沥青路面再生利用技术(共12篇)
沥青路面再生利用技术 篇1
随着我国社会经济的不断发展, 我国公路建设进程不断加快, 城乡道路的翻修问题越来越显著。沥青路面再生技术不仅能极大的节省路面建设材料, 降低公路工程成本, 还能提升废料的再生利用率, 减少对环境的污染, 具有不可估计的社会经济效益。由于我国沥青路面再生技术发展时间较为短暂, 在对旧沥青路面的再生利用上存在一定的不足, 因此必须加强对再生技术的研究与探索, 解决沥青路面再生利用中高造价、高污染的问题, 实现我国公路工程的健康长远发展。
一、当前旧沥青路面应用实际
(一) 国外应用现状
国际上最早的旧沥青混凝土再生技术在上世纪早期的美国发展起来, 由于石油危机使得美国开始重视对此项技术的发展。西方发达国家关注对沥青的再生利用, 并使再生剂及其实践应用中利用到的机械设备有了长足的进步, 形成较为完善的沥青再生利用体系。
(二) 国内应用现状
当前我国沥青路面的再生利用技术经过多年的发展, 大力开展沥青路面的开发研究, 获得了较为乐观的成效。例如, 将适量的轻油掺入原有路面中, 使其软化, 以代替常规的沥青物质;又如将乳化沥青融入原有的路面表层, 利用使用拌和法进行层铺, 形成新的路面等[1]。
二、旧沥青路面再生利用技术优势
当前旧沥青路再生利用技术主要有伴热再生技术、工厂拌冷再生技术、就地热再生技术以及就地冷再生技术等, 这些技术被广泛运用于沥青路面的再生利用过程。相较于传统的旧沥青路再生利用技术来说, 就沥青路面完全再生利用技术具有不可替代的优势[2], 具体体现为:第一, 旧沥青路面完全再生利用技术的施工速度较快, 并且很少会受到交通环境的影响, 不需对工程进行储备;第二, 旧沥青路面再生技术具有成本较低的优势, 比道路改建所需成本减少一半左右;第三, 旧沥青路面再生利用技术能有效减少道路中的裂缝以及潜在反射缝隙, 能对路表的横向坡度、纵向坡度进行有效调整, 便于进行道路加宽处理;第四, 再生利用技术能够极大提升路面的耐磨性能及强度。由于再生利用技术将柔性路面表层及基层进行有效融合, 从而提升路面基层的稳定性, 避免路面基层及沥青粘贴不够紧密的情况发生[3];第五, 再生利用技术能够有效提升能源的利用率, 降低对周围环境的污染, 在实施旧沥青路再生利用技术时, 对原有路面进行整改而产生的废料能够进行回收利用, 提高了路面翻修的经济效益。
三、旧沥青路面再生利用技术应用
(一) 沥青再生剂的研制
我国曾经对老化沥青组分及优质沥青组分的进行比较, 找到旧沥青中需要增加的组分, 从而制造出与此种组分类似的沥青再生剂, 但是结果并不理想, 主要原因为:第一, 沥青化学结构非常复杂, 由于生产工艺及材料属性的差别, 沥青的性能极易产生改变;第二, 当前的设备及工艺水平很难实现规模化生产同种组分的再生剂。对沥青老化的过程进行实时记录, 发现沥青在经过饱和分、芳香分变成胶质, 最终转化成沥青质的过程中未出现极性化合物, 且经过时间的迁移, 极性化合物逐渐转变为非极性化合物, 使沥青质产生凝聚的现象, 即老化现象。而沥青再生剂通过增强沥青质的极性, 将沥青质进行有效保护, 沥青质中的极性化合物逐渐增加, 进而阻碍沥青质凝聚的过程, 最终实现沥青再生利用的目标。
(二) 沥青再生工艺
沥青再生利用技术主要包括:现场冷再生方法、现场热再生方法以及厂热再生方法。
1.现场冷再生方法
现场冷再生方法指的是, 利用大功率路面铣刨机、拌和机将旧路面进行翻挖处理, 将路面混合料、沥青再生剂等材料掺在路面中进行搅合, 并进行碾压成型。
2.现场热再生方法
现场热再生方法指的是, 将旧路面的进行加热处理, 剔除掉旧路面的废料, 将沥青再生剂与新混合料加入进行融合, 最后将得到的混合料层铺在原有路面上方, 从而形成新路面。现场热再生法通常使用大型沥青路面热再生联合机组, 对旧路面进行加热处理, 将旧沥青路面肥料加入到机组中的搅拌机里, 融入沥青再生剂、新骨料以及沥青, 最后利用机组摊铺器层铺到原有路面上进行压实处理。这种再生技术具有良好的经济效益, 节省了运输材料的时间及成本, 并对原有路面废料进行充分利用, 对交通及周围环境的影响较小。同时, 此种方法利用机组进行连续性施工, 适合大型路面维修工程, 及基层承载力较强、底层路面无损害的路面翻修工程。
3.厂热再生方法
工厂热再生方法指的是, 首先将旧沥青路面进行翻挖, 将路面旧废料集中运往工厂进行回收处理, 并根据路面的实际情况, 合理设置混合料配比, 从而调整旧沥青混合料、再生剂以及新骨料的添加比重, 最终得到优质的再生沥青质, 将此新混合料层铺于原有路面进行碾压处理, 形成新沥青路面。此种方法具有以下几个特点:第一, 对沥青不同层次进行合理配比设计;第二, 此种方法可以将沥青料进行分层进行翻挖及摊铺;第三, 再生的沥青路面质量明显符合新铺沥青路面的标准要求。
(三) 沥青再生设备
沥青再生设备主要包括:现场冷再生、现场热再生、工厂拌冷再生以及工厂伴热再生设备, 其中现场热再生设备及工厂伴热再生设备应用范围较广。
1.现场热再生设备
现场热再生设备又称现场热连续式沥青热再生设备, 工作原理为:将经过分类处理的骨料进行加热烘干处理, 与旧沥青路面废料同时置入烘干器中进行加热, 避免沥青出现老化的现象, 并依靠搅拌器对其进行60-90s的搅合处理, 使混合料充分融合。这种再生设备将处理过程中产生的废弃废料进行回收加工, 避免对环境造成污染。同时, 此设备对旧沥青废料等材料的处理过程具有连续性的特点, 使得回收的废料得到充分的利用, 产生的新沥青混合料产量较高, 适合大型路面的翻修工程。
2.工厂热再生设备
相较现场热再生设备来说, 工厂热再生设备成本较高、工艺较为复杂。厂拌热再生设备包括混合料热拌设备以及用作加热回收材料的干燥筒及燃烧器, 避免旧沥青路面回收废料中的沥青产生老化的情况。同时, 设备中安置了气体吸收设备, 以吸收对回收废料进行加热而产生的污染性气体。此种设备为保证新旧废料充分融合, 增加了新旧废料的搅合时间, 导致新沥青混合料产量相对较低。
结束语
当前研究沥青路面再生利用技术对公路建设事业具有重要的意义, 再生技术以其巨大的优势正在逐渐取代传统的路面修复手段, 沥青路面再生利用技术是当前我们需要重点关注的内容, 但沥青路面再生利用的工程仍需进一步完善。沥青路面再生利用技术不仅能极大的节省路面建设材料, 降低企业修理路面的成本, 还能极大的促进废料的再生利用率提升, 一定程度上减少了环境污染的问题, 具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]邢二涛.旧沥青路面再生利用技术概述[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2014, (28)
[2]翁大忠.旧沥青路面再生利用技术概述[J].新材料新装饰, 2013, (6)
[3]王伟平.旧沥青路面再生利用技术概述[J].城市建设理论研究, 2014, (13)
沥青路面再生利用技术 篇2
沥青路面再生技术研究
沥青路面再生利用技术是一项新的沥青路面修筑技术.阐述了沥青路面的.再生原理,分析了旧沥青路面再生混合料配合比设计的关键技术.
