專利名稱：用于路面攤鋪的冷再生瀝青混合料處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路工程，尤其是用于路面攤鋪的冷再生瀝青混合料處理方法。
背景技術(shù)：
半剛性基層瀝青路面的改建及修復(fù)，會(huì)產(chǎn)生大量的舊瀝青路面材料，從保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源方面考慮，這部分舊瀝青路面材料應(yīng)該全部再生利用。根據(jù)對(duì)再生技術(shù)的分析，乳化瀝青冷再生比較適合這種工程情況。由于約50%路段的半剛性基層沒有損壞，舊瀝青路面材料再生后可作為上基層使用。雖然國內(nèi)外許多地區(qū)都在試驗(yàn)、研究分析舊瀝青路面材料的再生利用，但在工程實(shí)際應(yīng)用中仍存在若干關(guān)鍵技術(shù)問題需要深入研究。為此，本發(fā)明人根據(jù)高速公路改建工程實(shí)踐，對(duì)原半剛性基層的可用性判斷、含冷再生層的改建結(jié)構(gòu)厚度確定方法、冷再生上基層的結(jié)構(gòu)模量組合分析冷再生上基層模量與冷再生混合料抗壓回彈模量的換算關(guān)系及冷再生混合料的材料組成設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，進(jìn)而提出本發(fā)明專利申請(qǐng)。所謂"模量"，即產(chǎn)品在力學(xué)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)上可作為綜合考察指標(biāo)的工業(yè)參數(shù)，針對(duì)不同產(chǎn)品，通常通過力學(xué)試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來確定。 我國的瀝青資源比較貧乏，特別是高質(zhì)量的道路瀝青數(shù)量更是少之又少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足快速發(fā)展的高速公路建設(shè)的需要，致使10余年來，絕大部分高速公路的道路瀝青不得不依賴于進(jìn)口 ，而進(jìn)口瀝青的價(jià)格之高往往令人膛目結(jié)舌，為了節(jié)省投資、加快建設(shè)速度，在修筑高速公路時(shí)只好選用較薄的瀝青路面，這也導(dǎo)致了我國高速公路瀝青路面的瀝青層普遍比國外的薄很多。與此同時(shí)，我國的交通運(yùn)輸業(yè)卻發(fā)展很快，交通量和汽車荷載都日益增加，重載車輛的數(shù)量更是大幅度提高。在只能鋪筑薄瀝青層的情況下，為了適應(yīng)交通運(yùn)輸?shù)男枨?，建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工各方面只有對(duì)基層的承載力做出更高的要求，強(qiáng)度較高的半剛性基層就成為了我國高速公路瀝青路面最普遍使用的基層結(jié)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前半剛性基層瀝青路面是我國高速公路的主要路面結(jié)構(gòu)類型，約占總里程的75%多。該路面結(jié)構(gòu)通常是由瀝青面層和半剛性基層組成。我國已開放交通的高速公路半剛性基層瀝青路面，其瀝青面層厚度多為15 16cm，半剛性基層厚20cm左右。長期以來人們普遍認(rèn)為半剛性基層瀝青路面的主要優(yōu)點(diǎn)是①板體性強(qiáng)、承載力大、彎沉小；②節(jié)省投資，可以用較少的錢修更多的路。但是經(jīng)過多年的使用，這種路面也暴露出了一些不容忽視的缺陷和不足①半剛性基層的收縮開裂以及由此引起的瀝青面層的反射裂縫；②半剛性基層的疲勞損壞，由于半剛基層瀝青路面的設(shè)計(jì)思想是建立在基層作為承重層的基礎(chǔ)上的，基層的疲勞損壞就等于整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的破壞；③半剛性基層的強(qiáng)度、模量過大問題。這些缺陷和不足以及交通流量大幅度提高和超載問題嚴(yán)重，導(dǎo)致了大量的設(shè)計(jì)年限為15年的高速公路瀝青路面在通車7 8年左右，充其量10年的時(shí)間里，就出現(xiàn)了程度不同的網(wǎng)裂、坑槽、車轍等早期損壞而必須進(jìn)行大修。這種路面在進(jìn)行大修時(shí)，瀝青面層首先被銑刨掉，面層的銑刨就帶了兩個(gè)必須解決的問題一、瀝青面層以下的路面結(jié)構(gòu)承載能力的判斷問題，以決定這些路面結(jié)構(gòu)層的利用方式；二、回收的舊瀝青路面材料RAP(reclaimed asphalt pavement)的處置問題。