專利名稱：用于路面攤鋪的冷再生瀝青混合料處理方法
技術領域：
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：
半剛性基層瀝青路面的改建及修復，會產(chǎn)生大量的舊瀝青路面材料，從保護環(huán)境和節(jié)約資源方面考慮，這部分舊瀝青路面材料應該全部再生利用。根據(jù)對再生技術的分析，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、研究分析舊瀝青路面材料的再生利用，但在工程實際應用中仍存在若干關鍵技術問題需要深入研究。為此，本發(fā)明人根據(jù)高速公路改建工程實踐，對原半剛性基層的可用性判斷、含冷再生層的改建結構厚度確定方法、冷再生上基層的結構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系及冷再生混合料的材料組成設計進行了系統(tǒng)研究，進而提出本發(fā)明專利申請。所謂"模量"，即產(chǎn)品在力學指標、結構上可作為綜合考察指標的工業(yè)參數(shù)，針對不同產(chǎn)品，通常通過力學試驗和經(jīng)驗來確定。 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，遠遠不能滿足快速發(fā)展的高速公路建設的需要，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口 ，而進口瀝青的價格之高往往令人膛目結舌，為了節(jié)省投資、加快建設速度，在修筑高速公路時只好選用較薄的瀝青路面，這也導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，我國的交通運輸業(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，為了適應交通運輸?shù)男枨?，建設、設計、施工各方面只有對基層的承載力做出更高的要求，強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構。據(jù)統(tǒng)計，目前半剛性基層瀝青路面是我國高速公路的主要路面結構類型，約占總里程的75%多。該路面結構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為半剛性基層瀝青路面的主要優(yōu)點是①板體性強、承載力大、彎沉??；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計思想是建立在基層作為承重層的基礎上的，基層的疲勞損壞就等于整個路面結構的破壞；③半剛性基層的強度、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重，導致了大量的設計年限為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行大修。這種路面在進行大修時，瀝青面層首先被銑刨掉，面層的銑刨就帶了兩個必須解決的問題一、瀝青面層以下的路面結構承載能力的判斷問題，以決定這些路面結構層的利用方式；二、回收的舊瀝青路面材料RAP(reclaimed asphalt pavement)的處置問題。目前路面結構設計，無論是新建還是改建，都越來越體現(xiàn)為一個技術-經(jīng)濟問題，所以本發(fā)明將壽命周期費用分析引入瀝青路面改建結構設計，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)學方法對冷再生路面結構的有限元分析，綜合考慮冷再生上基層模量對路基頂面最大壓應變、冷再生上基層最大拉應變和面層最大剪應力的影響，冷再生上基層模量的理想范圍是3000 4000MPa。結合冷再生瀝青混合料的室內(nèi)試驗結果，只要冷再生上基層的模量大于2200MPa，就可以滿足結構和材料的性能要求。 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，用于鋪筑新路面結構層，其使用效果與新瀝青混合料相當或接近，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，還有利于處治廢棄的瀝青路面材料，節(jié)約能源，保護環(huán)境，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 總之，最大程度地利用原路面結構和路面材料對高速公路瀝青路面進行大修，既可以實現(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)境污染和處理費用的前提下，全面恢復或提高原路面的路用性能，實現(xiàn)高速公路社會效益、經(jīng)濟效益與環(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配要求，通過篩網(wǎng)將銑刨料分成細
集料部分及粗集料部分，并對大于級配所要求粗集料粒徑的過大顆粒部分進行再次破碎，
破碎后的銑刨料經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗、細兩檔，就可以繼續(xù)利用了。篩分后的RAP按粗、細不同進行分類堆放，同時由于RAP的含水量不宜過大，堆放地點必須進行硬化，對細的RAP
材料應采取防雨措施。