作 者:曲松 QU Song 作者单位:上海市政工程设计研究总院刊 名:黑龙江交通科技英文刊名:COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG年,卷(期):32(3)分类号:U416.217关键词:沥青路面 再生利用 原理 再生沥青混合料
沥青路面再生利用技术 篇3
关键词:沥青再生;保护环境
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)26-0043-02
我国自从改革开放以来,繁荣的经济促进了交通事业的发展。截止2007年底,全国公里总里程达到358万km,其中高速公路超已过5万km,乡村道路也达到520万km,高等级公路占全国路网总里程的10%以上,路网密度达到了每100 km2有37.33 km公路。而在改革开放之初,中国仅有89万km的一般公路。短短的30年,中国公路里程翻了两番还多。这些数字都表明了中国交通事业正在蓬勃发展。但随着新建公路和旧沥青路面翻新改建,废旧沥青材料丢弃和新建工程资金压力就成了必须解决的问题,沥青冷再生技术就是这一问题的根本性解决方案。
沥青再生技术是一种将需要返修或者废弃的沥青路面通过翻挖、破碎、筛分、再加入新的集料和沥青,重新拌合成符合路用性能要求的新材料,再用于铺筑路面或者基层的整套工艺技术。
1沥青再生利用具有显著的经济效益和社会效益
(1)我国是世界优质沥青进口大国,沥青再生利用可循环利用旧路面的沥青,减少对新的优质沥青的消耗,能很大程度上缓解我国作为石油进口大国的资源压力。
(2)可循环利用旧路用材料中的砂石材料,减少了公路建设中新的砂石材料的使用率,也减少了开采砂、石料,保护了生态环境。
(3)由于沥青石不可降解性材料,沥青冷再生利用可以杜绝丢弃旧、填埋旧沥青而造成的环境污染。
(4)沥青路面再生利用可以减低建设成本,具有显著的经济效益。
2国内外沥青冷再生技术应用概况
2.1国外概况
国外对沥青路面的再生利用研究,最早开始于1915年。但是当时并没有引起重视,直到1973年石油危机爆发后这项技术才引起美国的重视,并且加大了研究力度。目前沥青路面的再生利用在美国已属于常规实践,目前其重复利用率高达80%,相对于全部使用新沥青材料的路面,节约了成本10%~30%。欧美国家都特别重视再生技术实用性的研究。在再生剂的开发及实际工程应用中各种挖掘、铣刨、破碎等机械设备的研制方面他们都取得了很大成绩,并逐步形成一套比较完善的再生实用技术,达到了规范化和标准化的程度。国外研究人员在再生剂的再生效果、再生沥青混合料的路面性能等方面积累了丰富的数据,为沥青路面再生技术的推广奠定了基础。
2.2国内概况
我国的沥青再生利用技术是从1982年由交通部作为重点科技项目下达,由同济大学负责,山西、湖北、河南、河北等省市参加。但到了20世纪90年代,由于我国高速公路建设进入高峰时期,沥青再生技术的研究和推广被暂时搁置。最近几年,就地热再生技术在我国悄然兴起,2002年夏季,沪宁高速公路上海段3万m2路段进行了现场热再生施工,显示了近年来对沥青路面再生技术的重新认识。
3沥青路面再生技术的分类是使用范围
按照不同的再生工艺技术,我国习惯将沥青再生技术分为四大类:即厂拌热再生、厂拌冷再生、现场热再生和现场冷再生。
3.1厂拌热再生
将旧沥青路面通过铣刨机洗刨后运回拌合场,经过破碎、筛分手段,并根据旧混合料中沥青的含量、老化程度、级配等指标,加入一定数量的新沥青、集料和再生剂进行拌合,使混合料达到沥青路用规范要求,然后按照与新建沥青混凝土相同的方法重新铺筑。
3.2厂拌冷再生
一种将旧的沥青路面材料集中破碎,加入水泥、石灰等一种或多种稳定剂和新料进行搅拌形成新的混合料,然后再用于铺筑基层或底基层。
3.3现场热再生
通过热再生联合机组对旧路面进行现场加热软化、再与沥青黏合剂混合,如果需要还加入一些新的骨料,再通过联合机组自带的摊铺设备重新铺筑于原路面上。这种技术不用运输沥青废料,效率高,不用断路施工,不影响公路营运。不过这种技术属于一种表层再生技术,它的适用范围一般不超过3 cm,适用于沥青路面由于疲劳效应而产生的裂纹。在我国目前沥青路面的病害主要是水毁、地基下陷引起的路面裂缝,这些问题无法通过表层技术得以修复,而且大型热再生联合机组的首次投资也比较大。
3.4现场冷再生
指用专用再生机械在现场对就沥青路面进行洗刨、破碎、加入新料、拌合、摊铺和预压,再由压路机进一步压实。这种方法对公路营运影响较小,但是由于这种技术再生出的混合料不能满足沥青面层的使用标准,只能作为基层或者低等级道路的返修,在国外一般是用于乡村道路的翻新。
4种再生技术各有不同的适用范围,热再生使用与沥青面层的处理。而冷再生由于温度技术大多用于基层或者低等级道路。在我国厂拌热再生技术比较贴合我国国情,适合推广。现场热再生由于首次投资大。处理范围小,发展起来比较困难。厂拌冷再生技术虽然可以保证质量,但只能用于基层和底基层,材料往返费用高,大大增加了成本,发展空间较小,不利于推广。现场冷再生在国外也多用于乡村道路的翻新。
4总结
沥青路面再生利用技术 篇4
1. 国内外发展现状
国外对旧沥青混凝土路面的再生利用研究可以追溯到上世纪二十年代的美国, 但是真正开始重视是在1973年。1973年10月第四次中东战争爆发, 国际石油输出国组织 (OPEC) 为了打击对手以色列及支持以色列的国家, 宣布石油禁运, 暂停出口, 造成油价上涨。自此, 由中东地区爆发战争引发的石油危机蔓延全球。这场石油危机促使美国开始高度重视沥青路面再生利用技术, 进行了深入研究和大面积推广。到上个世纪80年代末, 美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半, 80%的旧沥青混合料得到再生利用。1997年国际经济合作组织的调查结果显示, 欧美主要发达国家路面再生利用率都达到和超过75%, 荷兰、比利时等国甚至还实现了100%完全再生利用。
我国在上世纪80年代中期, 也开始了一系列的探索。由天津、苏州、南京、武汉四城率先对旧沥青路面再生利用技术进行研究试验和推广工作, 将轻油作为再生剂加入旧沥青混凝土中, 使旧沥青混合料软化, 来代替常规沥青混合料, 取得了一定的成果。之后, 有些地区对该项技术也进行了研究和开发, 为我国旧沥青路面再生利用提供了宝贵经验, 但对于高等级公路路面的再生利用相对研究不足。随着我国高等级沥青路面维修养护量的逐年增加, 对旧沥青路面混合料再生利用技术进行深入、系统的研究迫在眉睫。
2. 沥青的老化和再生原理
沥青混凝土路面的再生技术, 是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后, 与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料, 使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。
