冷再生添加劑的應用分析

Maintenance Machinery & Construction Tchnology養護機槭&施工技術(shù)RMCM冷再生添加劑的應用分析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用問(wèn)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.再生機理及其施工工藝等進(jìn)行了系統分析。結果表明:冷再生添加劑在冷再生施工中起著(zhù)關(guān)鍵作用,其應用前景廣闊。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 Key words U cold recycling; additive; emulsified asphalt; foamed asphalt中圖分類(lèi)號:U414.1文獻標識碼: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(guò)程中,瀝青面層材料會(huì )在溫度、車(chē)輛荷載.水等因素的影響下老化而失去粘聚作用,隨著(zhù)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(huì )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(chē)總里程達到3.48x10* km用 就是恢復面層或基層材料中結合料的粘聚作用，進(jìn)-步(包括從2006年開(kāi)始納入統計范疇的1.55x100 km村道),高恢復 其強度和穩定性,恢復瀝青路面材料的路用性能。速公路達4.54x10* km。截至2007年年底,中國高速公路通車(chē)總里程已達5.36x10 km。伴隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展,車(chē)2 常用添加劑的應用輛的大型化、行車(chē)渠道化以及超載現象使中國公路在使用過(guò)程中出現不同程度的破壞，尤其在大修養護過(guò)程中,養護瀝青路面冷再生過(guò)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(lái),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(lái),并在公路養護過(guò)程中得到了廣泛的應用。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。加可以采用預撒的方式，也可以通過(guò)機載-體式擻布裝置撒布。在實(shí)際應甲時(shí)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度,一部分來(lái) 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)反應而形成的膠凝0 永泥漆加別的應湖產(chǎn)物的粘聚作用;另-部分來(lái)自于骨料之間的嵌擠作用所水泥冷再生技術(shù)主要應用于瀝青路面基層的施工中。61RMCM養護機槭&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(dòng)壓路機, 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(gè)階段使用三輪壓路機,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碾壓,碾壓至密實(shí)度不低于97%(重料、水泥及水充分拌和后就地碾壓成型,經(jīng)養生形成滿(mǎn)足使型 擊實(shí))。用要求的新路面基層。水泥的初凝時(shí)間不少于4 h,終凝時(shí)(5)養生。始終保持冷再生結構處于潮濕狀態(tài),養生時(shí)間為6~10 h,應保證施工時(shí)間。添加劑的用量必須通過(guò)對路間不少 于7天,養生期間應封閉交通。面材料的樣品進(jìn)行配合比設計試驗來(lái)確定。使用水泥作為添加劑時(shí),一般用量為4.0%-5.0%, 不宜超過(guò)5.5%。2乳你瀝青的遠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(guò)固態(tài)粉狀水泥撒布在再生機前的被再生路面上、用專(zhuān)用水篩后 ,摻入- -定量的乳化瀝青(按實(shí)際情況和要求,也可加泥稀漿攪拌輸送車(chē)按比例連續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(zhuān)用水泥撒布車(chē)布料3種添加方式2。強度和平整度的基層碾壓，使其恢復到黑色路面性能的路2.1.1施工準備面施工工藝。乳化瀝青冷再生混合料根據其性能和工程要(1)舊路結構狀況調查。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(shí)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構[(]。耗層或封層。這種冷拌技術(shù)在環(huán)境保護和社會(huì )經(jīng)濟效益方(2)機具準備。工程開(kāi)工前.應保證設備機具完好并滿(mǎn)足面具 有熱拌瀝青混合料無(wú)法具備的優(yōu)點(diǎn)。它不僅可以節約施工需要,主要設備有:冷再生機、平地機、灑水車(chē).運送水泥能源和資源, 而且可延長(cháng)可施工季節,改善施工條件,減少汽車(chē)、振動(dòng)壓路機膠輪壓路機、三輪壓路機.推土機等。