高速公路大修工程厂拌热再生技术的应用

高速公路大修工程厂拌热再生技术的应用

孙金鑫1，贾秦龙2，薛洪华2，牛亚南2，张文涛3

[1.越秀（中国）交通基建投资有限公司，广东广州

3.陕西省交通建设集团公司，陕西西安710075]

510623；2.中交瑞通路桥养护科技有限公司，陕西西安

710075；

摘要：依托青银高速靖边至王圈梁段路面大修工程，研究了靖王高速公路回收沥青路面材料（RAP）的性能，厂拌热再生混合料

的配合比及其路用性能。结果表明：路面回收沥青的25益针入度为43.3（0.1mm），软化点为62.2益，RAP具备再生条件；经筛分0~10mmRAP掺配10%，10~20mmRAP掺配15%，再生混合料中新沥青用量为3%时，路用性能良好，其马歇尔残留稳定度为93.43%、冻融劈裂强度比86.5%、车辙试验动稳定度（5cm厚）为7250次/mm。且经济效益明显，节能环保。

关键词：沥青路面回收材料；厂拌热再生；混合料；再生拌合楼中图分类号：TU535

文献标识码：A

文章编号：1001-702X（2020）01-0142-03

ApplicationofhotmixrecyclingtechnologyinhighwayoverhaulworksSUNJinxin1，JIAQinlong2，XUEHonghua2，NIUYanan2，ZHANGWentao3

（1.YueXiuTransportInfrastructureLimited，Guangzhou510623，China；

2.CCCCRUITONGRoad&BridgeMaintenanceTechnologyCo.Ltd.，Xi'an710075，China；

3.ShaanxiProvincialCommunicationConstructionGroup，Xi'an710075，China）

Abstract：RelyingonpavementoverhaulprojectofJingbiantoWangqualiangsectionofQingyinExpressway，theperformance

ofrecycledasphaltpavementmaterial（RAP）onJingwangExpressway，themixratioofplant-mixedhotrecycledmixtureanditspavementperformancewerestudiedexperimentally.Thetestresultsshowthatthepavementreclaimedasphalthasapenetrationof43.3（0.1mm）at25益andasofteningpointof62.2益.TheRAPhasregenerationconditions；Aftersieving0~10mmRAPblend原

ing10%，10~20mmRAPblending15%，reclaimedmixturenewasphaltdosage3%，therecycledmixtureMarshallresidualstability

mixedwithhotreclaimedmixedmaterialshasgoodperformanceandobviouseconomicbenefits，energysavingandenvironmentalprotection.

is93.43%，freeze-thawsplittingstrengthratio86.5%，ruttingtestdynamicstability（5cmthick）was7250times/mm.Theplant

Keywords：recyclingasphaltpavement，hotmixregeneration，mixture，regeneratedmixingplant

厂拌热再生技术是将回收沥青路面材料（RAP）运至沥青拌和厂，经破碎、筛分后以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时）等拌制成热拌再生混合料，经摊铺机摊铺并由压路机压实成型[1]。本研究结合旧路铣刨料处理、新料生产、再生混合料生产及厂拌热再生拌合楼改造技术和再生混合料经济效益等，多方面探讨厂拌热再生技术在陕西靖王高速公路基金项目：国家自然科学基金项目（51808051）；

陕西省交通厅资助项目（18-05K）

收稿日期：2019-01-16；修订日期：2019-04-29

作者简介：孙金鑫，男，1981年生，硕士，工程师，主要从事公路养护新技术新材料研究。地址：广州市天河区珠江新城珠江西路5号国际金融中心17F，E-mail：105045026@qq.com。通讯作者：贾秦龙，地址：西安市高新区沣惠南路华晶广场B座，E-mail：798869126@qq.com。

大修中的实践应用。陕西靖王高速公路是国家规划的“五纵七横”国道主干线网络中的一段，全长约133km，2005年通车运营。原路面结构为1cm微表处+4cmAC-13上面层+5cmAC-20中面层+6cmAC-25下面层+36cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥石灰稳定土底基层。由于建设时期基层水泥含量偏高，导致基层反射裂缝10~15m一道，车道轮迹带连续或断续的纵向裂缝。针对路面病害大修方案为：铣刨原16cm沥青面层，重铺结构为4cmAC-13C改性沥青混合料上面层+6cmAC-20C厂拌热再生改性沥青混合料+7cmATB-25厂拌热再生沥青稳定碎石+橡胶沥青应力吸收层。1回收沥青路面材料性能参数