目前路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無論是新建還是改建，都越來越體現(xiàn)為一個(gè)技術(shù)-經(jīng)濟(jì)問題，所以本發(fā)明將壽命周期費(fèi)用分析引入瀝青路面改建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，給出了基于性能的含冷再生層的加鋪層厚度的確定方法。 通過工程數(shù)學(xué)方法對(duì)冷再生路面結(jié)構(gòu)的有限元分析，綜合考慮冷再生上基層模量對(duì)路基頂面最大壓應(yīng)變、冷再生上基層最大拉應(yīng)變和面層最大剪應(yīng)力的影響，冷再生上基層模量的理想范圍是3000 4000MPa。結(jié)合冷再生瀝青混合料的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，只要冷再生上基層的模量大于2200MPa，就可以滿足結(jié)構(gòu)和材料的性能要求。 瀝青混合料再生利用，是將需要翻修或廢棄的瀝青路面，經(jīng)過翻挖(銑刨))、回收、破碎、篩分，用新集料、新瀝青材料適當(dāng)配合，重新拌制，形成具有要求路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑新路面結(jié)構(gòu)層，其使用效果與新瀝青混合料相當(dāng)或接近，瀝青混合料的再生利用，能夠節(jié)省大量的瀝青和砂石材料，降低筑路成本，同時(shí)，還有利于處治廢棄的瀝青路面材料，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 總之，最大程度地利用原路面結(jié)構(gòu)和路面材料對(duì)高速公路瀝青路面進(jìn)行大修，既可以實(shí)現(xiàn)路用材料和資源的可持續(xù)利用、降低維修成本，又可以在盡量減少廢棄材料的環(huán)境污染和處理費(fèi)用的前提下，全面恢復(fù)或提高原路面的路用性能，實(shí)現(xiàn)高速公路社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益的和諧統(tǒng)一。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述現(xiàn)狀，本發(fā)明目的在于，提供一種用于路面攤鋪的冷再生瀝青混合料處理方法。 根據(jù)本發(fā)明所涉及的處理方法，其具體步驟包括( — )舊瀝青路面材料RAP的破碎、篩分和貯存 其根據(jù)銑刨料的尺寸和冷再生瀝青混合料的級(jí)配要求，通過篩網(wǎng)將銑刨料分成細(xì)
集料部分及粗集料部分，并對(duì)大于級(jí)配所要求粗集料粒徑的過大顆粒部分進(jìn)行再次破碎，
破碎后的銑刨料經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗、細(xì)兩檔，就可以繼續(xù)利用了。篩分后的RAP按粗、細(xì)不同進(jìn)行分類堆放，同時(shí)由于RAP的含水量不宜過大，堆放地點(diǎn)必須進(jìn)行硬化，對(duì)細(xì)的RAP
材料應(yīng)采取防雨措施。
( 二 )將RAP材料運(yùn)至拌和廠拌和、集中破碎和篩分 冷再生瀝青混合料的拌和，是將破碎篩分后的原瀝青面層銑刨料、乳化瀝青、礦粉、水泥以及水按照摻配質(zhì)量比例進(jìn)行RAP混合料的拌和加工，得到均一混合物的過程，拌和后的再生冷料馬上運(yùn)送至施工現(xiàn)場。
(三)運(yùn)輸與攤鋪冷再生瀝青混合料 運(yùn)輸車輛在裝料過程中前后移動(dòng)，分幾堆裝料，以減少冷再生瀝青混合料的離析。運(yùn)輸過程中，運(yùn)料車輛均應(yīng)有篷布覆蓋并扣牢，主要目的是防止乳化瀝青在運(yùn)輸過程中因水分散失過快而提前破乳。 冷再生瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷地?cái)備佊诨鶎由?，形成上基層。攤?br> 過程中不應(yīng)隨意變換速度或中途停頓。(四)壓實(shí)冷再生瀝青混合料 根據(jù)通常的路面施工規(guī)范，通過初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段完成。
(五)養(yǎng)生