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構的骨料及填充料,大于5 mm乳化瀝青(簡(jiǎn)稱(chēng)乳液)是由2種互不相溶的物質(zhì)一瀝的骨料質(zhì)量分數應在40% -75%之間,否則應添加骨料或填充青和水通過(guò)機械分散而制得的瀝青乳濁液,瀝青以細小的料;采用強度等級為32.5級、初凝時(shí)間4 h以上和終凝時(shí)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(cháng)(宜在6 h以上)的水泥(建議采用緩凝水泥),應采用不含有瀝 青、乳化劑穩定劑和水組成。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(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,確認混合料的實(shí)際級配;根據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種水泥當采用乳化瀝青作為再生添加劑時(shí)，按質(zhì)量百分比為含量的最大干密度和最佳含水量,并在規定溫度下,保濕養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(wú)機結合料穩定材料試驗2.2.2 乳化瀝青冷再生原理規程》進(jìn)行無(wú)側限抗壓強度試驗,獲取7天標準抗壓強度,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試驗結果最終確定設計添加水泥量。料強度形成的機理。2.1.2施工程序在常溫條件下存儲時(shí)，乳化瀝青是具有良好流動(dòng)性的(1)路面清理。冷再生施工前應清理舊路路面,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,拆除舊路側石,由測量人員根據設計要求進(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^(guò)測量并標線(xiàn),確保規定銑刨寬度及深度。程中,也會(huì )出現少量的顆粒接觸團聚的現象,但這種團聚現(2)人工攤鋪水泥。按設計含灰量計算攤鋪1 m路面的水象 很少出現,不會(huì )影響乳化瀝青的質(zhì)量和使用效果。這時(shí)的泥用量,現場(chǎng)應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(jiàn)圖1(a)。(3)冷再生機破碎與速度的控制。冷再生機銑刨使舊路乳化瀝青與石料(或回收料)拌和時(shí),由于乳化瀝青顆路面及基層破碎后形成均勻混合料,銑刨速度應根據舊路粒表 面的電荷與石料表面的電荷發(fā)生了中和反應,瀝青顆結構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。此時(shí)的瀝青顆粒間存在著(zhù)水分,瀝青顆粒min。冷再生銑刨過(guò)程中應隨時(shí)檢查銑刨深度及速度,以保的 電荷沒(méi)有完全消失，還沒(méi)有牢固地結合成具有強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(shí)必須留有足夠的工作面。再生淚MHCNMHG(4)整型找平及碾壓。使用推土機進(jìn)行前期找平,并均經(jīng)過(guò)壓路機的碾壓，在水分完全蒸發(fā)和瀝青顆粒電荷勻排壓,然后使用平地機找中平細平至設計高程,橫坡平完全中和后 ,瀝青顆粒進(jìn)一步結合,部分瀝青已經(jīng)完全連接整度要符合規范要求。碾壓分3個(gè)階段進(jìn)行第1個(gè)階段使用成瀝青膜。 此時(shí)冷再生混合料的強度已經(jīng)達到開(kāi)放交通的06Maintenance Machinery & Construction Techology養護機槭&施工技術(shù)RMCM .要求,但是還沒(méi)有達到最大強度,見(jiàn)圖1()。160C-180 C熱瀝青經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的交通碾壓和高溫作用，瀝青顆粒會(huì )進(jìn)一步結合 ,形成完全固態(tài)的堅實(shí)瀝青膜。這時(shí)混合料強度達到了最大值,而且混合料結構也變得相當穩定,見(jiàn)圖1(d)。蜀張腔(a)自由流動(dòng)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(shí),可降低為2%~3%。在采用泡沫瀝青作添加劑時(shí),同時(shí)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度的同時(shí)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用(d)完全國體狀態(tài)利用泡沫瀝青對現有道路進(jìn)行冷再生具有較好的經(jīng)濟圈1凈再生乳化瀝青破乳成型的4個(gè)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(guò)程分為上述4個(gè)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度增長(cháng)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(guò)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的拌和罩殼內,進(jìn)行再加工處理,新混合料的配合比設計,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(xiàn)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(shí)加入少量的水泥。的液體。