CN106758654A - 一种再生型路面结构及其筑路工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种再生型路面结构及其筑路工艺，涉及道路工程技术领域。包括路床、基层、面层，基层包括由下至上排列的水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层和泡沫沥青冷再生混合料柔性基层，面层包括温拌再生沥青混合料下面层和温拌橡胶沥青混合料上面层。本发明能够规模化和高值化，即能够使建筑垃圾的再生利用率达95％以上，再生骨料利用比例可达100％，再生材料在整体路面结构中占比达到70％～80％，综合再生利用建筑垃圾等固体废物的同时符合相关规范的要求，既节能减排，保护环境，又可减少新石料的开采和消耗，节约建设资金，同时再生骨料无需降级利用，适用于雨季施工且可缩短工期。

Description

一种再生型路面结构及其筑路工艺
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域。
背景技术
随着城市化进程的加快，建筑垃圾的产生和排出数量也快速增长。据统计，我国在城市建设过程中所产生的建筑垃圾数量已占到城市垃圾总量的40％，并且还在逐年增长，许多地方已出现“垃圾围城”现象。建筑垃圾是一种具有资源化属性的固体废弃物，其经过资源化处置以后，95％以上的建筑垃圾可作为原材料应用到工程建设中去，形成可持续发展的良性循环。在发达国家，建筑垃圾的资源化利用率已达90％以上。而我国建筑垃圾资源化利用率还不足5％，对多种建筑垃圾的综合再生利用则更少。绝大部分建筑垃圾都被弃置或填埋处理，不仅严重污染环境，还造成了资源的极大浪费。建筑垃圾资源化利用是一项低碳、环保、可持续发展的项目，国家已逐步重视并大力支持这一产业的发展，北京、上海、山东等省、市已相继出台了相关政策。
《建筑垃圾处理技术规范》(CJJ 134-2009)中规定，广义的建筑垃圾是指对各类建筑物和构筑物及其辅助设施等进行建设、改造、装修、拆除、铺设等过程中产生的各类固体废物，主要包括废旧沥青混合料和建筑废物混杂料等，其中建筑废物混杂料包括渣土、砖混类建筑垃圾等。这些建筑垃圾都是可以再生利用的宝贵资源。将废旧沥青混合料和建筑废物混杂料中的砖混类建筑垃圾，采用一定的技术措施进行处理后，可以形成满足一定技术要求的再生材料。将这些再生材料应用于道路工程的各结构层中，形成绿色、低碳、可持续发展的全厚式再生型道路工程结构，从而促进道路建设向低能耗、低排放的建造模式转型。
发明内容
本发明提供一种再生型路面结构及其筑路工艺，具有能够高值化和规模化综合再生利用建筑垃圾等固体废物的特点。
本发明提供的一种再生型路面结构，包括路床、基层、面层，所述基层包括由下至上排列的水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层和泡沫沥青冷再生混合料柔性基层，所述面层包括温拌再生沥青混合料下面层和温拌橡胶沥青混合料上面层。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层所用材料包括渣土和水泥，所述水泥稳定再生骨料基层所用材料包括再生骨料和水泥，所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层所用材料包括废旧沥青路面再生骨料、新集料、泡沫沥青和水泥，所述温拌再生沥青混合料下面层所用材料包括废旧沥青路面再生骨料、新集料和新沥青，所述温拌橡胶沥青混合料上面层所用材料包括废胎胶粉、新沥青、新集料和矿粉。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层中渣土含量为93％～96％，水泥含量为4％～7％；所述水泥稳定再生骨料基层中再生骨料含量为94％～96％，水泥含量为4％～6％；所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层中废旧沥青路面再生骨料含量为70％～80％，新骨料含量为20％～30％，泡沫沥青含量为1.5％～3.5％，水泥含量为1％～1.5％；所述温拌再生沥青混合料下面层中废旧沥青路面再生骨料含量为10％～40％，新集料含量为60％～90％，新沥青含量为3％～6％；所述温拌橡胶沥青混合料上面层废胎胶粉掺量为橡胶沥青的18％～25％，油石比为5.5％～6.5％，拌制温度为140℃～160℃。