冷再生瀝青混合料上基層碾壓完成后靜置養(yǎng)生，養(yǎng)生期通常為10 14d，以可以用鉆孔取芯機(jī)取出完整的冷再生瀝青混合料上基層芯樣作為結(jié)束養(yǎng)生工作的最終評(píng)判指標(biāo)。 據(jù)此，達(dá)到了提高道路的通行服務(wù)水平，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約不可再生資源，以及保護(hù)施工人員的身體健康的社會(huì)效益。同時(shí)，最大程度的利用了原路面結(jié)構(gòu)和路面材料，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益的最佳統(tǒng)一。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明所涉及的路面冷再生瀝青混合料處理及路面攤鋪方法，包括( 一 )將舊瀝青路面材料RAP的破碎、篩分和貯存；(二 )將RAP材料運(yùn)至拌和廠拌和，集中破碎和篩分；(三)冷再生瀝青混合料的運(yùn)輸；(四)冷再生瀝青混合料的壓實(shí)；以及，(五)養(yǎng)生。
( — )舊瀝青路面材料RAP的破碎、篩分和貯存，包括根據(jù)銑刨料的尺寸(例如，高速公路面層瀝青混合料最大粒徑26. 5mm)和冷再生瀝青混合料的級(jí)配要求，設(shè)置粒徑10mm和30mm的兩道篩網(wǎng)，將銑刨料分成10mm以下的細(xì)集料部分及10 30mm的粗集料部分。為了充分利用銑刨料，通過破碎設(shè)備，對(duì)30mm以上大顆粒部分進(jìn)行再次破碎，破碎后的銑刨料再經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗、細(xì)兩檔，就可以繼續(xù)利用了。篩分后的RAP按粗、細(xì)不同進(jìn)行分類堆放，同時(shí)由于RAP的含水量不宜過大，堆放地點(diǎn)必須進(jìn)行硬化，對(duì)細(xì)的RAP材料采取防雨措施。 ( 二 )冷再生瀝青混合料的拌和，是將破碎篩分后的原瀝青面層銑刨料、乳化瀝青、礦粉、水泥以及水按照摻配質(zhì)量比例，應(yīng)用冷再生瀝青混合料拌和設(shè)備進(jìn)行RAP混合料的拌和加工，得到均一混合物。適宜的拌和時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)并通過試拌確定，拌和后的冷再生瀝青混合料應(yīng)均勻，混合料呈褐色、無花白料、無液體流淌現(xiàn)象、無水泥或礦粉結(jié)塊成團(tuán)現(xiàn)象，和易性良好。嚴(yán)格控制冷再生瀝青混合料的拌和時(shí)間，若過度拌和，可能導(dǎo)致乳化瀝青提前破乳，而拌和不充分則可導(dǎo)致RAP等材料不能充分地被乳化瀝青裹覆。拌和后的再生冷料不宜進(jìn)行儲(chǔ)存，必須馬上運(yùn)送至施工現(xiàn)場。
(三)冷再生瀝青混合料的運(yùn)輸 運(yùn)輸車輛保持干凈清潔。運(yùn)輸車輛在裝料過程中前后移動(dòng)，分幾堆裝料，以減少冷再生瀝青混合料的離析。運(yùn)輸過程中，運(yùn)料車輛均應(yīng)有篷布覆蓋并扣牢，主要目的是防止乳化瀝青在運(yùn)輸過程中因水分散失過快而提前破乳。 一臺(tái)攤鋪機(jī)的攤鋪寬度不宜超過6m，通常應(yīng)采用兩臺(tái)或以上相同型號(hào)的攤鋪機(jī)組成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪，相鄰兩臺(tái)攤鋪機(jī)應(yīng)具有相同的壓實(shí)能力，攤鋪間距一般為10 20m，前后兩臺(tái)攤鋪機(jī)軌道重疊30 60mm，保證縱向接縫為濕接縫。 冷再生瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷地?cái)備仯瑪備佭^程中不應(yīng)隨意變換速度或中途停頓。攤鋪速度宜控制在1 3m/min范圍內(nèi)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時(shí)，應(yīng)分析原因，予以消除。 為了協(xié)調(diào)以上步驟，冷再生瀝青混合料拌和站的生產(chǎn)能力應(yīng)根據(jù)攤鋪速度進(jìn)行控
制，可用下式計(jì)算 Q = 60XSXbXhXR 式中
Q—一拌和站每臺(tái)機(jī)小時(shí)產(chǎn)量，t/h ;S—一攤鋪機(jī)行進(jìn)速度，m/min ;b—一攤鋪寬度，m;h——攤鋪層厚度，m;R—一冷再生瀝青混合料的毛體積密度，t/m3。(四)冷再生瀝青混合料的壓實(shí)
冷再生瀝青混合料需要比熱拌瀝青混合料更大的壓實(shí)功才能被充分壓密。
根據(jù)公路施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行冷再生瀝青混合料的壓實(shí)，過程分初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段。(1)初壓
