至2016年底,广东全省通车的高速公路里程已达到7 673 km,其中沥青路面达92%以上。由此可以预见在未来几年内,全省每年因沥青路面维修所产生的旧沥青混合料(RAP)将会超过200万t。为了能够妥善处理沥青路面维修过程中产生的废料,并实现广东省交通集团倡导的环保绿色工程理念,本项目在借鉴国内其他厂拌热再生项目经验的前提下[1-3],依托汕揭高速公路沥青路面车辙病害处治工程,进行厂拌热再生技术的应用推广研究。
为了便于后期的厂拌热再生沥青混合料配合比设计及生产过程中的配合比调整,降低生产过程中RAP旧矿料级配变异性产生的影响,有效提高旧料RAP的掺量[4],本项目将路面铣刨回收的RAP 旧料,经破碎筛分后分为 9.5~19mm与0~9.5mm两档级配来进行再生混合料的配合比设计。在本项目中,当RAP掺量为20%、30%时,只使用9.5~19mm档RAP;当RAP掺量为40%时,则同时使用9.5~19mm档RAP和0~9.5mm档RAP。
本项目中厂拌热再生沥青混合料参照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中的要求,结合广东地区亚热带季风气候特性,重点考虑提高沥青混合料的抗高温性能及抗水损害能力[7]。本项目采用的混合料配合比设计采用马歇尔试验法,其中确定沥青混合料的矿料级配和最佳沥青用量的整体思路与普通沥青混合料的设计思路相同。
表1 RAP中回收的旧沥青指标检测结果
检测项目试验条件与方法检测结果9.5~19mm0~9.5mm沥青含量/(%)阿布森法抽提2.845.55针入度/0.1mm25℃,100g,5s12.714.1延度/cm5cm/min5.45.6软化点/℃环球法68.071.0 135℃运动黏度/(Pa·s)布氏旋转粘度试验法1.790 1.810
考虑到旧料中的老化沥青针入度未满足《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中针入度≥20(0.1mm)的要求,即老化沥青的稠度大于规范限定。此时若沿用普通沥青作为新沥青进行再生工艺生产,就会导致厂拌热再生沥青混合料中的沥青与骨料的粘附性较差,从而影响混合料的整体路用性能。为了改善旧沥青的粘附性,本项目采用粘附性较强的SBS(I-D)改性沥青作为新沥青来进行配合比设计,突破以往采用基质沥青的工程经验,首次采用SBS(I-D)改性沥青作为新沥青来进行配合比设计,并辅以P·32.5水泥作为抗剥落剂掺入。
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为了避免在燃烧法试验过程中,集料的烧蚀分解造成集料测定密度值降低、吸水率增加的变化,故而在本项目中,RAP集料密度与吸水率的测定采用RAP料抽提后得到的旧料进行[5]。将RAP料中分离出的矿料在采用网篮法或容量瓶法进行测密度试验前,应注意要将抽提得到的旧集料用洗涤剂反复淘洗浸泡,以消除抽提试验过程中三氯乙烯在旧集料表面的不亲水薄膜[6]造成的集料测定密度值偏低的影响。试验结果如表2所示。
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表2 RAP料沥青含量及矿料密度检测结果
RAP规格/mm沥青含量/(%)RAP矿料密度粒径规格/mm表观相对密度表干相对密度毛体积相对密度吸水率/(%)9.15~192.84≥2.362.7292.7122.7010.410.075~2.362.7052.6282.5841.69<0.0752.771---0~9.55.55≥2.362.7422.7112.6930.650.075~2.362.7102.6222.5711.96<0.0752.768---
考虑到原高速公路路段一期与二期的路面结构与原施工技术指标存在的差异,以及由于RAP料在铣刨、破碎筛分、储存、使用等过程中的操作差异,即使是同一路段的铣刨RAP料的旧集料级配同样也存在较大的波动性。因此区别于以往进行配合比设计时通过多次取样筛分后取平均值来确定旧矿料级配对旧料变异性的影响,本项目选取9个连续铣刨破碎生产节点过程中的RAP旧料进行取样抽提筛分,并分别计算各筛孔通过率的变异系数、均值及标准差来减小RAP中集料变异性带来的影响,结果如图1所示。
图1 RAP旧料筛分对比
为了减小RAP中旧矿料级配波动对配合比设计带来的影响,本项目采用各筛孔对应通过率的变异系数Cv(Cv=标准差/平均值)来确定对于混合料级配变动的关键粒径。确定变异系数后综合该 RAP旧料筛分对比图及筛分通过率的变异系数,可以发现以RAP旧料中存在较大变异性的9.5mm及0~3mm筛孔作为关键粒径。
因此,在配合比设计与生产配合比调整的过程中,对于一般粒径通过率取平均值,仅需定期抽样监控检测其是否超过变异波动范围。针对关键粒径则需要根据其标准差和平均值,剔除存在特殊偏差的值(以均值±标准差为界),再对通过率取平均值进行配合比设计。经上述步骤处理后的RAP旧料的矿料筛分通过率如表3所示。
表3 RAP沥青含量及集料筛分级配
RAP集料规格/mm沥青含量/(%)集料通过下列筛孔(mm)的质量百分率/(%) 191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0759.5~192.8110096.280.441.921.617.513.111.08.16.04.40~9.55.4910010010099.874.249.333.626.419.415.211.3
在厂拌热再生沥青混合料配合比设计之前,首先需要对两档RAP料的旧沥青含量及老化程度进行评估。本项目按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)采用阿布森法对RAP料中的旧沥青进行回收,并将抽提所得的旧沥青按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)检测沥青旧料的性能。检测结果如表1所示。