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述基层厚度范围为50cm～70cm，所述面层厚度范围为10cm～20cm。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层厚度为32cm，所述水泥稳定再生骨料基层厚度为18cm，所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层厚度为12cm，所述温拌再生沥青混合料下面层厚度为8cm，所述温拌橡胶沥青混合料上面层厚度为4cm。采用该层厚设置即可使道路使用性能与成本达到最优。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层包括两层相邻排布水泥稳定渣土层。
前述的铺筑再生型路面结构的筑路工艺，包括：
步骤一，路床处理；
步骤二，在路床上铺设水泥稳定渣土混合料并碾压平实，形成水泥稳定渣土底基层，并养护至7天无侧限抗压强度至少达到1.5MPa；
步骤三，在所述水泥稳定渣土底基层上铺设水泥稳定再生骨料并碾压平实，形成水泥稳定再生骨料基层，并养护至7天无侧限抗压强度至少达到3.0MPa；
步骤四，在所述水泥稳定再生骨料基层上铺设泡沫沥青冷再生混合料并碾压平实，形成泡沫沥青冷再生混合料柔性基层；
步骤五，在泡沫沥青冷再生混合料柔性基层上表面喷洒透层油；
步骤六，在所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层上铺设泡沫沥青温再生混合料并碾压平实，形成泡沫沥青温再生混合料下面层；
步骤七，在所述泡沫沥青温再生混合料下面层上铺设泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料并碾压平实，形成泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料上面层。
进一步地，前述的一种再生型路面结构的筑路工艺，步骤二、三、四、六、七之前还包括再生骨料破碎、取样试验、筛选骨料、拌制的步骤。
进一步地，前述的一种再生型路面结构的筑路工艺，若所述水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层、泡沫沥青冷再生混合料柔性基层的厚度大于20cm，则将厚度大于20cm的所述水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层、泡沫沥青冷再生混合料柔性基层分为两层铺筑。
本发明所述技术方案所产生的有益效果为：
本发明提供的一种再生型路面结构及其筑路工艺合理选用材料并对各层进行合理排布，使各层材料均能发挥其性能优势，使面层的抗滑耐磨性能，基层的耐久性能得到了大大加强；同时每一层都大比例使用建筑垃圾等固体废物材料，降低了整体的筑路成本，能够规模化和高值化，即能够使建筑垃圾的再生利用率达95％以上，再生骨料利用比例可达100％，再生材料在整体路面结构中占比达到70％～80％，综合再生利用建筑垃圾等固体废物的同时符合《建筑垃圾处理技术规范》(CJJ 134-2009)、《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)等相关规范的要求，既节能减排，保护环境，又可减少新石料的开采和消耗，节约建设资金，同时再生骨料无需降级利用，适用于雨季施工且可缩短工期，符合国家“十三五”规划提出的“加快建设资源节约型、环境友好型社会”的战略要求，对于促进和提高建筑垃圾资源化利用水平有着十分重要的意义。
附图说明