采用1 2臺(tái)8 12t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1 2遍(輪跡重疊輪寬的1/2左右，往返1個(gè)來回為1遍)、中或低檔位振壓1 2遍，緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，并保持較短的初壓區(qū)長度(30 50m)。
(2)復(fù)壓 宜先采用2臺(tái)35t以上單鋼輪壓路機(jī)低或中檔位振壓3 4遍，不宜開高檔振動(dòng)；再采用2臺(tái)30t以上輪胎式壓路機(jī)揉壓3 4遍，以基本消除輪跡為宜。復(fù)壓應(yīng)緊跟在初壓后開始，且不宜隨意停頓。壓路機(jī)碾壓段的總長度應(yīng)盡量縮短，通常不超過60 80m。采用不同型號(hào)的壓路機(jī)組合碾壓時(shí)宜安排每一臺(tái)壓路機(jī)作全面碾壓，防止不同部位的壓實(shí)度不均勻。在復(fù)壓過程中，用3m直尺連續(xù)檢測碾壓平整度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有凸埂時(shí)，應(yīng)及時(shí)采用振動(dòng)壓路機(jī)沿橫向順埂振壓消除。
(3)終壓 宜采用1臺(tái)8 12t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1 2遍。終壓應(yīng)緊跟復(fù)壓，經(jīng)終壓后已
無明顯輪跡時(shí)，可完成終壓。(五)養(yǎng)生 冷再生瀝青混合料上基層碾壓完成后應(yīng)及時(shí)靜置養(yǎng)生，養(yǎng)生期通常為10 14d，以可以用鉆孔取芯機(jī)取出完整的冷再生瀝青混合料上基層芯樣作為結(jié)束養(yǎng)生工作的最終評(píng)判指標(biāo)。 工地現(xiàn)場須根據(jù)具體情況配備足夠數(shù)量的彩條布或PU薄膜類防雨圈材，在下雨前必須將養(yǎng)生路段的再生上基層覆蓋嚴(yán)密，并做好路肩排水。 冷再生瀝青混合料上基層與下面層之間須鋪灑粘層油，使兩層瀝青結(jié)構(gòu)層緊密聯(lián)結(jié)。 據(jù)此，完成路面施工。
權(quán)利要求
一種用于路面攤鋪的冷再生瀝青混合料處理方法，其步驟包括(一)舊瀝青路面材料RAP的破碎、篩分和貯存，其根據(jù)舊瀝青路面銑刨料的尺寸和冷再生瀝青混合料的級(jí)配要求，通過篩網(wǎng)將銑刨料分成細(xì)集料部分及粗集料部分，并對(duì)大于級(jí)配所要求粗集料粒徑的過大顆粒部分進(jìn)行再次破碎，破碎后的銑刨料再經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗、細(xì)集料部分；篩分后的RAP按粗、細(xì)不同，在經(jīng)過硬化的地點(diǎn)進(jìn)行分類堆放，并對(duì)細(xì)的RAP材料應(yīng)采取防雨措施；(二)將RAP材料運(yùn)至拌和廠拌和、集中破碎和篩分，其中，冷再生瀝青混合料的拌和，是將破碎篩分后的原瀝青面層銑刨料、乳化瀝青、礦粉、水泥以及水按照通常的摻配質(zhì)量比例進(jìn)行拌和加工，得到均一混合物，拌和后的再生冷料馬上運(yùn)送至施工現(xiàn)場；(三)運(yùn)輸與攤鋪冷再生瀝青混合料，運(yùn)輸車輛在裝料過程中前后移動(dòng)，分幾堆裝料，以減少冷再生瀝青混合料的離析；運(yùn)輸過程中，運(yùn)料車輛均有篷布覆蓋并扣牢，以防止乳化瀝青在運(yùn)輸過程中因水分散失過快而提前破乳；冷再生瀝青混合料以緩慢、均勻、連續(xù)不斷的方式攤鋪于基層上；(四)壓實(shí)冷再生瀝青混合料，通過初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)碾壓階段完成；以及，(五)養(yǎng)生，冷再生瀝青混合料上基層碾壓完成后靜置養(yǎng)生10～14d。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(一)中的細(xì)集料及粗集料粒徑分別為10mm以下及10 30mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(三)是通過攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，且一臺(tái)攤鋪機(jī)的攤鋪寬度不超過6m，采用兩臺(tái)或以上相同型號(hào)的攤鋪機(jī)組成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪，相鄰兩臺(tái)攤鋪機(jī)具有相同的壓實(shí)能力，攤鋪間距為10 20m，前后兩臺(tái)攤鋪機(jī)軌道重疊30 60mm，且保證縱向接縫為濕接縫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，冷再生瀝青混合料攤鋪速度控制在1 3m/min范圍內(nèi)，并在攤鋪過程中對(duì)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕及時(shí)予以消除。