( 二 )將RAP材料運至拌和廠拌和、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送至施工現(xiàn)場。
(三)運輸與攤鋪冷再生瀝青混合料 運輸車輛在裝料過程中前后移動，分幾堆裝料，以減少冷再生瀝青混合料的離析。運輸過程中，運料車輛均應有篷布覆蓋并扣牢，主要目的是防止乳化瀝青在運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)不斷地攤鋪于基層上，形成上基層。攤鋪
過程中不應隨意變換速度或中途停頓。(四)壓實冷再生瀝青混合料 根據(jù)通常的路面施工規(guī)范，通過初壓、復壓、終壓三個階段完成。
(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取出完整的冷再生瀝青混合料上基層芯樣作為結束養(yǎng)生工作的最終評判指標。 據(jù)此，達到了提高道路的通行服務水平，保護環(huán)境，節(jié)約不可再生資源，以及保護施工人員的身體健康的社會效益。同時，最大程度的利用了原路面結構和路面材料，實現(xiàn)了社會、經(jīng)濟、環(huán)保效益的最佳統(tǒng)一。
具體實施例方式
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材料運至拌和廠拌和，集中破碎和篩分；(三)冷再生瀝青混合料的運輸；(四)冷再生瀝青混合料的壓實；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配要求，設置粒徑10mm和30mm的兩道篩網(wǎng)，將銑刨料分成10mm以下的細集料部分及10 30mm的粗集料部分。為了充分利用銑刨料，通過破碎設備，對30mm以上大顆粒部分進行再次破碎，破碎后的銑刨料再經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗、細兩檔，就可以繼續(xù)利用了。篩分后的RAP按粗、細不同進行分類堆放，同時由于RAP的含水量不宜過大，堆放地點必須進行硬化，對細的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，應用冷再生瀝青混合料拌和設備進行RAP混合料的拌和加工，得到均一混合物。適宜的拌和時間根據(jù)實際情況調(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、無水泥或礦粉結塊成團現(xiàn)象，和易性良好。嚴格控制冷再生瀝青混合料的拌和時間，若過度拌和，可能導致乳化瀝青提前破乳，而拌和不充分則可導致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行儲存，必須馬上運送至施工現(xiàn)場。
(三)冷再生瀝青混合料的運輸 運輸車輛保持干凈清潔。運輸車輛在裝料過程中前后移動，分幾堆裝料，以減少冷再生瀝青混合料的離析。運輸過程中，運料車輛均應有篷布覆蓋并扣牢，主要目的是防止乳化瀝青在運輸過程中因水分散失過快而提前破乳。 一臺攤鋪機的攤鋪寬度不宜超過6m，通常應采用兩臺或以上相同型號的攤鋪機組成梯隊聯(lián)合攤鋪，相鄰兩臺攤鋪機應具有相同的壓實能力，攤鋪間距一般為10 20m，前后兩臺攤鋪機軌道重疊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)不斷地攤鋪，攤鋪過程中不應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)，當發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時，應分析原因，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)能力應根據(jù)攤鋪速度進行控
制，可用下式計算 Q = 60XSXbXhXR 式中
Q—一拌和站每臺機小時產(chǎn)量，t/h ;S—一攤鋪機行進速度，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
冷再生瀝青混合料需要比熱拌瀝青混合料更大的壓實功才能被充分壓密。
根據(jù)公路施工技術規(guī)范進行冷再生瀝青混合料的壓實，過程分初壓、復壓、終壓三個階段。(1)初壓
采用1 2臺8 12t雙鋼輪壓路機靜壓1 2遍(輪跡重疊輪寬的1/2左右，往返1個來回為1遍)、中或低檔位振壓1 2遍，緊跟攤鋪機進行碾壓，并保持較短的初壓區(qū)長度(30 50m)。
(2)復壓 宜先采用2臺35t以上單鋼輪壓路機低或中檔位振壓3 4遍，不宜開高檔振動；再采用2臺30t以上輪胎式壓路機揉壓3 4遍，以基本消除輪跡為宜。復壓應緊跟在初壓后開始，且不宜隨意停頓。壓路機碾壓段的總長度應盡量縮短，通常不超過60 80m。采用不同型號的壓路機組合碾壓時宜安排每一臺壓路機作全面碾壓，防止不同部位的壓實度不均勻。在復壓過程中，用3m直尺連續(xù)檢測碾壓平整度，當發(fā)現(xiàn)有凸埂時，應及時采用振動壓路機沿橫向順埂振壓消除。
(3)終壓 宜采用1臺8 12t雙鋼輪壓路機靜壓1 2遍。終壓應緊跟復壓，經(jīng)終壓后已
無明顯輪跡時，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及時靜置養(yǎng)生，養(yǎng)生期通常為10 14d，以可以用鉆孔取芯機取出完整的冷再生瀝青混合料上基層芯樣作為結束養(yǎng)生工作的最終評判指標。 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，使兩層瀝青結構層緊密聯(lián)結。 據(jù)此，完成路面施工。
