銑刨機(jī)及銑刨速度對瀝青路面冷再生級配影響分析

　　摘要：通過工程實(shí)例，對陜建CM2000和維特根W2000銑刨機(jī)的銑刨速率進(jìn)行瀝青面層對比銑刨，分析銑刨后RAP料對惠河高速瀝青路面冷再生級配的影響，指導(dǎo)瀝青路面冷再生銑刨施工和級配設(shè)計(jì)。

　　關(guān)鍵詞：銑刨機(jī)、型號、速度、級配分析

　　瀝青路面冷再生施工是近年來新發(fā)展的一種路面再生施工工藝，包括廠拌冷再生和就地冷再生，是采用專用機(jī)械對舊瀝青路面材料（RAP）回收處理，并參加一定比例的新集料、新瀝青進(jìn)行常溫拌和，常溫鋪筑形成新路面結(jié)構(gòu)層的瀝青路面再生技術(shù)。目前RAP料回收主要采用銑刨機(jī)對原路面進(jìn)行銑刨回收，根據(jù)瀝青原路面結(jié)構(gòu)形式，一般采取上中下面層一次銑刨回收形式，再對RAP料進(jìn)行篩分分析，重新合成級配。

　　惠（州）-河（源）高速公路全長約80.81km，雙向四車道，設(shè)計(jì)行車速度為每小時(shí)100公里，路面為瀝青砼路面，項(xiàng)目于2003年12月全線建成通車。隨著車流量的日益劇增，以及超載車輛的增多和噸位的加大，路基出現(xiàn)不同程度破壞，瀝青砼路面老化嚴(yán)重，需對局部路段進(jìn)行大修處理。

　　惠河瀝青路面改造工程中路面冷再生工藝包括乳化瀝青冷再生及泡沫瀝青冷再生工藝，以及基層的水泥冷再生工藝。該項(xiàng)目是廣東省內(nèi)第一個(gè)瀝青路面冷再生施工項(xiàng)目，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，通過對陜建CM2000和維特根W2000銑刨機(jī)在不同的銑刨速度進(jìn)行銑刨，對比分析了RAP料的級配影響，并指導(dǎo)施工級配的設(shè)計(jì)。

　　一、 試驗(yàn)方案

　　惠河高速瀝青路面冷再生施工路段位于K75+700～K78+000（深圳方向），其中泡沫瀝青冷再生施工樁號為K75+700～K76+700，乳化瀝青冷再生施工樁號為K76+700～K78+000，原路面結(jié)構(gòu)層為4cmAK-13瀝青砼+5cmAC-20I瀝青砼+6cmAC-25I瀝青砼，并于2007年進(jìn)行了1cm微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

　　試驗(yàn)采用目前國內(nèi)常用的兩種銑刨機(jī)進(jìn)行對比：陜建CM2000及維特根W2000型銑刨機(jī)，按2m/min、4m/min、6m/min三種速度對原路面進(jìn)行銑刨，再對RAP料取樣篩分分析，檢測RAP料含水量，抽提檢測RAP料殘留瀝青含量，并進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)工作。

　　二、 銑刨控制

　　銑刨前，先對原路面進(jìn)行路況調(diào)查，選取具有代表性路段銑刨本次試驗(yàn)段選在惠河高速K76+090～K76+150（深圳方向）路段，銑刨位置為主車道，按主車道右輪跡位置進(jìn)行銑刨，每臺銑刨機(jī)銑刨長度30m。先對路面裂縫、車轍進(jìn)行詳細(xì)記錄，本次施工全路段2007年8月進(jìn)行1cm微表處施工，并在原路面主車道進(jìn)行了深層灌漿處理，銑刨位置均選取在處理后路段實(shí)施。

　　每臺銑刨機(jī)工作長度為30m，按前5m起步段RAP料廢棄處理，保持2m/min速度銑刨2.5min，共5m；4m/min速度銑刨2min，共8m；6m/min速度銑刨2min，共12m，合計(jì)30m工作面。先進(jìn)行維特根W2000型銑刨機(jī)銑刨，再采用陜建CM2000型銑刨機(jī)銑刨。

　　銑刨前在路肩先用噴漆標(biāo)好位置，確定好每臺銑刨機(jī)具體起步位置、裝料位置以及銑刨速度安排，并對機(jī)手進(jìn)行交底工作。起步路段RAP料廢棄不用，待銑刨機(jī)正常后開始裝料，不同速度RAP料分車裝料，集中堆放后再由試驗(yàn)室取樣。取樣必須具有代表性，防止RAP料離析造成對試驗(yàn)結(jié)果的影響。

　　三、 RAP料分析

　　對取樣的RAP料進(jìn)行試驗(yàn)室的篩分、含水量測定，并通過抽提檢測RAP料中殘余瀝青含量。

　　原路面瀝青砼經(jīng)過多年的通車運(yùn)行，瀝青均出現(xiàn)老化或性能指標(biāo)降低，在進(jìn)行篩分檢測時(shí)，必須采取低溫烘干方法進(jìn)行篩分，以避免高溫RAP料結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，可以采用40℃烘箱烘干2小時(shí)或采用自然晾干方式進(jìn)行篩分；含水量及瀝青含量測定與普通混合料測定方法相同；RAP料殘余瀝青含量可以采用燃燒法或抽提方法進(jìn)行測定。