图1是本发明的水泥稳定渣土底基层的渣土级配曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供的一种再生型路面结构，包括路床、基层、面层，所述基层包括由下至上排列的水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层和泡沫沥青冷再生混合料柔性基层，所述面层包括温拌再生沥青混合料下面层和温拌橡胶沥青混合料上面层。
本文中所述的再生型路面是路面的所有层(除路床以外，但包括可能在路基上铺设的垫层)均采用再生材料铺筑，也可以称为全厚式再生型路面。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层所用材料包括渣土和水泥，所述水泥稳定再生骨料基层所用材料包括再生骨料和水泥，所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层所用材料包括废旧沥青路面再生骨料、新集料、泡沫沥青和水泥，所述温拌再生沥青混合料下面层所用材料包括废旧沥青路面再生骨料、新集料和新沥青，所述温拌橡胶沥青混合料上面层所用材料包括废胎胶粉、新沥青、新集料和矿粉。
水泥稳定渣土是指使用水泥作为胶凝材料，并采用厂拌法拌和而成的材料。水泥稳定渣土作为道路结构的底基层其7天无侧限抗压强度应满足设计要求。
水泥稳定渣土中的渣土是指在对砖混类建筑垃圾进行预筛分、筛分等过程中，分离出来的一种土与细粒料混杂的物质。通过在大量的样本中取样检测分析，这类渣土在土的工程分类上属粗粒土范畴，其小于0.6mm颗粒的含量小于30％，液限小于40％，塑性指数不大于17，可采用水泥或石灰进行稳定。
水泥稳定再生骨料中的再生骨料是指对砖混类建筑垃圾进行破碎、筛分等处理后，形成的满足一定粒径和级配要求的骨料。水泥稳定再生骨料是指采用水泥作为胶凝材料，与不同粒径的再生骨料按照一定的掺配比例拌和均匀形成的满足一定技术要求的材料。水泥稳定再生骨料作为道路结构的基层其7天无侧限抗压强度应满足设计要求。
泡沫沥青冷再生混合料是指以泡沫沥青作为胶结料，采用厂拌工艺，将回收的RAP以较高的掺配比例与新集料、活性填料、水进行常温拌和，常温铺筑于传统的半刚性基层上，形成柔性基层。新集料是指未使用过的、非回收再利用的骨料。泡沫沥青冷再生混合料柔性基层所用材料拌和是将废旧沥青路面再生骨料、新集料、泡沫沥青和水泥一起投入拌和仓进行拌和，其中的水泥主要作为填料，泡沫沥青将骨料结合到一起。
温再生沥青混合料是指将建筑垃圾中的沥青路面回收材料运至沥青拌合厂(场、站)，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂(必要时)等，采用温拌工艺拌制成的温再生沥青混合料。泡沫沥青温再生混合料是将沥青路面厂拌热再生技术与泡沫沥青温拌技术相结合的技术。通过采用泡沫沥青温拌法降低再生混合料的拌和施工温度，从而显著降低沥青烟及有害气体的排放，改善作业环境。
温拌橡胶沥青混合料中的橡胶沥青是指将废胎胶粉作为沥青改性剂加入普通道路石油沥青里面，经高温反应而成的沥青产品。温拌橡胶沥青混合料是指使用橡胶沥青作为胶结料与一定规格的新集料、矿粉等采用温拌工艺拌制而成的材料。橡胶沥青中废胎胶粉的掺量为沥青质量的18％～25％。温拌橡胶沥青混合料是将橡胶沥青进行发泡，并以发泡的橡胶沥青作为胶结料与新集料、填料等拌和均匀，制备而成的沥青混合料。温拌橡胶沥青混合料降低拌和施工温度20℃～30℃，显著降低沥青烟及有害气体的排放，改善作业环境，是一种比现有技术更节能环保的新型路面面层材料。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层中渣土含量为93％～96％，水泥含量为4％～7％；所述水泥稳定再生骨料基层中再生骨料含量为94％～96％，水泥含量为4％～6％；所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层中废旧沥青路面再生骨料含量为70％～80％，新骨料含量为20％～30％，泡沫沥青含量为1.5％～3.5％，水泥含量为1％～1.5％；所述温拌再生沥青混合料下面层中废旧沥青路面再生骨料含量为10％～40％，新集料含量为60％～90％，新沥青含量为3％～6％；所述温拌橡胶沥青混合料上面层再生骨料含量为10％～40％，新集料含量为60％～90％，废胎胶粉掺量为橡胶沥青的18％～25％，油石比为5.5％～6.5％，拌制温度为140℃～160℃。