施工工艺，使之更能有效的提高冷再生混合料的生产效率及适用率，从而节约成本，适用于湿陷性黄土地区。属于公路沥青路面冷再生技术领域。本发明对乳化沥青冷再生下面层进行配合比调整，用粉煤灰、矿粉代替乳化沥青冷再生混合料中一定比例的水泥，并按照新工艺进行施工并养护；目的在于使之更能有效的提高冷再生混合料的生产效率及适用率，从而节约成本。

Description

一种乳化沥青冷再生下面层混合料及其施工工艺

技术领域

本发明属于公路沥青路面冷再生技术领域，具体涉及一种掺配粉煤灰或矿粉的乳化沥青冷再生下面层混合料及其施工工艺。

背景技术

传统的乳化沥青冷再生混合料采用水泥作为胶凝材料，在乳化沥青破乳之前，主要对混合料早期强度的提高明显。对乳化沥青冷再生下面层进行配合比调整，用粉煤灰、矿粉代替乳化沥青冷再生混合料中一定比例的水泥，并按照新工艺进行施工并养护，目的在于使之更能有效的提高冷再生混合料的生产效率及适用率，从而节约成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种掺配粉煤灰或矿粉的乳化沥青冷再生下面层混合料及其施工工艺，之更能有效的提高冷再生混合料的生产效率及适用率，从而节约成本，适用于湿陷性黄土地区。

本发明采用如下技术方案：

一种乳化沥青冷再生下面层混合料，包括如下质量百分数的组份：混合料、占混合料质量3.8%的沥青和占混合料质量1.5%的水，其中，混合料包括如下质量百分数的组份：水泥和粉煤灰或矿粉：10-20mm的粗集料：9.5-26.5mm的RAP：0-9.5mm的RAP：0-5mm的细集料的比例为1.8:24.2:29:33:12；水泥和粉煤灰或矿粉的质量比为8:2。

一种乳化沥青冷再生下面层混合料的施工工艺，包括铣刨、沥青路面材料回收破碎筛分、拌合、运输、摊铺、碾压、养生的整体施工工艺，具体包括如下步骤：

第一步，铣刨、破碎筛分：

采用铣刨机，将原沥青路面铣刨回收，将回收的沥青路面机械破碎筛分，得到粒径为0-9.5mm和9.5-26.5mm的回收料；

第二步，拌和：

按比例分别称取各组份，其中，10-20mm的粗集料、9.5-26.5mm的RAP、0-9.5mm的RAP和0-5mm的细集料通过上料机，水泥和矿粉或粉煤灰通过储存罐，乳化沥青通过喷洒装置进入搅拌锅，搅拌均匀，最后加入水，进行充分拌和30s后，到达出料仓，得到乳化沥青冷再生混合料；

第三步，运输、摊铺：

乳化沥青冷再生混合料运输到现场后，采用沥青摊铺机进行摊铺且熨平板不需加热，摊铺机采用自动找平方式，用钢丝绳引导的高程控制方式；局部离析的地方进行人工筛细料进行处理；

第四步，碾压：

碾压分为初压、复压、终压三步，初压采用双钢轮振动式压路机，静压1遍，振压2遍，碾压由边缘向中间，并注意错轴宽度且不漏压；复压采用单钢轮振动式压路机，振压2遍，高频率低振幅模式碾压；终压采用胶轮压路机揉压8遍及以上，收面至没有轮迹出现为止；

第五步，养生：

乳化沥青冷再生下面层混合料在封闭交通的情况下自然养生且不少于7d，在开放交通的条件下养生时，再生层在完成压实至少2d后再生层含水率低于2%后方可开放交通，在再生层上均匀喷洒慢裂乳化沥青，且限制重型车辆通行，行车速度控制在40km/h以下，并严禁车辆在再生层上掉头和急刹车。

进一步地，第一步中所述铣刨机的铣刨速度为3.5m/min。

进一步地，第三步中所述摊铺速度为2-4m/min；

进一步地，第四步中所述初压行进速度为1.5-3km/h，复压行进速度为2-4 km/h，终压行进速度为2-4 km/h。

进一步地，第五步中所述慢裂乳化沥青有效含量为30%，喷洒用量折合沥青后为0.05-0.2kg/m²。

本发明的有益效果如下：

本发明所述乳化沥青冷再生混合料配比面层更适用于湿陷性黄土地区，按照上述比例掺配矿粉或者粉煤灰后，混合料各项性能指标均符合要求且性能稳定。并且拌合、摊铺、碾压、养生设备简单，采用传统稳定土施工设备稍微加改装即可实现，不需要增加额外的成本。在减少环境污染，避免破坏生态环境的前提下，大大节约了施工成本。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为最大干密度随水泥和粉煤灰或矿粉比例的变化规律；