沥青混合料在拌制、运输、施工和沥青路面的使用过程中, 由于加热、自然因素及车轮荷载的作用下, 沥青逐渐老化, 胶体结构改变, 沥青针入度减小、黏度增大、延度降低, 导致沥青性能下降, 沥青的非牛顿性质更为显著。沥青的老化降低了沥青与骨料之间的黏结力, 进而致使路面颗粒松散脱落, 影响路面的耐久性。
旧沥青混凝土路面的再生, 关键在于沥青的再生。沥青的再生是沥青老化的逆过程。在已经老化的旧沥青中, 按照一定的配合比, 加入低黏度油料, 或者加入适当稠度的沥青材料, 经过科学的工艺, 调配出符合路用性能要求的再生沥青。
3. 再生剂的选用
当沥青混凝土中旧沥青的黏度高于106Pa·s或针入度小于40时, 应当在旧沥青中加入低黏度的再生剂, 调节过高的黏度, 并且使脆硬的旧沥青混合料变软, 便于和新材料混合。大量研究资料表明, 降低沥青黏度有效的方法是向其中加入低黏度的油分, 再生剂主要采用石油系的矿物油, 如润滑油、机油等, 为降低工程成本, 工程上也可用上述油料的废料。
再生剂需要具备以下要求:
(1) 具备适当的黏度, 有良好的软和与渗透能力;
(2) 具有较高的表面能力;
(3) 具有溶解和分散沥青质的能力;
(4) 具备良好的流变性质;
(5) 具有良好的耐热性和耐候性。
4. 再生沥青混合料的生产工艺和特点
沥青路面再生技术是一种通过特定工艺将旧沥青路面材料进行处理, 得到满足路用要求的混合料, 从而实现旧路面材料重复利用。美国沥青再生协会将沥青混合料再生技术分为五种不同的类型:厂拌热再生, 就地热再生, 厂拌冷再生, 就地冷再生, 全深式再生。
4.1 厂拌热再生
4.1.1 厂拌热再生法概念:
将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂, 再集中破碎, 筛分, 根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、集料级配等情况, 掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂 (必要时) 等进行热态拌和, 使混合料达到规定的各项指标, 并按热拌沥青混合料的施工工艺重新铺筑路面。
4.1.2 厂拌热再生法的特点:
厂拌热再生法在工厂中对回收的沥青混合料进行集中处理, 是一种实用、灵活、简便而又能保证质量的沥青路面再生技术, 也是目前适用范围最广, 性能最好的一种沥青混凝土再生方式。
4.2 就地热再生
4.2.1 就地热再生法的概念:
利用专用的就地热再生设备, 对沥青路面进行现场加热、翻松, 就地掺入一定数量的新集料、新沥青、再生剂等, 经热拌和、摊铺、碾压等工序, 一次性实现对表面一定深度范围内 (一般不超过6cm) 的旧沥青混凝土路面再生的一种技术。
4.2.2 就地热再生法的特点:
就地热再生法适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用, 再生层可用作上面层或者中面层。沥青路面就地热再生, 再生深度一般为20~50mm, 可以修复沥青路面表层病害, 恢复沥青表面层物理力学性能, 恢复沥青路面平整度, 修复沥青路面车辙。
4.3 厂拌冷再生
4.3.1 厂拌冷再生法的概念:
是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和厂, 通过破碎、筛分 (必要时) , 并根据旧料中沥青含量、沥青老化度、集料级配等指标, 掺入一定数量的新集料、再生结合料 (乳化沥青、泡沫沥青等) 、再生剂 (必要时) 进行常温拌和, 使混合料达到规定的各项指标, 按常温沥青混凝土的施工工艺重新铺筑, 形成路面基层或者下面层的一种技术。
4.3.2 厂拌冷再生法的特点:厂拌冷再生分为乳化沥青厂拌冷再生和泡沫沥青厂拌冷再生。
(1) 乳化沥青厂拌冷再生, 一次性旧料再生比例高, 一般在94%左右, 主要用于半刚性基层转换成柔性基层及用于沥青路面下面层, 缓解反射裂缝产生, 同时可对半刚性基层的干缩裂缝进行有效防治。乳化沥青冷再生混合料适用范围广, 具有很强的防水性能, 特别适合南方高温多雨环境。
(2) 泡沫沥青厂拌冷再生, 一次性旧料再生比例高, 一般在80%左右, 用于基层, 形成接近于半刚性的基层或称之为“半柔性基层”, 只适用于干旱、少雨地区。
4.4 就地冷再生
4.4.1 就地冷再生法的概念:
是指利用专用的就地冷再生设备, 对沥青路面进行现场冷铣刨, 掺入一定数量的新集料、再生结合料 (乳化沥青、泡沫沥青、水泥、消石灰等) 、再生剂 (必要时) , 经混拌、摊铺、碾压等工序, 一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青路面再生, 形成路面基层或下面层的一种技术。
4.4.2 就地冷再生法的特点:
就地冷再生能够对大多数的路面破坏类型进行结构性的处治。能够拓宽路面, 改善行驶质量;可以使路面恢复其所需的线形、断面和标高;现出原路面的车辙, 不规则和不平整的区域;可以消除横向、纵向和反射裂痕, 对交通影响减少。
4.5 全深式再生
4.5.1 全深式再生的概念:
将沥青层和部分基层材料同时进行就地冷再生, 形成路面基层的一种技术。全深式再生实际上是就地冷再生的一种, 只不过是再生厚度范围内包含了部分基层。国内全深式再生工程的再生结合料绝大部分采用水泥, 个别采用乳化沥青和泡沫沥青。
4.5.2 全深式再生法的特点:
早期多用于低等级道路, 主要包括一些石子路、土路、经过表面处治及石屑封层的路面。这些道路通常较窄, 并没有考虑未来交通量和荷载的增加, 当采用全深式再生处理时, 拓宽工作也可以同时进行。目前, 越来越多的城市道路和高等级公路采用全深式再生处理, 全深式再生法作为一种更灵活、更有利于延长路面使用寿命的技术广泛应用于各种经常出现裂缝、坑槽的道路。
综上所述, 采用沥青再生技术, 可以充分利用旧料, 通过选择适当的配比及新旧料掺和比例, 可以再生得到质量相当不错的再生混合料。初步的研究和实践均表明, 这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时, 利用沥青再生技术可以取得相当可观的经济效益和显著的社会效益。特别是近年来, 随着全社会对环境保护、资源保护及“节约型社会”认识的不断提高, 随着沥青路面再生应用技术的不断发展完善, 机械设备的开发和标准规范的出台, 符合循环经济模式的沥青路面再生技术将在以后的公路建设、养护工程中得到更加广泛的应用。
摘要:随着我国公路建设进入高峰期和大面积维修期, 旧沥青混合料的废弃既污染环境又造成资源浪费, 沥青路面再生利用问题日益突出。本文从国内外发展现状, 沥青再生原理、再生剂的选用, 沥青混合料生产工艺和特点等方面, 对沥青路面再生应用技术进行了分析, 针对不同的路面病害提出了不同的再生方式。
关键词:旧沥青混凝土路面,再生技术,热再生,冷再生
参考文献
[1]沈金安.沥青及沥青混合料的路用性能[M].北京:人民交通出版社, 2001.