进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述基层厚度范围为50cm～70cm，所述面层厚度范围为10cm～20cm。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层200厚度为32cm，所述水泥稳定再生骨料基层300厚度为18cm，所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层厚度为12cm，所述温拌再生沥青混合料下面层厚度为8cm，所述温拌橡胶沥青混合料上面层厚度为4cm。采用该层厚设置即可达到道路使用性能与成本达到最优。
进一步地，前述的一种再生型路面结构中，所述水泥稳定渣土底基层包括两层相邻排布的水泥稳定渣土层。
前述的铺筑再生型路面结构的筑路工艺，包括：
步骤一，路床处理；
步骤二，在路床上铺设水泥稳定渣土混合料并碾压平实，形成水泥稳定渣土底基层，并养护至7天无侧限抗压强度至少达到1.5MPa；
步骤三，在所述水泥稳定渣土底基层上铺设水泥稳定再生骨料并碾压平实，形成水泥稳定再生骨料基层，并养护至7天无侧限抗压强度至少达到3.0MPa；
步骤四，在所述水泥稳定再生骨料基层上铺设泡沫沥青冷再生混合料并碾压平实，形成泡沫沥青冷再生混合料柔性基层；
步骤五，在泡沫沥青冷再生混合料柔性基层上表面喷洒透层油；
步骤六，在所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层上铺设泡沫沥青温再生混合料并碾压平实，形成泡沫沥青温再生混合料下面层；
步骤七，在所述泡沫沥青温再生混合料下面层上铺设泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料并碾压平实，形成泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料上面层。
进一步地，前述的一种再生型路面结构的筑路工艺，步骤二、三、四、六、七之前还包括再生骨料破碎、取样试验、筛选骨料、拌制的步骤。
进一步地，前述的一种再生型路面结构的筑路工艺，若所述水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层、泡沫沥青冷再生混合料柔性基层的厚度大于20cm，则将厚度大于20cm的所述水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层、泡沫沥青冷再生混合料柔性基层分为两层铺筑。
本发明在实际应用中以水泥稳定渣土作为道路结构底基层，水泥稳定再生骨料作为道路结构的基层，泡沫沥青冷再生混合料作为道路结构的柔性基层，温再生沥青混合料作为道路结构的中下面层，温拌橡胶沥青混合料作为道路结构的上面层。
基层材料中无机结合料稳定材料的胶凝材料以水泥为主，对于不同的交通量和道路的等级，可以采用粉煤灰、石灰等其他的无机结合料作为胶凝材料，进行无机结合料混合料配合比设计时以能否满足7天无侧限抗压强度为主要设计指标。本发明仅提供了一种比较典型的再生型的路面结构，能够使建筑垃圾的再生利用率达95％以上。
建筑垃圾都是可以再生利用的宝贵资源，将废旧沥青混合料和建筑废物混杂料中的渣土及砖混类建筑垃圾，采用一定的技术措施进行处理后，可以形成满足一定技术要求的再生材料。将这些再生材料可以应用于道路工程的各结构层中，形成绿色、低碳、可持续发展的新型、再生式道路工程结构，从而促进道路建设向低能耗、低排放的建造模式转型。本发明能够使建筑垃圾的再生利用率达95％以上，再生骨料利用比例可达100％，再生材料在整体路面结构中占比达到约80％，具有极高的生态和社会效益。
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例一：
