沥青路面铣刨回收料(RAP)再利用厂拌柔性基层施工关键技术

沥青路面铣刨回收料 (RAP) 再利用厂拌柔性基层施工关键技术
摘要：随着我国高速公路改扩建项目的进一步扩大，沥青路面铣刨回收料（RAP）冷再生技术应用具有较大建筑市场和可观的经济效益，符合当前国家鼓
励的绿色节能环保原则,有效降低道路工程造价。

本文作者结合参与已施工的国
内京台高速山东段、沪陕高速合大安徽段改扩建工程，着重从RAP的生产与管理、乳化沥青制备与生产工艺、乳化沥青冷再生配合比设计、冷再生拌合设备工装及
拌合工艺等方面关键技术进行研究。

为以后在既有机场道路、高速公路、市政道
路及大型广场等沥青路面的大中修、改扩建等类似工程积累经验。

关键词：RAP再利用厂拌柔性基层施工关键技术
1.工程简介
京台高速公路泰安至枣庄段改扩建项目位于山东省，全长33.6km，其中双侧
拼宽段23.7km，分离式加宽段10km，冷再生沥青基层在路基双侧拼宽段；沪陕
高速合大安徽段工程类似。

冷再生沥青基层的设计参数如下表1：
表1冷再生沥青混合料基层的设计参数
由上表看：目前国内冷再生材料设计指标相对比较完善，但面对废旧沥青路面材料再利用，控制RAP材料的均匀性、稳定性、耐久性和作为路面基层材料需要承受路面荷载的重要结构层都无成熟的案例可套用。

本文笔者从RAP的生产与管理、乳化沥青制备与生产工艺、乳化沥青冷再生配合比设计、冷再生材料拌合设备工装及工艺等关键技术方面来开展分析研究。

2.RAP的生产与管理技术
2.1 RAP质量检测指标
研究采用室内试验、实体工程试验段性能检测与理论分析相结合的方法进行,对原路面进行路况检测与评价并划分铣刨路段。

通过室内试验研究，分析旧路面材料的老化程度、RAP级配，并进行材料结构参数性能试验（详见表2）。

表2 RAP设计参数
2.2 RAP的施工工艺流程
施工准备→铣铇→RAP运输→RAP筛分及存储。

在路面铣刨过程中，为了得
到较合理的粒径铣铇料，控制铣刨机的刀头形状、数量及铣刨速度是关键。

通过
研究控制铣铇机的刀头形状、数量及速度是可保障RAP级配与理论配合比要求的
级配相符，因此选择铣铇机类型后通过改装刀头形状及数量是关键，同时采用改
装后的铣刨机分两层进行铣刨，铣刨速度2m/min。

RAP运输应保持洁净,防止雨
水浸润；RAP的筛分和储存，将老路铣铇后的RAP运入场内，装入筛分机冷料斗，经过传送带送入筛网，经过筛网装置筛出每档RAP集料，再经过传送带输出，筛
分后的分段集料进行分仓堆放。

要得到较好的级配，筛网安置角度、振动频率尤
为重要，为了能得到较好RAP集料级配料，对筛网安放角度进行试验，同时对铣
刨料筛分料进行取样，根据筛分结果级配符合要求，并且效率最高的是将筛网安
置角度为30~35度之间，频率为50HZ能达到RAP的配比要求。

筛网工作原理：RAP进入冷料斗，通过传送带输入至最上层筛网内，筛分的同时通过一对电机对
筛网进行振动，通过最上层筛网对大于32mm RAP进行第一次筛出，然后进入第
二层筛网，筛出20-30mm RAP，在经过第三层筛网筛出5-10mm RAP，最后0-5mm
落入最下层，筛分出的每档料经过传送带筛出（详见图1）。

图1筛分机筛分过程示意图
根据筛网安放角度、高度及振动频率，RAP通过每种孔径的筛网均匀的筛出
较好的级配，通过传送带送出。

筛分后的RAP分为三种级配，分别是0～5 mm、5～10 mm和10～30 mm。

RAP存储，RAP筛分后需要分仓存储，存储时堆放高度
是十分重要的，如果堆放高度过高，由于RAP附着了少量沥青，会让RAP结块，
那样对冷料仓进行堵塞，如果堆放高度过低，会极大程度上浪费存储料仓资源，
需要对RAP堆放高度进行确定，因此采用模拟试验对堆放高度进行确定。

经过模
拟预压得出2.5m，3m两组堆载实验RAP状态较为松散，考虑到大面积存储，避
免不必要的浪费，因此选择2.5-3m堆放高度，最大程度上利用存储空间，料仓
隔墙应大于3m进行砌筑，堆放天数为4天，堆放高度不得大于3m，符合规范要求。