[2]何兆益, 杨锡武.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社, 2006.
旧沥青路面就地冷再生技术的应用 篇5
通过对大修工程中旧沥青路面冷再生基层设计方法、施工过程、质量评定等的`探讨,寻求一种合理利用资源、节约资金、保护环境、改造旧路的新途径.
作 者:贾维杰 JIA Wei-jie 作者单位:唐山市玉田县交通局,河北,玉田,064100 刊 名:内蒙古公路与运输 英文刊名:HIGHWAYS & TRANSPORTATION IN INNER MONGOLIA 年,卷(期):2009 “”(3) 分类号:U416.217 U418.8 关键词:旧沥青路面 冷再生技术 质量评定 经济分析 应用
沥青路面再生利用技术 篇6
【关键词】工艺特点;工艺原理;艺流程及操作要点;质量控制
【Abstract】Site asphalt pavement cold regeneration technology with energy saving, small damage to the roadbed, structural integrity is good, fast construction schedule, traffic safety, save investment and so on. The construction of the process in our company according to the provincial highway S328 Funan south section of the road improvement project has been successfully applied.
【Key words】Technological characteristics;Process principles;Process flow and operating points;Quality control
;1. 前言
沥青路面水泥稳定就地冷再生是充分利用现有的旧铺层(面层或基层),必要时按级配规定要求加入一定量的添加剂(水泥),在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣削、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型,从而修筑出所需性能质量的新路面结构层的作业过程,与传统的路面维修技术相比,路面的现场就地冷再生技术具有节能环保、对路基的损坏小、结构完整性好、施工进度快、交通安全、节省投资等特点。
2. 工艺特点
2.1适用范围广、施工方法简单、可操作性强。
2.2该技术将旧铺层材料全部就地利用,节省了大量工程材料和运费等。
2.3分利用原有路面材料,节约了大量资源和能源,减少了废弃物的堆放,符合当今世界对环保与资源再生利用的发展趋势。
2.4该工艺形成的路面基层,在获得所需强度的同时,也提高了基层的弹性,有利于行车舒适,防止反射裂缝和荷载裂缝的产生和发展。
图1施工工艺流程图3. 工艺原理
沥青路面水泥稳定就地冷再生是利用专门机械对旧有破损路面(也包括基层材料)进行现场铣刨破碎,必要时加入部分新骨料,同时混拌一定数量添加剂(水泥、水)对原路面材料加以再生,然后在自然环境温度下对再生混合料进行摊铺碾压,作为底基层、基层或中、下面层,所有操作都在现场连续完成,从而修筑出具有所需性能质量的新基层(底基层)的作业过程,达到对原有路面进行维修和重建的目的。
4. 施工工艺流程及操作要点
4.1施工工艺流程。
施工方案编制报批→封闭交通→施工放样→准备原路面→准备新加料→冷再生机就位→撒布水泥→冷再生机铣刨与拌和→整形、碾压→接缝和掉头处理→养生→取样、检测→报工程师审批。详细施工工艺流程见图1。
4.2操作要点。
4.2.1配合比设计。
(1)对沿线不同病害路段,铣刨面层和基层进行取样,把铣刨的旧料分别进行筛分,了解基层和面层铣刨后的旧料中骨料的含量,一般大于5mm含量应在40%~75%之间,否则应增加新的骨料。
(2)根据旧料筛分结果进行目标配合比设计,使得水泥就地冷再生混合料的组成符合表1要求。
试验段施工。目标配合比设计好后,工程正式开工前,选取代表性路段为试验段,试验段长度为100米~300米,再生时应严格控制再生深度,如遇问题应及时解决,通过试验段的铺筑应获得以下资料:
a.含水量。合理确定材料的最佳含水量。
b.结合剂剂量。在满足设计强度要求的情况下,确定水泥剂量。
c.再生材料的级配。检验再生后的材料,与试验室进行配合比设计时的级配进行对比,看其是否在允许的波动范围内。
d.确定再生机的行进速度和转子速度。
e.确定压实工艺。
4.2.3施工放样。在再生施工之前,应在道路的两侧放置一系列的标桩(杠)作为基线,用来恢复道路的中心线,标桩(杠)的间距,曲线距离不应超过20米,直线距离不应超过40米。
4.2.4准备原道路。对于老路沉陷、坑槽、低剂量翻浆等由底基层损坏引起的病害首先应进行挖补处理,挖补时应挖除至损坏基层,然后用水稳碎石回填,老路挖补应严格按照现行相关规范进行施工验收。
4.2.5摊铺粗碎石。
(1)应根据试验段确定的级配添加新骨料,再根据原道路再生深度内的平均密度,计算每平米新料的添加量。根据每车料的质量或体积,计算每车料的堆放距离。
(2)摊铺粗碎石应在摊铺水泥的前一天进行。摊铺长度按日进度的需要量控制(再生机正常行进速度在6~10m/min)。雨期不宜施工。
4.2.6平地机整平和轻压。
(1)对于运输至现场的混合料,用平地机整平后人工找补。
(2)平整后,用22T单钢轮压路机碾压1~2遍,使其表面平整,并有一定的压实度。
4.2.7摆放和撒布水泥(使用水泥稀浆车时无此步骤)。
(1)按计算出的每袋水泥的纵横间距,在旧路上做好安放标记。应将水泥当日直接送到撒布路段,卸在做标记的地点,并检查有无遗漏和多余。将水泥均匀摊开,并注意使每袋水泥撒布面积相等。水泥撒布完后,表面应没有空白位置,也没有水泥过分集中的地点。
(2)人工撒布水泥时,实际采用的水泥剂量应比试验室确定的水泥剂量多0.5~1.0%;采用水泥浆车时,实际采用的水泥剂量比试验室确定的水泥剂量多0~0.5%。
4.2.8冷再生机铣刨与拌合。冷再生机推动水车 对水泥撒布完成的路段进行铣刨再生。
(1)冷再生机行进速度应根据路面损坏状况和再生深度进行调整,一般为6m/min~10m/min,使得铣刨后料的级配波动范围不大。网裂严重地段应降低再生机组行进速度,提高铣刨转子速度。再生机行进速度不宜过快,以免再生混合料拌合不均匀;
(2)冷再生机后设专人跟随拌和机,随时检查再生深度、水泥含量和含水量,并配合再生机操作员进行调整;
(3)施工中再生厚度的检查以相邻已经再生或原路面为标准,用钢钎插入土中,测量其插入深度,看其深度是否合格,严禁冷再生施工时损坏老路底基层。应在作业面边缘固定导向线以帮助操作者;
(4)若进行多刀施工时,应时刻注意搭接的宽度,保证搭接宽度;
(5)再生机后宜安排4~5人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料,以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性;