某城市道路行车道设计路面结构为：路床100处理后，在路床100上依次铺设32cm厚水泥稳定渣土底基层(7天无侧限抗压强度为1.5～2.5MPa)，铺设18cm厚水泥稳定再生骨料基层(7天无侧限抗压强度为3.0～4.0MPa)，铺设12cm厚泡沫沥青冷再生混合料，喷洒透层油，铺设8cm厚泡沫沥青温再生混合料下面层，铺设4cm厚泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料上面层。
1水泥稳定渣土底基层配合比设计及生产施工工艺
1.1水泥稳定渣土底基层配合比设计
采取一定的技术措施消除渣土的变异性，取样时用装载机选取不同料堆的样品堆放在一起，并不断的翻铲混合，混合均匀后在按照取样标准选取样品材料。
对选取的样品进行含水量、液限、塑限、塑性指数、颗粒组成等指标分析，必要时需分析渣土的有机质含量及硫酸盐含量等指标，以上指标须满足《城镇道路工程施工与质量验收规范》中水泥稳定土类基层原材料质量要求，对不满足要求的渣土须进行处理后方可使用。
渣土级配
级配曲线图如附图1所示。
结果为：本渣土为粗粒土中的细粒土砂(SF)，含水量13.1％，液限27.7％，塑限21.7％，塑性指标6，不均匀系数Cu＝45,曲率系数Cc＝1.0，渣土作为底基层的颗粒范围完全符合水泥稳定土类级配要求。
经试验检测，渣土中有机质含量1.73％，低于2％指标；硫酸盐含量0.225％，低于指标0.25％，作为水泥稳定土类材料无需进行处理。
以水泥稳定渣土7d抗压强度不低于1.5MPa为标准，以3％、4％、5％、6％、7％的水泥剂量进行水泥稳定渣土配合比设计，经实验分析得到5％水泥剂量稳定渣土7d抗压强度2.2MPa满足要求，取5％为最佳水泥用量，以0.5％的梯度即水泥剂量为4.5％、5％、5.5％进行性能试验。
无侧限抗压强度结果
抗冲刷性能结果
水泥剂量 冲刷前的平均质量(g) 损失的平均质量(g) 损失量比例(％)
4.5％ 5429.3 20.13 0.37
5％ 5466.7 12.38 0.23
5.5％ 5458.8 5.77 0.11
冻融循环结果
劈裂强度结果：水泥剂量4.5％、5％、5.5％水泥稳定渣土90d平均劈裂强度分别为0.32MPa、0.44MPa、0.69MPa。
抗压回弹模量结果：水泥剂量4.5％、5％、5.5％水泥稳定渣土90d抗压回弹模量平均值分别为766MPa、826MPa、934MPa。
以上指标均满足规范要求的水泥稳定土类材料用于道路底基层要求。考虑满足强度要求和经济最优的原则，最终确定水泥稳定渣土水泥剂量为5％。
1.2水泥稳定渣土生产施工工艺
采用厂拌法对水泥稳定渣土进行生产拌和，水泥掺量比试验剂量增加0.5％，严格控制水泥剂量及拌和用水量。
对水泥稳定渣土的摊铺、碾压等施工过程进行质量控制，符合水泥稳定类材料道路底基层验收标准，松铺系数宜控制在1.35～1.53。
现场碾压组合为：采用12t胶轮压路机初步稳定碾压1～2遍，混合料初步稳定后用20t的振动压路机振压2～3遍，最后用22t三轮压路机碾压2～3遍至表面平整、无轮迹。
采用洒水养生方式，确保养生期间水泥稳定渣土层表面始终湿润。
1.3质量检验
现场取样击实最大干密度为1.823g/cm3，压实度均在95％以上。
养护7d后前场取样成型试件平均强度2.18MPa。
养护7d后每车道按每20m一测点进行弯沉检测，水泥稳定渣土结构层最大弯沉值0.62mm，弯沉代表值0.53mm，明显低于同类石灰土底基层。
2水泥稳定再生骨料基层配合比设计及生产施工工艺
对回收建筑垃圾中的混凝土破碎料进行进一步的破碎、筛分后形成再生骨料，剔除其中的钢筋等杂物，并按照来源不同分别堆放。
采取一定的技术措施消除再生骨料的变异性，取样时用装载机选取不同料堆的样品堆放在一起，并不断的翻铲混合，混合均匀后在按照取样标准选取样品材料。
水泥稳定混凝土破碎料的配合比设计试验采用《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)要求的级配。混凝土破碎料和0-5mm石屑按照90:10的比例进行掺配。确定级配后按照要求进行重型击实试验，根据击实结果按照97％的压实度制作无侧限试件。标准养生6天浸水24小时，进行无侧限抗压强度试验，根据试验结果和规范要求确定混合料的配合比。
