马瑞锋 王景亮 周士光 武奎

（1 天水陆桥交通工程有限公司，甘肃 天水 741000；2 西安好友公路养护工程有限公司，陕西 西安 710000）

0 引言

截止2017年年末全国公路总里程477.35万公里，比上年末增加7.82万公里。实现了由“初步连通”向“覆盖成网”的重大跨越。经过大规模的公路建设，我国公路的通车里程已基本满足经济发展的需求，公路交通发展的主要任务已从建路时代过度到养护时代，公路养护已成为公路交通发展“繁重而紧迫”的任务。

近年来，国家非常重视环境保护，关停了许多不达标的采石场，造成石料的供不应求。沥青路面的大量养护，又产生大量的铣刨料。所以废旧铣刨料的回收利用已经成了公路养护行业重要的研究方向。

目前在公路养护工艺中，微表处罩面技术主要是用于建立和恢复道路表面功能，在高速公路路面养护工程中，微表处可以提高路面的防水、抗滑、耐磨、耐久、防止路面的老化与松散，从而有效地延长路面的使用寿命。施工速度较快，摊铺1～3h后，即可开放交通。近年来，微表处在高速公路沥青路面的预防性养护上已得到了广泛应用；并且微表处的实际应用中，铣刨料已经开始部分替代微表处混合料[1]。

本文主要阐述在天水G30高速上MS-3型微表处养护施工中，掺入废旧铣刨料的再生配比设计及应用。

1 废旧铣刨料微表处施工原材料

1.1 沥青路面铣刨料

铣刨料主要来源于天水市政道路的原沥青路面面层（AC-16），铣刨料经破碎、筛分，并分堆存放，本次MS-3型微表处施工中，选用0～5mm的铣刨料。从料仓中取出铣刨料，做抽提试验，测得铣刨料中沥青含量为5.0%；抽提后的沥青各项指标满足规范要求，不需要添加再生剂。筛分原铣刨料和抽提后的铣刨料，测得铣刨料的表观级配和实际级配，见表1。

1.2 新集料

新集料采用武山县产玄武岩，该矿料洁净无杂质、坚固耐磨，选用集料分为0～3mm、3～5mm、5～10mm三种规格。此种石料均符合微表处用石料标准。

表1 0～5mm铣刨料的表观级配和实际级配通过率

表2 新集料的筛分结果

1.3 复合改性乳化沥青

本项目使用SK90#沥青生产复合改性乳化沥青，复合改性乳化沥青的软化点较高，能提高到60℃以上，具体检测数据见表3，试验方法参照公路工程沥青及沥青混合料试验规程[3]。

表3 改性乳化沥青性能检测结果

1.4 其他材料

水泥、水等技术指标需要符合《微表处和稀浆封层技术指南》的要求即可。

2 配合比设计

2.1 混合料级配设计

铣刨料中的沥青含量为5.0%，在废旧铣刨料微表处施工中，为了解更多铣刨料在微表处中起到的作用，做了铣刨料的掺入量0、10%、30%、50%的相关试验，按照微表处混合料级配要求范围内，得出表4中各集料配合比。

表4 铣刨料不同掺入比例的混合料组成

水泥能提高沥青与集料的粘附力，改善微表处混合料的粘聚力，水泥的掺入量一般在0%～3%之间，水泥用量过多过少都会对混合料有影响[5]，本文选择水泥外掺入量为2%。

2.2 拌和试验

在表4的级配下，外加水泥2%，不考虑铣刨料沥青的情况下，油石比统一按6.0%，做拌和试验，以微表处适宜稠度用水量和大于120s拌合时间综合考虑作为微表处混合料的用水量[2]，检测结果见表5。

表5 铣刨料不同掺入量的拌和时间

从表5中得出，铣刨料的掺入，能减少外加水用量，从拌和浆状上看，掺入铣刨料，混合料拌和浆状更好，不易出现油料分离的现象。从乳化沥青破乳机理中也可以得出[4]，石料与乳化沥青接触的比表面积越大，越容易破乳，而铣刨料中沥青包裹石料，降低了石料与乳化沥青的接触面积，从而掺入铣刨料，能够降低乳化沥青的破乳速度。