沥青路面在行车荷载、自然的光照、雨水等条件下老化，·142·新型建筑材料圆园20援01

孙金鑫，等：高速公路大修工程厂拌热再生技术的应用

性能不断衰减，因此厂拌热再生应对路面回收材料进行分析试验[2]。根据JTGF41—2008《公路沥青路面再生技术规范》，选取靖王高速路面铣刨材料，对RAP料和RAP料回收沥青的相关性能进行测试，结果见表1和表2。表1

项

表3不同型号SBS改性沥青的针入度技术要求

玉-A型跃100玉-B型80~100玉-C型60~80玉-D型40~6025益针入度（/0.1mm）SBS改性沥青型号回收沥青路面材料（RAP）性能测试结果

目

测试结果0.24.9768.18JTGF41—2008要求

臆3实测跃55同一项工程应尽量减少不同标号的沥青使用，因此新掺配沥青选择与设计相同的玉-C型SBS改性沥青[4]。2.2

项目基质沥青选用韩国SK90#沥青，添加一定量的SBS表4

SBS（玉-C型）改性沥青的技术性能

项

目

测试

结果66.70.5681.52.08548.731099.256.291.5-0.69474.433.2JTGF40—2004要求

60~80逸751.8~3.0逸30逸99臆2.5逸80臆依1.0逸70逸20含水率/%沥青含量/%

4.75mm以下的RAP砂当量/%新沥青的主要性能指标

改性剂，生产出玉-C型SBS改性沥青，其技术性能见表4。表2

项

目

RAP中回收沥青性能测试结果

测试结果43.362.25.5JTGF41—2008要求

跃2025益针入度（/0.1mm）软化点/益

15益延度（5cm/min）/cm实测实测25益针入度（/0.1mm）针入度指数PI软化点/益运动黏度135益（/Pa·s）5益延度（5cm/min）/cm

闪点/益溶解度/%

贮存稳定性[离析（48h）软化点差]/益

弹性恢复（25益）/%

TFOT（或RTFOT）后残留物

质量损失/%残留针入度比（25益）/%残留延度（5益）/cm

逸-0.4

由表1、表2可见，回收沥青路面材料的相关技术性能均符合JTGF41—2008要求。2

厂拌热再生改性沥青混合料配合比

设计及应用

厂拌热再生混合料的级配范围应符合JTGF40—2004逸230

《公路沥青路面施工技术规范》规定。路面大修结构设计中，中面层采用AC-20C厂拌热再生改性沥青混合料，设计RAP掺配比例为25%。2.1

靖王高速AC-20C厂拌热再生改性沥青混合料RAP掺新沥青型号的确定

2.3

量为25%，设计沥青为玉-C型SBS改性沥青，RAP中回收沥青25益针入度为43.3（0.1mm），再生混合料要掺加一定比例的新沥青[3]。根据JTGF41—2008要求，当回收沥青25益针入度逸30（0.1mm）时，RAP掺量在20%~30%时，厂拌热再生混合料选用的新沥青25益针入度应比设计玉-C型SBS改性沥青的25益针入度为高10（0.1mm）。根据JTGF40—2004，SBS改性沥青主要分为4种型号，如表3所示。新沥青若选择玉-B型SBS改性沥青则比玉-C型的25益针入度增大了20（0.1mm），为了便于拌合厂沥青调配使用，表6

不同筛孔（mm）通过率/%

合成级配JTGF40—2004上限JTGF40—2004下限26.510010010019.099.161009516.093.43948213.281.1486712004中密集配AC-20C沥青混合料级配要求进行。选用的AC-20C厂拌热再生混合料级配设计依据JTGF40—再生混合料的级配设计

粗、细集料及矿粉均来源于宁夏太阳山石灰岩加工厂，根据集料筛分结果，设计厂拌热再生混合料矿料的级配见表5、表6。表5

矿料规格

/mm矿料比例/%

厂拌热再生混合料矿料组成比例

5~106

3~57

0~317

矿粉3

RAPRAP（0~10）（10~20）10

15

10~2042

根据表5、表6中厂拌热再生混合料级配组成，分别添加2.2%、2.7%、3.2%、3.7%的玉-C型SBS改性沥青成型马歇尔试件，依据JTGE20—2011进行马歇尔试验，结果见表7。厂拌热再生混合料矿料级配

9.560.5969554.7560.5945352.3628.0834251.1820.7624150.6015.320120.3010.311580.157.91060.0754.95晕耘宰月哉陨蕴阅陨晕郧酝粤栽耘砸陨粤蕴杂