(6)在施工过程中,对混合料的级配、再生深度、水的喷入量有任何疑问时,应停止施工,等问题解决后再继续施工;
(7)每次再生的长度以保证后续作业能正常进行为宜,应认真组织施工,使再生的长度尽可能长些,以减少横向接缝。一次再生长度一般为150~250m;
(8)每段再生结束后,应检查铣刨机的刀架、刀头,发现损坏立即更换。
4.2.9初压。 铣刨再生完成后,22T压路机对再生混合料进行碾压1~2遍,碾压速度为1~2Km/h,以压实轮迹间松散的材料,以到达相同的密度。
4.2.10平地机整形及碾压。
(1)初压后应立即用平地机初步整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时,再返回刮一遍。确保横、纵坡达到设计要求。平地机后跟随4~6工人,将刮出再生范围的再生料收回,对平地机无法整平的部位进行人工整理。
(2)整形后,立即用2台22T单钢轮压路机在结构层全宽内进行碾压。碾压时,应重叠1/2轮宽,后轮必须超过两段的接缝处,后轮压完路面全宽,一般碾压3~4遍,碾压速度为1.5~2.5Km/h,再用31T胶轮压路机碾压1~2遍。
(3)碾压过程中,再生层的表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时补撒少量的水,但严禁大量洒水碾压。碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应挖除并换补新料,找平后碾压密实,使其达到质量要求。
(4)经过拌合、成型的水泥稳定就地冷再生层,宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成终压,并达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。对于局部低洼处,不再进行找补,可留在铺筑水稳基层时处理,严禁采用薄层贴补。
4.2.11接缝和掉头处的处理。
(1)纵向接缝一般重叠宽度应不小于150mm。路面材料越厚,材料粒度越粗,重叠度越大。相邻两次作业间隔12h以上时,重叠量应增加。在纵向接缝上,根据已建再生层的完成时间,改变水的喷入量。纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹。
(2)应对所形成的横向接缝认真处理,施工中应尽量减少停机现象。停机超过水泥初凝时间,再生机再次施工时,必须将整个再生机后退至再生过的路段1.5~2.0m的距离,并重新撒布水泥;后施工作业段应预留5~8m与前施工作业段一并压实,减少明显横缝。
(3)如机械必须到已压成的水泥稳定就地冷再生层上调头,应采取措施保护作业段。一般可在准备用于调头的约8~10m长的稳定土上,先覆盖一张厚塑料布或油毡纸,然后铺上约10cm厚的土、砂或砂砾。
4.2.12养护。
(1)每一段碾压完成并经压实度检查合格后,应立即开始养护。
(2)宜采用覆盖进行养护,养护期不少于14d,其中覆盖保湿养护不少于7d。宜在就地冷再生水稳底基层表面撒少量水泥或水泥浆。
(3)养护期间不应过湿或忽干忽湿。
(4)养护期间,除洒水车外,应封闭交通,如有车辆通行时,行车速度小于30Km/h,严禁重型车辆通行。
(5)养护结束后,必须将覆盖物清除干净。
5. 质量控制
5.1铣刨厚度检测。根据相邻施工幅新旧厚度确定铣刨厚度,合格的,再生机向前行驶;不合格的,后退至不合格的地方重新开始铣刨。
5.2层厚检测。压实成型后,直接挖坑检测。
5.3现场含水量控制。
(1)根据施工经验目测观察及原始的手抓成团、落地开花等经验控制;
(2)根据现场检测含水量调整为最佳含水量。
5.4压实度检测。碾压成型后,用灌沙法进行现场检测,不合格的,继续碾压直至合格。
5.5平整度检测。用3米直尺检查纵、横大面平整度,不合格的,用平地机刮平后碾压成型后再检测直至合格。
5.6纵断面高程及横坡控制。对于较宽道路,冷再生全部铣刨并完成预压实的过程中,测量人员跟进每10米测量单幅的左、中、右3点标高确定实际纵断面高程及横坡与设计高程的高差后,平地机刮平、碾压。
6. 结束语
(1)沥青路面水泥稳定就地冷再生技术既解决了废料对环境的污染,又减少了开采石料对环境的破坏;大大减少了废弃物的排放,符合我国对于环境保护的要求,因此对旧水泥稳定碎石进行再生利用,除了具有一定的经济效益外,还具有良好的社会效益和环境效益,符合我国经济可持续发展的要求。
(2)该项工艺在我公司承建的省道S328南照至阜南段路面改善工程中得到了成功的应用。
参考文献
[1]JTGE51-2009,《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》,北京:人民交通出版社,2009.
[2]JTG/TF20-2015,《公路路面基层施工技术细则》,北京:人民交通出版社,2015.
公路沥青路面再生利用施工工艺 篇7
1 概念
沥青路面的再生技术, 是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后, 与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料, 使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。
2 旧沥青路面材料的性能
沥青混凝土路面使用粘结力较强的沥青材料作结合料, 大大增强了矿料间的粘结力, 提高了混合料的强度和稳定性, 使路面的使用质量和耐久性得到提高。沥青混凝土路面具有表面平整、不渗水、行车舒适、噪音小等优点, 因而获得越来越广泛的应用。但它也经常受到天气、温度、行车以及材料等方面的影响, 以及路面结构设计等方面的原因, 不可避免地会出现各种各样的病害, 而这些病害又对行车速度、路面使用寿命、乘客舒适性以及交通安全等带来了有害的影响。
沥青路面老化主要是沥青的老化和骨料的细化。沥青路面在车轮荷载作用下, 承受着压应力, 剪应力和拉应力等, 同时沥青路面长期暴露于大自然, 会受到各种自然因素如氧、阳光、温度、水、风等的作用, 致使混合料中的沥青、骨料的性能发生物理、化学变化, 并最终表现为沥青混合料使用品质下降。沥青混凝土路面的损坏总体可分为两大类, 一类为结构性损坏;另一类为功能性损坏损坏而发生。
3 沥青路面再生施工方法
3.1 现场冷再生法
现场冷再生法是用大功率路面铣刨拌和机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎, 再加入稳定剂、水泥、水和骨料同时就地拌和, 用路拌机原地拌和, 最后碾压成型。这种方法主要应用于冷法施工中, 且新添加的结合料是乳化沥青, 这种方法对设施要求较低, 生产成本不高, 但同时再生路面的品质不是很好, 目前该方法使用较少, 主要是用于等级低的道路或铺筑基层使用, 国外多用于乡村道路的翻修。
3.2 现场热再生法