结果显示测定的主要色谱峰的相对保留时间和峰面积无明显变化,色谱峰的相对保留时间的RSD值在0. 16%~0. 34%之间,色谱峰峰面积的RSD值在0. 19%~0. 54%之间,表明仪器的稳定性良好。
本项目生产过程中使用的碎石及沥青基本性能试验均按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)与《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)的操作规程进行。其性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
以进行GAC-16的级配设计为例,将机制砂除尘率设计为50%,GAC-16 型混合料目标配合比矿料比例见表4,级配设计结果见表5,级配曲线见图2。
表4 GAC-16沥青混合料目标配合比矿料比例
混合料名称矿料比例/(%)9.5~19mmRAP(矿料)10~18mm碎石5~10mm碎石3~5mm碎石0~3mm机制砂矿粉水泥GAC-16046.021.06.023.02.02.0GAC-16+20%RAP20.034.016.05.022.01.54.5GAC-16+30%RAP30.029.013.05.020.04.51.5
表5 GAC-16沥青混合料目标配合比合成矿料级配
筛孔尺寸/mmGAC-16混合料设计级配GAC-16+20%RAP混合料设计级配GAC-16+30%RAP混合料设计级配设计级配范围/(%)19100.0100.0100.0100~1001696.997.097.195~10013.277.379.580.165~859.553.454.053.347~684.7532.125.725.718~352.3624.125.725.718~351.1816.617.617.915~290.613.414.214.412~230.39.710.010.38~180.157.77.78.06~130.0756.26.06.34~8
图2 GAC-16 型沥青混合料级配曲线
配合比设计过程中,控制沥青加热温度为160℃~165℃,矿料加热温度为 190℃~200℃,RAP 加热温度为 130℃~140℃;混合料拌和温度为165℃~170℃;击实温度为160℃~165℃;混合料废弃温度为195℃。先将RAP 料与集料干拌90s,然后加入沥青湿拌90s,最后加入矿粉和水泥搅拌90s,取样进行马歇尔试验。区别于普通沥青混合料设计过程的是,在确定最佳油石比的过程中,仍需要监控旧料的沥青含量波动值[8]。GAC-16 型混合料生产配合比矿料级配见表6、级配曲线见图3。
表6 GAC-16沥青混合料生产配合比合成矿料级配
筛孔尺寸/mmGAC-16混合料设计级配GAC-16+20%RAP混合料设计级配GAC-16+30%RAP混合料设计级配设计级配范围/(%)19100.0100.0100.0100~1001697.997.196.695~10013.281.780.980.165~859.553.954.353.447~684.7533.532.533.028~462.3626.124.0925.318~351.1818.918.018.315~290.613.613.013.412~230.39.89.29.58~180.156.86.36.66~130.0755.04.64.84~8
图3 GAC-16 型沥青混合料级配曲线
混合料性能按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)进行。经检测,混合料各项性能指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求,检测结果见表7。
表7 GAC-16沥青混合料性能试验结果
混合料类型浸水残留稳定度/(%)冻融劈裂稳强度比/(%)车辙动稳定度/(次/mm)GAC-1696.094.19 717GAC-16+20%RAP96.593.710 868GAC-16+30%RAP95.893.613 129技术要求≥85≥80≥2 800
在本次汕揭高速公路车辙处治工程的实践中,主要有以下几点创新突破:
(1) 本项目使用改性沥青SBS(I-D)做新沥青生产厂拌热再生混合料,大幅度提高了热再生沥青混合料的抗车辙性能、抗水损害性能和疲劳性能。
综上所述,我们可以知道成本的管理控制和计算的管理在整个路桥工程建设中占据着重要的地位,这就进一步要求路桥的相关施工单位一定要在思想上高度重视工程的计量以及成本的管理控制工作。施工的单位一定要不断地完善和健全相关的规章制度,保证成本控制管理体系的科学可靠,进而才能够让企业在成本控制以及计量方面获取进步,更好地满足客户的个性化需求,保证企业的可持续发展。
(2) 本项目首次将RAP掺量为30%的高掺量厂拌热再生混合料用于高速公路沥青路面上面层,改变了目前热再生混合料只能用于中下面层的传统认知。
从本项目路面处治工程中的厂拌热再生技术应用可以发现,高掺量的RAP厂拌热再生沥青混合料具有被用作高等级路面上面层的可能。实现这一目标的关键在于采取合理的再生工艺及严谨的混合料配合比设计, 并严格控制摊铺过程中的施工质量,再生沥青混合料的路用性能才能完全满足高等级路面的要求。
1.1 一般资料 本研究对象为2014年12月~2016年12月在我院神经内科确诊为脑卒中并在我科接受康复治疗的偏瘫患者。入选标准:第一诊断符合脑卒中诊断标准[10];神志清楚、病情稳定的康复患者;患者具有语言沟通和理解能力;同意参加本研究项目。排除标准:不能通过电信、网络进行交流者;严重精神障碍者;合并严重的其它系统疾病者;居住较远,交通不便利者。运用抽样调查的方法抽取90例脑卒中偏瘫患者,并随机分成干预组和对照组2组,每组各45例。2组一般资料比较,差异无统计学意义,见表1。
参考文献:
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