若乳化瀝青用于增加路面結構強度,處理厚度為10~(3)攤鋪、壓實(shí)成型,即使用輪胎式壓路機進(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(kāi)放所需的時(shí)間。新的瀝青表面層即可。23跑沫瀝青的應用2.4二灰的應用高溫瀝青中加入少量水就會(huì )產(chǎn)生細微的泡沫，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(shí)瀝青的物理性質(zhì)會(huì )發(fā)生變化,其黏度顯著(zhù)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(guò)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許多適量 的石灰粉煤灰和水,經(jīng)攪拌,壓實(shí)和養生,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(chēng)為泡沫瀝穩定 類(lèi)半剛性材料類(lèi)似的基層或底基層材料。青。其發(fā)泡原理見(jiàn)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(shí),通常將泡沫瀝青能夠將粗糙的材料粘結在一起，抗變形和抗生 石灰塊加水消解,過(guò)篩后使用。生石灰塊中常含有欠火疲勞性都較好,鋪設的路面強度較高,可以立即開(kāi)放交通，石灰和過(guò)火石灰,為了消除過(guò)火石灰的危害,-般石灰應但飽和或者缺少細料的路面材料不適合采用泡沫瀝青。為提 前7~10天消解錢(qián)石龍和延萬(wàn)龍由于不易消解,在使用了提高舊路面的綜合性能,可根據實(shí)際情況采用2種穩定劑時(shí)需延中國煤化工曼,陸續加入,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定劑時(shí)，瀝青罐車(chē)與再生機相連使氧化鎂得 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%,當以免過(guò)于 飛揚。6:RMCM養護機槭&施工技術(shù)Maintenance Machinery & Construction Technology石灰露天堆放會(huì )對石灰質(zhì)產(chǎn)生較大影響，應盡量縮預先徽市預先撇布短石灰的存放時(shí)間(不超過(guò)1個(gè)月)。石灰露天堆放時(shí)間較長(cháng)三灰添加劑舊鋪屈的錢(qián)糊、破碎時(shí),應覆蓋防潮?；蜻B續動(dòng)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(chǎng)的副產(chǎn)品，是磨細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,往往對其澆水。在澆過(guò)水的料堆中,粉煤灰可再生層壓實(shí)成型能產(chǎn)生粘結性并結成塊,如果粉煤灰已經(jīng)結塊,在使用前要將其粉碎并過(guò)篩粉煤灰是一種火山灰材料,同時(shí)也是一種[再生層后處理 ]硅質(zhì)或硅鋁質(zhì)材料。它本身沒(méi)有粘結性或者粘結性很小,但圈3二友作潭 加劑的凈再生工藝流瞿是當它以細分散的狀態(tài)與水和消石灰或水泥混合時(shí)，在常| 3] 結語(yǔ)溫下與氫氧化鈣發(fā)生反應能形成-種具有粘結性的化合物。粉煤灰顆粒是實(shí)心或空心的球狀顆粒,玻璃含量(非晶隨著(zhù)冷再生技術(shù)的廣泛應用、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,其次要冷再生機械施工質(zhì)量的不斷進(jìn)步，冷再生添加劑的種類(lèi)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(zhù)的經(jīng)錳和磷的氧化物。濟、社會(huì )和環(huán)境效益,冷再生添加劑的發(fā)展必將有著(zhù)更加廣粉煤灰的含碳I過(guò)多會(huì )影響其活性，室內試驗表明:闊的前景。含碳量超過(guò)約30%時(shí),混合料的強會(huì )明顯降低。粉煤灰中參考文獻:的氧化物的含量對石灰粉煤灰混合物的強度有明顯影響。[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直接影響與石灰或水泥混合后反應生機械與施工機械化2007.24(8):30 -33.成物的數量，從而影響混合料的強度。粉煤灰的顆粒愈[2]?？?高群.公路瀝 青路函葬護新技術(shù)[M].北京:人民交通出版細,表面積愈大,粉煤灰的活性愈強,混合料的抗壓強度就社,2001.愈大。[3]張憬宏.瀝青路面冷再生工藝在施工中的應用[].科技情報開(kāi)發(fā)與2.4.3 施工工藝經(jīng)濟2060.6122283.二灰作添加劑的冷再生工藝如圖3所示。預先在經(jīng)過(guò)初[4] 拾方治，馬衛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(guò)程中動(dòng)態(tài)連續加入),然后在對舊鋪層銑削破碎的過(guò)程[5] 崔鉤,高雁北, 胡得義氧化瀝青就地冷再生工藝)].筑路機械與中加入適量的水。在銑刨破碎的同時(shí)也將新集料.二灰添加施工機械化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(shí)和養收稿日期:2007-10- -20生等工作。[責任編輯:張宗濤]查詢(xún)《筑路機械與施工機械化》稿件處理請訪(fǎng)問(wèn)5http://www.roadm-china.com中國煤化工MYHCNMHG