再生骨料筛分结果
筛孔(mm) 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
通过率(％) 100.0 91.0 78.6 49.4 34.8 26.0 13.5 1.6
水泥稳定再生骨料筛分计算结果
筛孔(mm0 31.5 26.5 19 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
级配范围 100-100 90-100 72-89 47-67 29-49 17-35 8-22 0-7
中值 100 95 80.5 57.0 39.0 26.0 15.0 3.5
合成级配 100 91.9 80.8 54.5 41.2 30.5 15.7 2.5
重型击实试验结果
水泥剂量(％) 最佳含水量 最大干密度
4.0％ 5.0 2.109
4.5％ 5.4 2.168
5.0％ 6.0 2.228
无侧限抗压强度试验结果
在考虑既满足强度又经济的情况下，参考施工和生产要求，采用4.5％的水泥剂量。
水泥稳定再生骨料的生产和施工工艺参考水泥稳定碎石的生产和施工工艺即可。
3泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及生产施工工艺
3.1泡沫沥青冷再生混合料配合比设计
根据《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008的级配设计范围要求，通过回收沥青路面材料及0～5mm石屑的筛分试验结果，确定沥青路面回收材料的掺加比例为75％，0～5mm石屑掺加比例为23.5％，水泥添加比例为1.5％，混合料的矿料级配结果下表。
回收沥青混合料(RAP)筛分试验结果技术指标
泡沫沥青冷再生混合料矿料级配组成
将RAP、0～5mm石屑、水泥按75：23.5：1.5的比例掺配合成矿料，参照现行《公路土工试验规程》JTG E40-2010中T0131的方法，变化含水率对合成矿料进行重型击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度。最终确定混合料的最佳含水率为5.8％。
合成矿料重型击实试验结果
取1.5％、2.0％、2.5％、3.0％四个泡沫沥青用量进行泡沫沥青冷再生混合料的室内试验，混合料掺配比例为RAP、0～5mm石屑、水泥的75：23.5：1.5，将四种不同泡沫沥青用量的泡沫沥青冷再生混合料分别成型马歇尔试件(双面各击实75次)。根据泡沫沥青冷再生混合料的力学性能和水稳定性的优劣来确定最佳沥青用量。根据试验结果，确定适宜的泡沫沥青用量为2.5％。
不同泡沫沥青用量下的劈裂强度及干密度
泡沫沥青用量(％) 1.5 2.0 2.5 3.0
劈裂强度(MPa) 0.45 0.47 0.70 0.45
干湿劈裂强度比TSR(％) 86.7 91.5 91.4 88.9
干密度(g/cm3) 2.191 2.218 2.248 2.211
3.2泡沫沥青冷再生混合料生产施工工艺
按照《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008的要求进行生产和施工。
4泡沫沥青温再生混合料配合比设计及生产施工工艺
4.1泡沫沥青温再生混合料配合比设计
首先进行热沥青再生混合料的配合比设计。热沥青再生混合料配合比设计按照马歇尔配合比设计方法进行，具体做法按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2008)和《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008的要求。以AC-20C作为热沥青再生混合料的目标级配，根据回收沥青路面材料的性质确定RAP的掺量。本实施例RAP的掺量为20％。根据需要，将RAP筛分为0-9.5mm和9.5mm以上粗、细两档集料。根据筛分试验得到粗、细RAP的级配，按照配合比级配设计原则，进行热沥青再生混合料AC-20C型混合料的级配设计。粗、细RAP中的矿粉分别作为再生混合料中的一种矿料进行矿料配合比设计。