·143·孙金鑫，等：高速公路大修工程厂拌热再生技术的应用

由表7可见：（1）毛体积相对密度最大值对应的油石比为3.2%，稳定度最大值对应的油石比为2.9%，空隙率中值对应的油石比为2.7%对应的。取油毛石体比的积相平对均密值度作最为大OAC值、稳定1，即度OAC最大值、空隙率中值表7

AC-20C厂拌热再生混合料的马歇1=3.0%尔试验。结果

油石/%比

毛体积相对流值稳定度矿料间空隙沥青饱

密度（/g/cm3）2.2/mm/kN隙率/%率/%和度/%

2.72.37513.573.22.4212.572.4223.1713.5212.347.144.6848.10JTGF403.7

2.4154.0514.855.0714.7414.0313.3912.7

3.523.87

62.3369.6173.76要求

—2004

-2~4

跃8

12~153~665耀75

（2）当流值、矿料间隙率、沥青饱和度分别符合JTGF402.2%~3.7%—2004规定要求时，油石比分别取2.2%~3.2%（流值、矿料间（隙率矿料、间沥青隙率）饱和度、2.7%~3.7%同时JTG（沥青F40饱—和度2004）规；当值）定流、要求时，最小油石比为2.7%，最大油石比为3.2%，OACOAC2max+OACmin）/2=3.0%。=最终确定厂拌热再生混合料最佳油石比OAC=（OACOAC12）/2=3.0%。+2.4

再再生生混合料掺混合料性能验加3%玉-C证型试验

SBS改性沥青，AC-20C厂拌热再生混合料的路用性能测试结果见表8。表8

AC-20C厂拌热再生沥青混合料的路用性能

项

目

测试结果JTGF40—2004要求残留稳定度/%93.43逸85冻融劈裂强度比/%

86.5逸80车辙动稳定度（5cm厚）（/次/mm）

7250逸2800低温弯曲试验破坏应变

（-10益，50mm/min）/滋着

3044.7

逸2800

由表8可见，AC-20C厂拌热再生沥青混合料的水稳定性和抗车辙性能和低温稳定性均符合JTGF40—2004要求，且抗车辙性能最为突出[10]。2.5

该厂项目拌热再在原有生拌的间合歇楼式拌改合造

楼的基础上增加了一个平行放置的高位式烘干筒，用于加热RAP材料，RAP材料中的水蒸气以及沥青轻质油分挥发产生的蓝烟都在这一高位烘干筒中清除[5-6]。拌合楼改造过程中对加热后的RAP料采用皮带装置传送至搅拌缸，该传输方案存在缺点，加热后的再生料易散失热量并沾粘在皮带上，同时影响了再生料的计量准确性。针对项目中RAP料传输装置的设计缺陷，研究了国内先进的·144·新型建筑材料

圆园20援01

厂拌热再生拌合楼改造技术，建议热再生高位烘干滚筒加装位置应尽可能位于搅拌缸正上方或与搅拌缸之间存在较大的顺接坡度，高位烘干筒与搅拌缸之间通过密封管道连接，RAP加热料可直接由密封管道卸入搅拌缸中，这样设计可避免热料的热量损失和减少粘料，同时配合计量装置、保温措施等可生产性能优良的厂拌热再生混合料[7]。2.6

厂厂拌拌热热再再生混合料和常规生技术的经济热拌效沥青益分混合料析

从经济效益上对比，厂拌热再生混合料增加费用的项目主要有厂拌热再生拌合楼的改造、路面铣刨材料的回收及筛分处理、再生剂的添加。节省费用的项目主要有路面碎石添加量减少，一般可节省25%~40%新集料添加量[8]，新沥青添加量减少，常规热拌沥青混合料沥青用量4%以上，再生混合料新沥青用量约3%。综合单价方面，相比常规热拌沥青混合料，厂拌热再生混合料可减少10%~15%的造价。同时，厂拌热再生可应用大量路面铣刨旧料，在绿色环保、节约资源方面优势突出[9]。3结语

（1）厂拌热再生RAP料筛分不小于2档材料，存放应避免雨淋，RAP料含水率应小于3%。（2）AC-20C厂拌热再生沥青混合料RAP掺量25%、新沥青掺量3%，其马歇尔残留稳定度为93.43%、冻融劈裂强度比86.5%、车辙试验动稳定度（5cm厚）7250次/mm，低温弯曲试验破坏应变（-10益，50mm/min）3044.7滋着，该再生混合料具有良好的水稳定性、抗车辙性能和低温性能，且抗车辙性能最为突出。（3）靖王高速路面大修中AC-20C厂拌热再生沥青混合料相比常规热拌沥青混合料可直接节约成本10%~15%，且再生混合料绿色环保。参考文献：

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