现场热再生是一种就地修复破损路面的过程, 它通过加热软化路面, 铲起路面废料, 再和沥青粘合剂混合, 有时可能还需要添加一些新的骨料。然后将再生料重新铺在原来的路面上。一般用一台大型“沥青路面热再生联合机组”, 先把沥青路面烤热软化, 再将旧沥青层收集起来输送到该机组中的双卧轴连续搅拌机上, 添加新骨料、补充新沥青, 搅拌后排到机组的摊铺器上, 摊铺、捣实、熨平, 再用压路机碾压, 铺成一条新路。现场热再生可以通过单次操作完成, 把原材料和需修的路面重新结合。或者是通过两阶段完成, 即先将再生料重新压实, 然后在上面再铺一层磨耗层。这种方法多用于基层承载能力良好、面层因疲劳而龟裂的路段, 特别适用于老化不太严重, 但平整度较差的路面。
3.3 工厂热再生法
工厂热再生法就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂, 再集中破碎, 根据路面不同层次的质量要求, 进行配比设计, 确定旧沥青混合料的添加比例, 再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌和成新的混合料, 从而获得优良的再生沥青混凝土, 铺筑成再生沥青路面。利用这种方法, 可以方便对已被翻挖的基层甚至路基的一些地段进行有效的补强, 沥青层的重铺则可以象新路施工一样, 分别按下面层、中面层、上面层 (磨耗层) 的不同技术要求进行配合比设计, 确定旧沥青回收料的添加比例。
3.4 现场热再生法的特点
在上述各种方法中, 沥青路面现场热再生利用技术是一种具有国际水平的高等级技术, 采用就地加热、翻松、搅拌、摊铺、压实等连续作业, 一次成型新路面, 经济、高效、快速、环保、节约, 具有显著的经济效益和社会效益。当沥青路面表面层出现裂缝、泛油、磨损、车辙、坑槽等病害或路用性能下降, 路面的损坏程度还没有波及到基层时, 都可以采用这种维修方法, 使用先进的现场热再生机组, 就地加热旧路面, 耙松、收集旧料, 增加适当的新拌沥青混合料、再生剂进行机内热搅拌, 随即摊铺, 熨平, 辗压, 即可快速开放交通, 是一种连续式的现场热再生作业方式。根据英达公司提供的资料, 其“修路王”现场热再生修补方法与传统方法相比, 修补时间可节省5/6, 作业人员节省1/2, 旧路用材料完全利用, 新沥青混合料用量可节省1/2。因此, 沥青路面现场热再生方法在近几年的沥青路面养护中得到了相对更为广泛的应用。沥青路面现场热再生方法的主要特点是:
1) 任何直接重铺或铣刨后再填补的工程都可以用热再生的方法, 旧路面混合料就地再生利用, 不需要搬运废料过程及废弃物堆放场地。
2) 能保存骨料的的完好, 保留沥青的组成及性能, 100%地利用旧料。而传统的工厂再生法只能利用40~50%旧料, 新的设备能够产生更高质量的沥青, 它和新的沥青混和料具有一样的生命周期。
3) 不受大的交通流量的限制, 与以前的维修方法相比, 影响交通及沿途居民的程度小, 施工结束就可以开放交通。
4) 施工产生的振动、噪音比其他施工方法小, 有利于环保。
5) 此维修方法是以路面面层为施工对象, 适于基层承载力良好, 因面层疲劳而龟裂, 车辙, 破损的路面。损坏波及到基层以下时, 原则上不适用, 或必须首先对基层进行处理。现场热再生一般不能纠正属于结构上的破坏。
6) 现场热再生不能修复位于沥青层以下较深位置的伸缩裂纹, 可以达到最大深度为50mm的位置, 在某种情况下, 可以达到更深的再生深度。
7) 在实行现场热再生方法前, 路面上的大量冷混合料补丁, 喷涂补丁, 必须除掉。
8) 此方法是在路上加热旧路面, 容易受特殊气温的影响, 寒冷季节一般不宜施工, 天冷以及雨天时效率将有所降低。
4 结束语
采用沥青再生技术, 可以充分利用旧料, 通过选择适当的配比及新旧料掺和比例, 可以再生得到质量相当不错的再生混和料。初步研究和实践均表明, 这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时, 利用沥青再生技术可以取得相当可观的经济效益和显著的社会效益。
参考文献
[1]吕伟民, 严家及.沥青路面再生技术[M].人民交通出版社, 1989.
沥青路面再生利用技术 篇8
目前,我国许多高等级公路沥青路面的使用寿命即将达到或超过了设计使用年限,急需大修或改建、扩建。大量翻挖、铣刨的沥青混合料如果被废弃,不仅会造成环境污染,而且是一种极大的资源浪费。为了使有限资金发挥最大的效益,对旧沥青路面材料进行再生利用不仅可节约沥青和砂、石材料,取得直接的经济效益,而且能变废为宝,保护生态环境,取得直接的社会效益。因此旧沥青路面再生已成为我国公路建设研究的热点问题。在旧沥青路面再生中需要解决的问题主要有两个:一是旧沥青路面材料状况调查和评价,二是再生混合料配合比设计。本文着重研究旧沥青路面材料状况调查和评价。
2 旧沥青路面材料状况调查和评价
(1)收集相关工程技术资料,对旧沥青路面材料情况进行充分和全面了解。采用调研的方法或其他方式,从业主方、设计方和路面维修队伍等单位收集资料。收集的资料包括:①旧沥青路面结构型式,结构层厚度,结构层采用的沥青类型和沥青性能指标,结构层采用的石料类型和石料性能指标,结构层的沥青混合料配合比设计 、施工和竣工资料;②使用年限内进行修补的情况;③本次维修路面处治设计、路况调查和维修后预期达到的效果。以上这些对旧沥青路面材料的性能评价有一定参考作用。
(2)对旧沥青路面进行现场调查,确定旧沥青路面破坏状况、承载能力和各层材料的工程特性。可按照同一时间和同一标准修筑的路面分成不同的段落,也可将用于再生的沥青路面划分为相等长度的段落,分车道对旧沥青路面进行调查和检测。除了需要了解交通量等常规指标外,还应根据再生技术应用的需要观测其他项目:①破损调查时不仅需要调查病害的面积类型,更重要的是分析其病害程度;②对不同车道或不同路段进行损害程度调查与弯沉检测,同时用钻孔取芯方法检验路面内部情况,测得路面各结构层厚度、病害产生的原因及深度和沥青混合料的状况。
(3)采用机械方式或其它方法从工程现场或料堆随机获取足够数量有代表性的样品。
对取回样品进行性能检测。试验检测内容主要包括:①沥青含量;②回收沥青的物理性能指标(包括针入度、延度、软化点、粘度等)测试和化学组分;③回收集料的级配组成和物理性能指标(压碎值、洛杉矶磨耗损失、视密度、吸水率、与沥青的粘附性、细长扁平颗粒含量)测试。
(4)旧沥青路面材料性能评价。将现场调查和室内试验检测获得的试验数据进行统计分析;运用数理统计方法,对试验结果的各项指标,一般进行均值和均方差的计算,另外为了评价旧路某一指标的不均匀程度,还可进行差异显著性分析。
3 广佛高速公路旧沥青路面材料状况调查和评价
3.1 广佛路路面材料状况调查分析
从调查的情况不难发现:
(1)广佛高速公路的破坏主要为结构性破坏,出现了大面积的龟裂、网裂、沉陷等病害;
(2)路面质量差异性大,且车道间的差异性大,加宽部分施工时间较晚,沥青老化程度应该比较低,沥青回收利用率高,更具备回收价值;
(3)旧沥青路面材料是一种规格不很稳定的材料,从旧路上得到的沥青混合料,包括了初建的路面材料、修补所用的材料、裂隙的填缝材料以及其它养护所用的材料。
3.2 检测结果统计