　　通過篩分，兩種銑刨機(jī)不同速度下RAP料篩分結(jié)果如下表所示：

　　表1維特根W2000及陜建CM2000銑刨機(jī)RAP料篩分匯總

　　1、銑刨機(jī)不同銑刨速度下RAP料篩分結(jié)果對比如下圖所示：　

　�、佟�當(dāng)銑刨機(jī)行走速度為2m/min時(shí)，兩種銑刨機(jī)0.075mm、4.75mm、9.5mm篩孔通過率較為接近，RAP料表現(xiàn)為較細(xì)，﹤9.5mm通過率達(dá)80%以上。乳化瀝青冷再生級配中﹥9.5mmRAP料僅為20%左右，在本項(xiàng)目乳化瀝青冷再生設(shè)計(jì)配合比中該兩種材料比例約為1：1，不利于充分回收利用RAP料，篩分時(shí)會造成﹥9.5mmRAP料缺少，細(xì)料過多現(xiàn)象。

　　②、當(dāng)銑刨機(jī)行走速度為4m/min時(shí)，陜建CM2000銑刨機(jī)4.75mm以下通過率大于維特根設(shè)備，但在9.5mm以上時(shí)，粗集料比維特根通過率小4%，篩分結(jié)果顯示對乳化瀝青冷再生級配要求更為接近。

　�、�、當(dāng)銑刨機(jī)行走速度為6m/min時(shí)，兩種設(shè)備在4.75mm以下通過率基本相同，相差不大，細(xì)集料偏少，無法滿足泡沫瀝青冷再生級配中對于小于0.075mm通過率的高要求，而﹥9.5mmRAP料的通過率對于乳化瀝青冷再生的級配要求更為有利。

　　2、通過以上篩分對比，我們可以發(fā)現(xiàn)：

　�、佟�兩種銑刨機(jī)相同速率下銑刨的RAP料級配相差較小，總體表現(xiàn)為﹤4.75mm以下孔徑，陜建CM2000銑刨機(jī)比維特根W2000RAP料更細(xì)，但在4.75mm以上則維特根銑刨機(jī)的RAP料更粗，而在4.75mm處，陜建CM2000和維特根銑刨機(jī)4m/min、6m/min速度下RAP通過率基本相同；

　�、凇�銑刨速度越快，RAP料越粗。兩種銑刨機(jī)在不同速度下0.075mm的通過率均在1.0%左右，這對泡沫瀝青冷再生級配設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)范要求0.075mm的高通過率為均無法滿足要求，需要通過添加細(xì)集料來滿足配合比的要求；

　�、邸�銑刨速度越快，﹤9.5mm和≧9.5mmRAP料比例較接近，篩分后的比例以1：1為最佳。這對乳化瀝青冷再生級配設(shè)計(jì)是有利的，可以充分利用RAP料，避免造成RAP料的浪費(fèi)或再生施工時(shí)材料不足情況，充分體現(xiàn)冷再生綠色、環(huán)保的要求。

　　3、在對RAP料進(jìn)行烘干和抽提后，進(jìn)行含水量和殘余瀝青含量檢測，檢測結(jié)果如下：

　　經(jīng)過對上述三種速度下的RAP料檢測，瀝青砼路面殘余瀝青含量基本在4%左右。含水量僅為路面實(shí)際銑刨時(shí)參考值，與泡沫瀝青冷再生施工時(shí)料場堆放后的含水量有偏差。

　　四、 結(jié)束語

　　1、從這次的試驗(yàn)可以看出，無論那種銑刨機(jī)，行走速度越慢，RAP料越細(xì)，行走速度越快，則反然。這對乳化瀝青冷再生所需的分級來說，這是不利的。

　　2、在4.75mm處，陜建2m/min,維特根4m/min和維特根6m/min銑刨速度通過率大致相等。

　　3、對于維特根設(shè)備,行走速度為4m/min的比6m/min的細(xì)集料偏多,粗集料偏少。

　　4、行走速度均為4m/min時(shí),陜建設(shè)備比維特根設(shè)備細(xì)集料偏多,粗集料偏多。

　　5、RAP料的含水量在泡沫瀝青冷再生施工前需進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，以測定實(shí)際含水量，并根據(jù)配合比調(diào)整最佳拌和用水量。

　　6、乳化瀝青冷再生配合比設(shè)計(jì)中，>9.5mmRAP：<9.5mmRAP使用量約1：1，而RAP料在9.5mm篩孔的通過率約為2：3，>9.5mm篩余量較少，施工中需注意該級配以上RAP料的使用，防止出現(xiàn)出現(xiàn)缺料。