热沥青再生混合料集料筛分通过百分率
按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)中的规定，本研究采用测定沥青再生混合料的马歇尔体积参数确定沥青再生混合料的最佳油石比。预选3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％等5组不同的油石比制备马歇尔试件，釆用马歇尔电动击实仪成型试件时，试件两面的击实次数各为75次，击实温度在140℃～150℃之间，采用双面各击实75次成型试件，进行马歇尔试验，确定最佳油石比为4.0％。最佳油石比下的马歇尔试验结果如下表所示。
最佳油石比下马歇尔试验结果
由于在普通热沥青再生混合料马歇尔设计方法的基础上进行泡沫沥青温再生混合料的设计，其对密级配沥青混合料AC-20C的配合比为：
粗RAP：细RAP：10～20mm碎石：5～10mm碎石：3～5mm碎石：机制砂：矿粉＝10：10：30：16：8：23：3。最佳油石比为4.0％。
对于泡沫沥青温再生混合料击实温度的设计，参照普通热沥青再生混合料马歇尔制作温度，以10℃为一个温度阶梯，分别在100℃、110℃、120℃、130℃和140℃下双面各击实75次成型马歇尔试件。
采用与普通热再生沥青相同的级配和最佳油石比4.0％下，在不同温度下击实混合料马歇尔试件，测得试件的体积参数如下表。
不同温度成型的泡沫沥青温再生混合料马歇尔体积参数
泡沫沥青温再生混合料在击实温度为120℃时的空隙率与热沥青再生混合料空隙率相近，根据空隙率相近的原则，最终确定出泡沫沥青温再生混合料的最佳击实成型温度为120℃，拌合温度为130℃。
4.2泡沫沥青温再生混合料生产施工工艺
生产泡沫沥青温再生混合料需在热再生拌和设备上安装沥青发泡装置，其生成过程中各个环节的温度控制如表所示。
温沥青再生混合料施工温度(℃)
泡沫沥青温再生混合料的施工工艺参照普通热拌沥青混合料的施工工艺。
5温拌橡胶沥青混合料的配合比设计生产施工工艺
5.1温拌橡胶沥青混合料的配合比设计
采用马歇尔试验配合比设计方法，按照与热拌沥青混合料体积参数尽可能接近的原则进行配合比设计。以AR-AC13为目标级配进行配合比设计
首先确定AR-AC13的矿料合成级配，然后按照《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004的规定，根据经验，初选3组油石比，分别为：5.5％、6.0％、6.5％，室内拌和橡胶沥青混合料，拌和温度为180℃，马歇尔试件采用双面各击实75次成型，击实温度为170℃，养护后进行马歇尔试验，根据各项指标确定热拌橡胶沥青混合料的最佳油石比。
热拌AR-AC13配合比
其最佳油石比下马歇尔试验结果见下表：
AR-AC13最佳油石比下马歇尔试验结果
温拌橡胶沥青混合料采用与热拌橡胶沥青混合料相同的矿料级配和最佳沥青用量。对于温拌沥青混合料击实温度的设计，参照普通热拌沥青混合料马歇尔制作温度，以10℃为一个温度阶梯，分别在120℃、130℃、140℃、150℃和160℃下双面各击实75次成型马歇尔试件。温拌橡胶沥青混合料的的加热温度为155±5℃。检测试件的体积参数如下表所示。
不同温度成型的温拌橡胶沥青混合料马歇尔体积参数
温拌橡胶沥青混合料击实温度在140℃和150℃时空隙率与热拌橡胶沥青混合料空隙率相近，但在150℃时温拌橡胶沥青混合料的矿料间隙率不满足规范要求，因此根据与普通热拌沥青混合料相同或相近的空隙率最终确定出泡沫温拌沥青混合料的最佳击实成型温度为140℃，拌合温度为150℃。
进行温拌橡胶沥青混合料路用性能检验，试验结果见下表。
温拌AR-AC13最佳油石比下路用性能试验结果
5.1温拌橡胶沥青混合料的生产施工工艺
生产温拌橡胶沥青混合料需在热再生拌和设备上安装沥青发泡装置，其生成过程中各个环节的温度控制如表所示。
温拌橡胶沥青混合料施工温度(℃)