2.3 复合改性乳化沥青用量

在微表处施工中，乳化沥青用量的多少直接影响微表处施工成本。如果能将废旧铣刨料中沥青再生利用，将能降低乳化沥青的使用比例，进而节约施工成本。

按表4级配比例下，进行1h湿轮磨耗和负荷轮碾压粘砂试验。从图1、图2、图3、图4可以得出，随着铣刨料掺入比例增加，微表处混合料的沥青用量逐渐减少。

图1 不掺铣刨料混合料沥青用量

图2 掺入10%铣刨料混合料沥青用量

图3 掺入30%铣刨料混合料沥青用量

图4 掺入50%铣刨料混合料沥青用量

2.4 混合料性能检测

本次废旧铣刨料微表处试验段选用掺入比例50%，混合料沥青用量范围从图4得出，可选范围在5.5%～6.0%，取中间值5.75%，得出复合改性沥青用量为9.1%。混合料配合比铣刨料0～5mm∶新料0～3mm∶新料5～10mm∶水泥∶改性乳化沥青∶外加水=50∶20∶30∶2∶9.1∶6.0。在此比例下，混合料级配检测结果见图5，混合料性能检测见表6，混合料各项技术指标均符合公路沥青路面施工技术规范的要求[3]。

图5 混合料的通过率

从图5中可以看出，掺入铣刨料后，当保证实际级配接近微表处要求中值时，表观级配各档的通过率略大，甚至已经超过了微表处要求的下限。

表6 混合料试验指标检测

3 废旧铣刨料微表处的实际应用

3.1 施工前调查与准备

G30 连霍高速在天水境内，双向四车道，全封闭，设计时速120km/h。该路段出现贫油，横（纵）裂纹，轻微网裂，如果不及时处治，随着行车碾压，路面将很快形成坑槽，严重影响高速公路的正常行车。经专家现场察看，选SK1530+100～SK1531+550行车道，摊铺面积5220m2，作为废旧铣刨料微表处工程的试验路段。

3.2 废旧铣刨料微表处施工

废旧料铣刨料微表处施工过程注意事项如下：

1）施工前，首先按上述施工配合比进行调试稀浆封层车，并对路面清扫、吹风、纵横裂纹进行灌缝处理，并按施工安全规范摆放标志牌、锥形筒。

2）稀浆封层车及摊铺槽就位，开启物料总控开关拌制稀浆混合料，当摊铺槽内稀浆混合料多于1/2体积后，摊铺机起步开始摊铺。摊铺过程中保持车速匀速，走直线。

3）摊铺过程中随时检测厚度并观察“饱满度”效果，以使微表处厚度与混合矿料颗粒组成达到最佳的匹配效果。

4）如有“划痕、大石料”等问题，及时人工处理，保证摊铺面外观效果一致。摊铺完后，提起摊铺槽，清理多余混合料。

3.3 路面养生和路用性能检测

摊铺结束后，封闭交通2～3h，路面达到一定强度后开放交通。然后经过正常通车碾压，跟踪观察路面使用情况，并检测路面性能指标[3]。

表7 废旧铣刨料微表处路面性能检测

从表7可以看出，铣刨料微表处的路用性能均符合技术要求，并且路面也没有出现泛油的情况，说明废旧铣刨料和复合改性乳化沥青在微表处施工中，应用效果较好。

4 结语

随着我国道路养护行业快速发展，沥青路面铣刨料在多种施工工艺中都开始掺入使用，这样既能减少环境污染，又能节约施工成本，废旧铣刨料微表处为铣刨料提供了新的应用领域。本文通过对铣刨料在微表处中的应用及配合比设计研究，得出以下研究结论：

1）微表处混合料掺入铣刨料能够降低沥青用量，节约施工成本；

2）掺入铣刨料能够有效延长混合料拌和时间，调整拌和浆状；

3）根据以往废旧料再生微表处的施工经验，“饱满度”概念的提出和应用，能在很大程度上提高微表处摊铺质量并有效增加微表处的使用寿命。

4）由于废旧铣刨料含有的沥青与外加复合改性乳化沥青共同作用形成了高油石比沥青混凝土结构，对微表处的寿命延长起到了很好的作用。

5）复合改性乳化沥青的软化点提高到60℃以上，增加了高温稳定性，避免了泛油现象的出现。

通过本试验段施工为大面积应用积累了经验，因为废旧铣刨料种类较多，情况较复杂，致使废旧铣刨料微表处技术仍然需要深入探索研究，并铺筑更多的试验路，以便此项技术能够更广泛应用。