图3为最佳含水率随水泥和粉煤灰或矿粉比例的变化规律；

图4为毛体积相对密度随水泥和粉煤灰或矿粉比例的变化规律；

图5为理论最大相对密随水泥和粉煤灰或矿粉比例的度变化规律；

图6为空隙率随水泥和粉煤灰或矿粉比例的变化规律；

图7为劈裂强度比随水泥和粉煤灰或矿粉比例的变化规律；

图8为冻融劈裂强度比随水泥和粉煤灰或矿粉比例的变化规律。

具体实施方式

一种乳化沥青冷再生下面层混合料的施工工艺，包括如下步骤：

1. 沥青路面材料回收

铣刨机在起点沿着一侧就位，摆正位置，根据自卸汽车车厢高度调好出料口高度位置。自卸汽车停在铣刨机正前方等待接收铣刨料。

对于改性沥青面层，要分层铣刨，并单独堆放。铣刨机匀速行走，速度为3.5m/min。回收后的旧料分别堆放，在回收和存放时不得混入基层废料、水泥混凝土废料、杂物、土等杂质。

2. 回收材料破碎筛分

采用Wirtgen铣刨机，将原沥青路面铣刨回收，控制铣刨速度为3.5m/min，使旧沥青路面混合料的粒径均匀，提高旧料利用率。

将铣刨回的混合料，进行破碎、筛分，使混合料分为0-9.5mm、9.5-26.5mm两档。

3. 混合料生产配合比设计与验证

对冷再生混合料生产按马歇尔试验法进行配合比设计与验证。

配合比设计流程：RAP取样→材料分析及评价：确定RAP级配和抽提后矿料级配、沥青含量及性能→成型→确定最佳总液体用量→确定最佳乳化沥青用量和水泥、粉煤灰（矿粉）用量→性能验证→进行生产配合比环节。

施工中沥青混合料应按马歇尔试验法进行配合比设计，其技术指标应符合《公路沥青路面再生技术规范》GTJ/T5521-2019的要求。

表1 乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围

根据再生混合料目标配合比设计结果，进行厂拌冷再生混合料生产配合比设计与验证：

(1) 确定各冷料仓的材料类型及规格后，根据各冷料仓的材料用量比例和拌料速度，确定各冷料仓下料滚轴转速。

(2) 根据各冷料仓下料滚轴转速，进行厂拌冷再生混合料试拌，并取试拌再生混合料进行矿料级配检验。将旧路面材料级配与新集料级配合成的矿料级配作为基准设计级配，添加再生胶结料拌制出混合料进行干筛和抽提筛分，根据筛分试验结果，得出干筛法或抽提筛分法矿料级配与基准设计矿料级配的偏差，用于修正再生混合料矿料级配。

(3) 取试拌再生混合料进行劈裂强度、浸水劈裂强度、干湿劈裂强度比、高温车辙、冻融劈裂强度等性能验证，确定符合要求的生产配合比结果。

(4) 成型时可采用两次击实的方法成型马歇尔试件，也可采用旋转击实成型。最佳总液体用量为拌和用水、乳化沥青和RAP含水量的总和，变化拌和用水量进行马歇尔击实试验，获得最大干密度时，对应的总液体用量即为最佳总液体用量。

(5) 根据试拌生产配合比结果，对试验段进行生产配合比试铺验证。通过验证，得出特种改性乳化沥青厂拌冷再生油石比为3.8%，外加水1.5%和水泥用量1.44%、粉煤灰（矿粉）用量0.36%。

4. 拌制冷再生混合料

采用在WBS-60型水泥稳定土拌和机搅拌锅基础上加设乳化沥青计量和喷洒装置形成的拌和设备进行拌和，0-9.5mm RAP料、9.5-26.5mm RAP料、0-5mm、10-20mm通过上料机，水泥和矿粉（粉煤灰）通过各自储存罐，乳化沥青通过喷洒装置进入搅拌锅，最后加入一定比例。

5. 再生混合料运输、摊铺

为防止沥青混合料与车厢底相粘结，车厢内应涂一薄层油水（柴油：水为1：3）混合液，不得出现积聚现象。不符合要求或已结成团块、已遭雨淋、花白料、油过大的混合料不得铺筑。

旧路面有脏物尘土时要清除干净。当粘有土块时，应用水刷净，待表面干燥后喷洒粘层乳化沥青。喷洒量为纯沥青用量0.2～0.3kg/m²。

采用VOGELE2100-3L沥青摊铺机摊铺混合料，熨平板不需加热。摊铺机摊铺时必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺，不得随意变换速度或者中途停顿，推铺速度宜控制在2～4m/min范围内，螺旋布料器旋转应保持匀速以减少离析。混合料最大矿料粒径与摊铺层厚度应相匹配，单层摊铺厚度不宜小于公称最大粒径的3倍。