3.乳化沥青生产方法与生产制备
RAP经过改装筛分机进行筛分，得出不同分段的RAP集料级配，通过对RAP
沥青抽提试验得出需要新加入制备的乳化沥青，增加其粘附性、改变破乳速度及
提升后期的新拌混合料力学等技术性能，为了得到需要的乳化沥青，对常规的乳
化沥青生产方法及其乳化沥青加工设备进行研究。

3.1乳化沥青生产方法
研究乳化剂与基质沥青的配伍型以及乳化沥青的破乳时间，并与加入水泥的
初凝时间及施工时间的关系，通过调整掺配比例、PH值、液体温度、水的占比得
到新制备的乳化沥青加工配比，经混合料性能检测分析总结，形成一种新生产的
乳化沥青配比及加工方法。

乳化沥青加工用的基质热沥青温度在135-140℃之间，皂液温度控制在35-40℃之间，加工时，基质沥青与皂液通过各自管道按比例汇
聚于胶体磨，出磨的乳化沥青在进罐前应增加一套降温控温设备，控制乳化沥青
在进罐前的温度在60-70℃，防止因温度偏高出现破乳现象。

其RAP冷再生乳化
沥青要具有裹覆型、柔性、比表面积大等特点，其作为一种绿色、低碳环保经济
的再生技术，既能大量利用废旧沥青混合料，节约资源，降低成本；还能够提高
大中修路面品质，消除路面病害，减少反射裂缝。

3.2乳化沥青生产制备
乳化沥青生产要依据皂液和基质沥青按照一定的配方来完成，生产乳化沥青
的掺配比例一定要控制精确，其中皂液包含盐酸、水、乳化剂三种材料，严格控
制皂液的PH值，乳化沥青生产制备时的配比根据试验验证的配方，把基质沥青、乳化剂、水、盐酸通过胶体磨剪切构成（见图2所示）。

图2 乳化沥青生产制备过程
4乳化沥青冷再生混合料配合比设计及验证
通过对马歇尔击实试验击实数据分析，根据空隙率、劈裂强度等指标与配合
比的关系，调整新制备乳化沥青、水泥、RAP等各种材料配合比例，得到适合乳
化沥青冷再生厂拌要求的配合比。

通过旋转压实试验和马歇尔击实试验击实数据
对比，验证了新制备乳化沥青、水泥及RAP的掺入比例及该配合比的可行性。

5冷再生混合料拌合设备改造及工艺技术
5.1冷再生混合料拌合设备改造
冷再生拌合设备目前市场未有现成的装备，根据冷再生沥青混合料的设计性
能要求，通过改造传统拌合站，形成阶梯型拌合设备（详见图3），两个拌缸阶
梯型布置，减小设备负荷，通过末端调节装置可调整拌缸长度，从而合理控制搅
拌时间。

图3阶梯拌缸图
5.2冷再生混合料拌合工艺技术
RAP再生沥青混合料拌合时，首先将两种粗集料传送至上阶梯拌缸的前部，
拌合两种粗集料，然后将两种细集料矿粉和水泥传送至上阶梯拌缸的中部，分撒
在已初拌合粗集料上，混合集料经再次拌合后，由连接料斗传送到下阶梯拌缸内；下阶梯拌缸内的两个乳化沥青及水喷洒装置分段多次喷洒乳化沥青和水并充分拌合，成品混合料经第二搅拌轴推送至下料口，由下料斗送出，由运输皮带运送至
成品仓，装车运输至现场。

6结束语
随着我国高速公路沥青路面、城市市政沥青道路的改扩建和路面大中修的项
目增多，伴随着国家环保政策执行力度的加大，原先道路沥青铣刨料作为废弃材
料的现象将被严禁，RAP的再利用是沥青道路施工企业当前面临着的主要技术难题。

本文作者就本公司首次承揽的国内京台高速、沪陕高速等沥青路面改扩建项
目的施工，展开了RAP再利用的有关主要性能指标研究，形成一种适合于冷再生
施工的乳化沥青加工制备的成套技术、一种性能优异的乳化沥青及其制备方法及
一套适合乳化沥青冷再生混合料拌合的工装设备技术，为以后类似工程提供了较
为成熟的技术支撑，项目在保证工程质量的前提下，既做到了节能、环保，又降
低成本，取得较好的效益。

参考文献：1.于文金刘福明高建华高速公路乳化沥青厂拌冷再生基层配
比设计与施工
2.陈燕高速公路乳化沥青厂拌冷再生基层配比设计与施工
作者简介：徐书国（1973-）毕业安徽建筑工学院土木工程专业高级工程师，专业方向：公路工程。