结合调查结果和本文提及评价内容与方法,进行路段取样和试验检测,并对试验数据进行统计分析。表1为沥青含量、集料级配和针入度的统计结果,表2为超车道、主1、主2车道分段落的统计结果,表3为沥青含量车道间差异性分析,表4为段落间0.075mm筛孔通过率差异性分析,表5为回收旧料中粗集料的质量检验结果,表6为旧沥青物理性能检测结果。
3.3 统计结果分析
(1)沥青含量。
从试验数据可以看出:①广佛高速公路1989年施工的部位(超车道、主1、主2车道)沥青含量数据离散性大,而1997年加宽扩建的主3车道数据离散性减少。数据离散性与原有路面的施工水平有关。②同一时期修筑的路面沥青用量间的差异性很小,而扩建部分与1989年施工部分则有明显的差异性。③不同的车道间存在着差异,这与不同时期、不同结构部位有关,路面再生时应考虑到这一差异性。
(2)集料级配。
从试验数据可以看出:①广佛高速公路旧路级配离散性大。②0.075mm以下的粉料较多。③级配特别是粉料部分的不同路段差异性大,不同段落间的差异性可能是由于施工单位不同,或者使用材料的不同引起的。
(3)集料的物理性能。
试验结果除针片状含量偏大外,均满足要求。
(4)沥青针入度。
从试验数据可以看出:全线的老化程度差别很大,其表现在针入度波动范围大,而且各车道差异性也很大。 广佛高速公路路面质量差异性很大,这与实际反映的路况是一致的:针入度大的地方及1998年加铺的主3车道破损较轻;路面破坏较明显的地方针入度小,如面层松散、裂缝、坑槽(洞)等附近。
(5)旧沥青的性能。
沥青老化之后性能上表现为针入度降低、延度减小、粘度增大;在使用性能上表现为由软变硬;在组分上表现为各组分之间配伍的失调,胶质和沥青质增多,油分减少。
3.4 广佛路路面材料评价
(1)旧沥青路面材料的可回收性。
旧沥青混合料是由砂石与沥青材料所组成,本身即具有可回收性;路面材料与普通砂石料相比,只是级配发生改变而强度等物理性能基本一致;沥青老化的原因主要是:沥青分子的氧化、缩合和轻质油分的挥发,由于沥青分子结构的复杂,在实际应用时比较在乎其物理性能,即变硬可视为和很硬的新沥青相同,因此,可针对需求,添加较软的沥青(或再生剂)调制。
注:NS表示没有差异显著性;*号越多,表示车道间的差异性越大。分析中假设试验数据呈正态分布。
(2)厂拌热再生的适用性。
厂拌热再生是把路面的回收旧料铣刨取回到拌和楼后,通过适当的处理,加入新沥青、再生剂和新集料后,重新拌和生产出再生沥青混合料,再摊铺到原路或其它道路中。因为厂拌热再生可以选择用于回收再生的旧料,可以调整旧料的使用比例,可以生产多种配合比的再生沥青混合料,所以厂拌热再生具有很强的适应性。
(3)广佛路旧沥青混合料评价及存在问题。
从统计的结果看,沥青含量、级配筛分及针入度数据的离散性都比较大,这符合旧路的实际情况。针入度的离散性最大,但是它的离散性同试验误差本身也有一定关系。从沥青含量的统计结果看,其平均值比较大,旧料中沥青含量大可以减少再生时新加沥青的比例,从而节约了成本。但是另一方面也可能成为再生沥青混合料设计的制约因素,特别是旧沥青老化严重时,为了使再生后沥青较软,只能限制旧料的掺配比例。从筛分试验的统计结果看,粉料的比例偏高,也不利于配合比设计。从针入度统计表看,针入度主要在20~40(0.1mm)的范围内,美国的经验是旧沥青的针入度在15(0.1mm)以上就具备再生价值,所以对广佛旧路进行再生是可行的。从差异性分析结果看,不同段落间、车道间存在着差异,通过适当的分段处理来减少其离散性。从以上分析可见,要对广佛旧路进行厂拌热再生需要解决的技术问题,是旧料沥青含量、沥青针入度、级配离散性的问题以及旧料中细、粉料偏多、沥青含量偏大的问题。旧料骨料方面是针片状含量偏大。
4 结语
目前我国进入大修期的高速公路多为早期修建的道路,受施工水平限制,再加上旧路经多次修补,以上问题具有相当的普遍性。根据国外的资料,普遍应用沥青再生技术的发达国家也高度重视旧沥青混合料离散性大的问题。但只要进行科学系统的检测和统计分析,制定和实施针对性措施,可以确保再生混合料的质量不低于全新料普通沥青混合料的质量指标。工程质量的保证有赖于对旧路面材料性质的正确了解。所以,在沥青路面再生中,对旧沥青路面材料进行研究是解决再生的关键。选择适当的取样和统计分析方法,对旧路面材料的状况进行调查和评价,可为再生方法的选择及旧沥青路面材料回收、预处理、回收料堆管理提供依据。
参考文献
[1]杨平.沥青路面厂拌热再生利用研究[D].长沙理工大学,2005.
浅谈沥青路面再生利用的必要性 篇9
在今年两会上, 交通运输部部长李盛霖在审议预算和计划报告时说, 中国的高速公路总里程将在两到三年内超过美国。虽然受到了前所未有的金融危机影响, 但2009年全年我国交通运输业完成社会固定资产投资1.13万亿元, 拉动国民经济增长0.5个百分点以上。截至目前, 我国公路总里程已达370万公里, 其中高速公路总里程6.5万公里, 居世界第二位, 仅次于美国。
另一方面, 我国上世纪80年代初期以来修筑的公路现在都已进入了大、中修期, 每年约有10%的沥青路面需要翻修。
2008年底, 政府启动包括4万亿投资在内的一揽子计划。截至2009年年底的4万亿计划, 扭转了2009年的经济下滑后, 在2010年如何安排将成为影响中国经济走向的关键。谁是4万亿投资的最大受益者?答案是没有争议的, 4万亿投资最大部分地投向了基础设施投资, “铁公基”成最大赢家。根据发改委公布的数据, 4万亿元投资计划中, 1.5万亿元用于铁路、公路等重大基础设施建设项目, 占4万亿元投资比重37.5%。
以上数据无不显示我国步入道路大建设时期, 与道路建设相关的原材料的需求量也快速加大。
二、道路石油沥青
沥青按用途来分类, 通常分为道路沥青、建筑沥青、专用沥青。用于铺筑道路路面的沥青为道路沥青。适用于重交通道路的沥青为重交通道路沥青 (heavy duty asphalt) ;只适用于一般中、轻交通的道路上使用的沥青为中、轻交通道路沥青, 即普通道路沥青 (目前新标准按A、B、C三级分类) 。沥青的主要用途是用于修路, 并且道路沥青要占整个沥青产量的50%以上。
沥青路面中使用的沥青材料主要为道路石油沥青, 它是采用不同的炼制工艺由原油经过蒸馏获得的粘稠沥青。为了使用和施工的需要, 在粘稠沥青中掺加柴油、煤油或汽油等溶剂配制成慢凝液体石油沥青, 也可以将沥青分散在乳化剂水溶液中制成乳化沥青。在重载交通道路或有特殊要求的沥青路面上应使用高性能改性沥青。
道路石油沥青适用于各类沥青路面的面层, 高速公路、一级公路和城市快速路、主干路铺筑沥青路面及其他等级的公路与城市道路。
第一条用沥青铺筑的路面约在公元前600年在古巴比伦出现, 但这种技艺不久便失传了。一直到19世纪, 人们才又用沥青来筑路。1835年在巴黎首先用沥青铺筑路面 (人行道) , 约20年后, 巴黎又出现了碾压沥青铺筑的路面。现在道路沥青占全部沥青产品的80%以上, 可以说没有沥青就没有现代化的公路运输, 而没有现代化的公路运输, 工农业的发展、科学文化的发展都是不可想象的。
随着沥青铺路方法的改进和沥青产品质量的提高, 目前国内外都以石油沥青作为铺路的主要材料。据统计, 美国铺设的道路中, 93%是沥青路, 只有7%是水泥路。英国铺设的公路中, 沥青路占81%。
沥青是石油的非能源产品, 但在节能方面有着特殊重要的意义。据统计, 好的沥青公路较砂石路可节约燃料10%~20%。