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其特征在于，冷再生瀝青混合料拌和站的生產(chǎn)能力根據(jù)攤鋪速度通過以下公式進(jìn)行控制Q = 60XSXbXhXR式中Q——拌和站每臺(tái)機(jī)小時(shí)產(chǎn)量，t/h ;S——攤鋪機(jī)行進(jìn)速度，m/min ;b——攤鋪寬度，m;h——攤鋪層厚度，m;R——冷再生瀝青混合料的毛體積密度，t/m3。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(四)中的初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段，分別通過下列步驟進(jìn)行(1)初壓，采用1 2臺(tái)8 12t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1 2遍，輪跡重疊輪寬的1/2、中或低檔位振壓1 2遍，緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，并保持30 50m的初壓區(qū)長度；(2) 復(fù)壓，采用2臺(tái)35t以上單鋼輪壓路機(jī)低或中檔位振壓3 4遍；再采用2臺(tái)30t以上輪胎式壓路機(jī)揉壓3 4遍，以基本消除輪跡為宜；復(fù)壓緊跟在初壓后開始，復(fù)壓過程中無停頓，壓路機(jī)碾壓段的總長度不超過60 80m ;(3) 終壓，采用1臺(tái)8 12t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1 2遍，終壓緊跟復(fù)壓，經(jīng)終壓后無明顯輪跡時(shí)完成終壓步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述復(fù)壓步驟采用不同型號(hào)的壓路機(jī)組合碾壓，每一臺(tái)壓路機(jī)作全面碾壓，防止不同部位的壓實(shí)度不均勻，并在復(fù)壓過程中，用3m直尺連續(xù)檢測碾壓平整度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有凸埂時(shí)，采用振動(dòng)壓路機(jī)沿橫向順埂振壓消除。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(五)養(yǎng)生，是以可以用鉆孔取芯機(jī)取出完整的冷再生瀝青混合料上基層芯樣作為結(jié)束養(yǎng)生工作的最終評(píng)判指標(biāo)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述步驟(五)養(yǎng)生，還包括在下雨前將養(yǎng)生路段的再生上基層覆蓋嚴(yán)密，并做好路肩排水的步驟。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，冷再生瀝青混合料上基層與下面層之間鋪灑粘層油，使兩層瀝青結(jié)構(gòu)層緊密聯(lián)結(jié)。
全文摘要
一種用于路面攤鋪的冷再生瀝青混合料處理方法，其步驟包括(一)舊瀝青路面材料RAP的破碎、篩分和貯存；(二)將RAP材料運(yùn)至拌和廠拌和、集中破碎和篩分，拌和后的再生冷料馬上運(yùn)送至施工現(xiàn)場；(三)運(yùn)輸與攤鋪冷再生瀝青混合料；(四)壓實(shí)冷再生瀝青混合料，通過初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)碾壓階段完成；以及，(五)養(yǎng)生而完成。據(jù)此，最大程度的利用了原路面結(jié)構(gòu)和路面材料，實(shí)現(xiàn)了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益的最佳統(tǒng)一。
文檔編號(hào)E01C7/32GK101768912SQ20101000023
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者劉輝明, 孫斌, 江濤, 譚生光 申請(qǐng)人:江西贛粵高速公路股份有限公司