權利要求
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配要求，通過篩網(wǎng)將銑刨料分成細集料部分及粗集料部分，并對大于級配所要求粗集料粒徑的過大顆粒部分進行再次破碎，破碎后的銑刨料再經(jīng)篩網(wǎng)過篩后分成粗、細集料部分；篩分后的RAP按粗、細不同，在經(jīng)過硬化的地點進行分類堆放，并對細的RAP材料應采取防雨措施；(二)將RAP材料運至拌和廠拌和、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)量比例進行拌和加工，得到均一混合物，拌和后的再生冷料馬上運送至施工現(xiàn)場；(三)運輸與攤鋪冷再生瀝青混合料，運輸車輛在裝料過程中前后移動，分幾堆裝料，以減少冷再生瀝青混合料的離析；運輸過程中，運料車輛均有篷布覆蓋并扣牢，以防止乳化瀝青在運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)壓實冷再生瀝青混合料，通過初壓、復壓、終壓三個碾壓階段完成；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)權利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(一)中的細集料及粗集料粒徑分別為10mm以下及10 30mm。
3. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(三)是通過攤鋪機進行攤鋪，且一臺攤鋪機的攤鋪寬度不超過6m，采用兩臺或以上相同型號的攤鋪機組成梯隊聯(lián)合攤鋪，相鄰兩臺攤鋪機具有相同的壓實能力，攤鋪間距為10 20m，前后兩臺攤鋪機軌道重疊30 60mm，且保證縱向接縫為濕接縫。
4. 根據(jù)權利要求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)，并在攤鋪過程中對混合料出現(xiàn)明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕及時予以消除。
5. 根據(jù)權利要求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行控制Q = 60XSXbXhXR式中Q——拌和站每臺機小時產(chǎn)量，t/h ;S——攤鋪機行進速度，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)權利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟(四)中的初壓、復壓、終壓三個階段，分別通過下列步驟進行(1)初壓，采用1 2臺8 12t雙鋼輪壓路機靜壓1 2遍，輪跡重疊輪寬的1/2、中或低檔位振壓1 2遍，緊跟攤鋪機進行碾壓，并保持30 50m的初壓區(qū)長度；(2) 復壓，采用2臺35t以上單鋼輪壓路機低或中檔位振壓3 4遍；再采用2臺30t以上輪胎式壓路機揉壓3 4遍，以基本消除輪跡為宜；復壓緊跟在初壓后開始，復壓過程中無停頓，壓路機碾壓段的總長度不超過60 80m ;(3) 終壓，采用1臺8 12t雙鋼輪壓路機靜壓1 2遍，終壓緊跟復壓，經(jīng)終壓后無明顯輪跡時完成終壓步驟。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述復壓步驟采用不同型號的壓路機組合碾壓，每一臺壓路機作全面碾壓，防止不同部位的壓實度不均勻，并在復壓過程中，用3m直尺連續(xù)檢測碾壓平整度，當發(fā)現(xiàn)有凸埂時，采用振動壓路機沿橫向順埂振壓消除。
8. 根據(jù)權利要求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取出完整的冷再生瀝青混合料上基層芯樣作為結束養(yǎng)生工作的最終評判指標。
9. 根據(jù)權利要求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密，并做好路肩排水的步驟。
10. 根據(jù)權利要求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，使兩層瀝青結構層緊密聯(lián)結。
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材料運至拌和廠拌和、集中破碎和篩分，拌和后的再生冷料馬上運送至施工現(xiàn)場；(三)運輸與攤鋪冷再生瀝青混合料；(四)壓實冷再生瀝青混合料，通過初壓、復壓、終壓三個碾壓階段完成；以及，(五)養(yǎng)生而完成。據(jù)此，最大程度的利用了原路面結構和路面材料，實現(xiàn)了社會、經(jīng)濟、環(huán)保效益的最佳統(tǒng)一。
文檔編號E01C7/32GK101768912SQ20101000023
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月5日 優(yōu)先權日2010年1月5日
發(fā)明者劉輝明, 孫斌, 江濤, 譚生光 申請人:江西贛粵高速公路股份有限公司