摊铺气温不得低于5℃，摊铺中遇雨立即停止摊铺，清除未压实成型的混合料，遭雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机推铺。

6. 混合料碾压

为防止碾压产生推挤，碾压时，应控制压路机行进的速度。碾压分初压、复压和终压：

①初压第一遍不加振动，以防止乳液的流失，后振压2遍，一般采用1.5~3km/h的行进速度进行控制，碾压由边缘向中间，并注意错轴宽度且不漏压。

②复压采用高频率低振幅模式碾压，一般采用2～4km/h的行进速度进行控制。

③终压使用胶轮压路机碾压收面，为防止冷再生下面层破坏，压路机应不间断的进行碾压，当碾压至不再出现水迹或提浆现象为止，一般采用2～4km/h的行进速度进行控制。

碾压遵循以下程序：先轻后重、先慢后快、适时碾压、先静后振、直进直出、分段碾压、打斜摸平。机械组合碾压方式如下。

7. 养生及开放交通

冷再生层在加铺上层结构前必须进行养生，养生时间不宜少于7d。当满足以下两个条件之一时，可以提前结束养生：①再生层可以取出完整的芯样；②再生层含水率低于2%。

在封闭交通的情况下养生时，可进行自然养生，一般无需采取措施。

在开放交通的条件下养生时，再生层在完成压实至少2d后方可开放交通，但应严格限制重型车辆通行，行车速度应控制在40km/h以，并严禁车辆在再生层上掉头和急刹车。

养生完成后，在铺筑上层沥青层前应喷洒黏层。

8. 检测

各项指标的检验完成后，表面均匀无松散现象。各项质量指标应满足标准要求。

碾压完成后进行压实度检测，压实度≥99%。

路面外观表面平整密实，无明显轮迹、裂痕离析等缺陷，满足设计要求；摊铺宽度、厚度、平整度满足设计设计要求。

水泥和粉煤灰比例为8:2时，各项性能指标参数如下：

水泥和矿粉比例为8:2时，各项性能指标参数如下：

随着粉煤灰、矿粉比例的增加，空隙率，理论最大相对密度逐渐增大；最大干密度，最佳含水率，毛体积相对密度，干湿劈裂强度比，冻融劈裂强度，动稳定度逐渐减小。

Claims

1.一种乳化沥青冷再生下面层混合料的施工工艺，其特征在于：所述乳化沥青冷再生下面层混合料由如下质量百分数的组份组成：混合料、占混合料质量3.8%的沥青和占混合料质量1.5%的水，其中，混合料由如下质量百分数的组份组成：水泥和粉煤灰：10-20mm的粗集料：9.5-26.5mm的RAP：0-9.5mm的RAP：0-5mm的细集料的比例为1.8:24.2:29:33:12；水泥和粉煤灰的质量比为8:2；

所述施工工艺包括铣刨、沥青路面材料回收、破碎筛分、拌合、运输、摊铺、碾压、养生的整体施工工艺，具体包括如下步骤：

第一步，铣刨、破碎筛分：

所述铣刨机的铣刨速度为3.5m/min；

第二步，拌和：

按比例分别称取各组份，其中，10-20mm的粗集料、9.5-26.5mm的RAP、0-9.5mm的RAP和0-5mm的细集料通过上料机，水泥和粉煤灰通过储存罐，乳化沥青通过喷洒装置进入搅拌锅，搅拌均匀，最后加入水，进行充分拌和30s后，到达出料仓，得到乳化沥青冷再生混合料；

所述乳化沥青冷再生混合料中，乳化沥青厂拌冷再生油石比为3.8%，水1.5%和水泥用量1.44%、粉煤灰用量0.36%；

第三步，运输、摊铺：

所述摊铺速度为2-4m/min；

第四步，碾压：

碾压分为初压、复压、终压三步，初压采用双钢轮振动式压路机，静压1遍，振压2遍，碾压由边缘向中间，并注意错轴宽度且不漏压，速度为1.5-3km/h；复压采用单钢轮振动式压路机，振压2遍，高频率低振幅模式碾压，速度为2-4 km/h；终压采用胶轮压路机揉压8遍及以上，收面至没有轮迹出现为止，速度为2-4 km/h；

第五步，养生：

乳化沥青冷再生下面层混合料在封闭交通的情况下自然养生且不少于7d，在开放交通的条件下养生时，再生层在完成压实至少2d后再生层含水率低于2%后方可开放交通，在再生层上均匀喷洒慢裂乳化沥青，且限制重型车辆通行，行车速度控制在40km/h以下，并严禁车辆在再生层上掉头和急刹车；

养生方式采用自然养生。

2.根据权利要求1所述的一种乳化沥青冷再生下面层混合料的施工工艺，其特征在于：第五步中所述慢裂乳化沥青有效含量为30%，喷洒用量折合沥青后为0.05-0.2kg/m²。