温拌橡胶沥青混合料的摊铺工艺与热拌混合料相同。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种再生型路面结构，包括路床、基层、面层，其特征在于，所述基层包括由下至上排列的水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层和泡沫沥青冷再生混合料柔性基层，所述面层包括温拌再生沥青混合料下面层和温拌橡胶沥青混合料上面层。
2.根据权利要求1所述的一种再生型路面结构，其特征在于，所述水泥稳定渣土底基层所用材料包括渣土和水泥，所述水泥稳定再生骨料基层所用材料包括再生骨料和水泥，所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层所用材料包括废旧沥青路面再生骨料、新集料、泡沫沥青和水泥，所述温拌再生沥青混合料下面层所用材料包括废旧沥青路面再生骨料、新集料和新沥青，所述温拌橡胶沥青混合料上面层所用材料包括废胎胶粉、新沥青、新集料和矿粉。
3.根据权利要求2所述的一种再生型路面结构，其特征在于，所述水泥稳定渣土底基层中渣土含量为93％～96％，水泥含量为4％～7％；所述水泥稳定再生骨料基层中再生骨料含量为94％～96％，水泥含量为4％～6％；所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层中废旧沥青路面再生骨料含量为70％～80％，新骨料含量为20％～30％，泡沫沥青含量为1.5％～3.5％，水泥含量为1％～1.5％；所述温拌再生沥青混合料下面层中废旧沥青路面再生骨料含量为10％～40％，新集料含量为60％～90％，新沥青含量为3％～6％；所述温拌橡胶沥青混合料上面层，废胎胶粉掺量为橡胶沥青的18％～25％，油石比为5.5％～6.5％，拌制温度为140℃～160℃。
4.根据权利要求1所述的一种再生型路面结构，其特征在于，所述基层厚度范围为50cm～70cm，所述面层厚度范围为10cm～20cm。
5.根据权利要求1或4中所述的一种再生型路面结构，其特征在于，所述水泥稳定渣土底基层厚度为32cm，所述水泥稳定再生骨料基层厚度为18cm，所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层厚度为12cm，所述温拌再生沥青混合料下面层厚度为8cm，所述温拌橡胶沥青混合料上面层厚度为4cm。
6.一种铺筑权利要求1至5所述任一项中的一种再生型路面结构的筑路工艺，其特征在于，包括：
步骤一，路床处理；
步骤二，在路床上铺设水泥稳定渣土混合料并碾压平实，形成水泥稳定渣土底基层，并养护至7天无侧限抗压强度至少达到1.5MPa；
步骤三，在所述水泥稳定渣土底基层上铺设水泥稳定再生骨料混合料并碾压平实，形成水泥稳定再生骨料基层，并养护至7天无侧限抗压强度至少达到3.0MPa；
步骤四，在所述水泥稳定再生骨料基层上铺设泡沫沥青冷再生混合料并碾压平实，形成泡沫沥青冷再生混合料柔性基层；
步骤五，在泡沫沥青冷再生混合料柔性基层上表面喷洒透层油；
步骤六，在所述泡沫沥青冷再生混合料柔性基层上铺设泡沫沥青温再生混合料并碾压平实，形成泡沫沥青温再生混合料下面层；
步骤七，在所述泡沫沥青温再生混合料下面层上铺设泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料并碾压平实，形成泡沫沥青温拌橡胶沥青混合料上面层。
7.根据权利要求6所述的再生型路面结构的筑路工艺，其特征在于，步骤二、三、四、六、七之前还包括再生骨料破碎、取样试验、筛选骨料、拌制的步骤。
8.根据权利要求6所述的一种再生型路面结构的筑路工艺，其特征在于，若所述水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层、泡沫沥青冷再生混合料柔性基层的厚度大于20cm，则将厚度大于20cm的所述水泥稳定渣土底基层、水泥稳定再生骨料基层、泡沫沥青冷再生混合料柔性基层分为两层铺筑。
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