三、中国沥青市场现状分析
2010年, 中国步入了沥青需求大的阶段, 而利好预期已经提前主导沥青行情, 沥青价格不断刷新历史同期最高水平。
我国近年来沥青年需求量为300万吨, 实际供应量包括进口在内的230万吨, 缺口70万吨。其中, 高等级公路所急需的重交通道路沥青年需求量40万吨, 现国产及进口20万吨, 缺口20万吨左右。这种沥青供不应求的情况造成的后果, 必然使一些计划新建的公路由于缺乏沥青而不能及时修建, 许多已有沥青路面得不到及时的维修。截止到2005年底, 我国沥青混凝土路面总里程仅22.6万公里, 只占公路总里程的11.7%, 加上水泥混凝土路面在内, 铺面率才27.6%, 远远不能满足我国经济建设和交通运输的需要。
2008年, 中国沥青总产量约为848万吨, 同比减少88万吨, 降幅为9.4%。其中中国石油和中国石化两大集团的总产量约为490万吨, 同比下降3%, 占全国沥青总产量的57.8%;地方炼厂的产量约为201万吨, 同比下降25.4%, 占总产量的23.7%。
但是, 近几年我国道路建设沥青用量逐年大幅增加, 1998年全国道路沥青总消费量仅为313万吨, 到2002年就上升为847万吨, 2003年和2004年沥青消费达到1000万吨~1200万吨。就以最近两年来说, 2003年进口沥青为261万吨, 2004年进口为262万吨, 其余均为国内沥青生产企业所供应, 这说明国产沥青的产量已经达到1000万吨水平, 具有相当的规模。意味深长的是随着我国沥青产量的增加以及产品质量的提高, 迫使进口沥青的数量及平均单价有一定程度的下降。
四、沥青路面再生利用技术
沥青路面在交通荷载与气候环境的综合作用下, 随着路面服务年限的增加, 其使用性能会逐步衰减, 因此, 在合适的时间, 必须对旧沥青路面进行修复以恢复到一定的使用水平。
由于公路标高和沿路土地、建筑物标高的限制, 沥青混凝土路面往往不能采用加铺技术或只能有限厚度的加铺。路面改建带来大量的沥青混凝土废料, 产生环境污染等问题。因此, 20世纪初, 各国就开始了对沥青混凝土旧料再生利用技术的研究。
旧沥青混合料再生利用技术, 早在1951年美国就开始了应用。1973年, 由于石油危机的爆发, 燃油供应困难, 筑路用的沙石材料也供应不足, 而且由于严格的环保法制, 又使得沙石材料的开发受到限制, 以至于沙石材料价格上涨。1974年, 美国开始大规模推广沥青路面再生技术。1980年, 有25个州共使用了200万吨热板再生沥青混凝土;到1985年, 美国全国再生沥青混合料的用量就猛增到2亿吨, 几乎是全部路用沥青混合料的一半。日本从1976年到现在, 路面废料再生利用率已超过70%。西欧国家也十分重视这项技术, 德国是最早将再生料应用于高速公路路面养护的国家之一, 该国1978年已将全部废弃沥青路面材料加以回收利用。此外, 在芬兰和法国这项技术也得到了应用。
沥青路面的再生利用, 是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后, 与再生剂、新沥青材料、新集料等按照一定比例重新搅拌和成沥青混合料, 满足一定的路面性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。
旧沥青路面修复的技术措施有多种, 如改建、薄罩面、厚罩面等, 旧沥青路面再生是其中的一种重要方法。对旧沥青路面进行再生利用, 可以大大节省路用材料、人力和物力, 并且解决了废料堆放的问题, 利于环保。由于对旧路的再生利用, 使得原有路面的横断面形式以及路面标高等得以保持, 这对路面标高有严格限制的地方 (如高架桥下道路) 具有更明显的优势。
当在路面的维修中采用旧沥青路面再生时, 可以在现场进行热再生, 减少了工序, 从而可以尽快开放交通, 节省了用路者的费用, 具有可观的社会经济效益。同时, 采用再生方法进行维修可以给有关经营管理部门节省投资。
再生沥青路面由于大大减少了建筑材料的用量, 因而节省了工程费用。根据美国联邦公路管理局的调查, 旧沥青路面再生利用, 可节约材料费53.4%, 路面降低造价25%左右, 沥青节约50%。1980年, 美国使用了约5000万吨旧路面材料, 节约投资达3.95亿美元。我国在20世纪80~90年代的经验表明, 由于铺筑再生沥青路面, 其材料费平均节省了45%~50%。降低工程造价20%~25%, 大体上与世界上许多国家的经验相当。
概括来说, 沥青路面再生利用有如下几个优点:减少施工费用;节约了石料和沥青;维持了原油路面的几何形状和标高;节约能源;保护环境;节约用路者费用。
我国在20世纪70年代, 一些养路部门就已经自发进行了废旧沥青路面材料的再生利用。在我国20世纪80年代中期, 苏州、南京、武汉、天津四个城市率先对沥青混合料再生利用技术进行试验研究和推广工作, 取得了一定的成果。目前, 随着我国已建成的高等级沥青路面逐渐进入大修期, 沥青路面的再生利用又逐渐引起重视, 成为研究和应用的热点。我国目前的公路建设以每年2000亿元投资规模飞速发展, 同时, 我国改革开放初期以来修筑的公路现在都进入了大、中修期, 每年至少有10%的沥青路面需要翻修, 导致沥青供不应求。
因此, 旧沥青路面再生技术的利用已经迫在眉睫, 应当引起各级公路部门和研究人员的重视。
五、发展我国沥青路面再生利用技术的必要性
国内外多年的实践证明, 再生路面与同类型全新沥青路面相比较, 无论从外观上, 还是从实际使用效果上都没有明显差别。在理论研究方面, 从化学热力学和沥青流变学的角度研究了沥青在老化过程中其流变行为的变化规律, 研究了再生剂的作用和再生剂的质量技术指标。此外, 对再生沥青混合料的物理力学性能进行了系统的评价性试验。改革开放后修筑了大量的沥青路面, 到现在很多路面已进入了维修或改建期, 而我国的优质路用沥青又相对贫乏, 所以对沥青路面再生利用技术的更深入研究必将对我国交通事业的发展产生积极深远的影响。
沥青路面再生利用, 能够节约大量的沥青和沙石材料, 节省工程投资, 同时, 有利于处置废料、节约能源、保护环境, 因而具有显著的经济效益和社会效益。总而言之, 再生利用旧沥青混凝土符合可持续发展的战略思想, 将成为今后道路研究工作的一个重要研究方向。
从前面介绍中, 我们可以得出这样一个结论:在我国公路里程的不断延伸以及公路网的不断完善的大背景下, 研究和发展我国沥青路面再生利用技术是当务之急。公路路面养护面临前所未有的巨大挑战, 对行业专家、专业人士提出了长期的课题研究需要。
参考文献
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沥青路面冷再生技术 篇10
1、厂拌冷再生技术的特点与使用要点
厂拌冷再生或称集中厂拌冷再生 (COLD CEN-TRAL PLANT RECYCLING) , 实质上是对废旧沥青混合料的集中处理与加工。由于对沥青路面的冷铣刨作业仍然是当前路面维修的重要方式, 大量的废旧沥青混合料需要再生利用。因此, 采用集中厂拌冷再生技术是一个自然地由路面维修方式所决定的选择。旧沥青混合料可用于多种养护作业, 然而实践证明, 将其进行厂拌冷再生处理是最有效的方式。冷再生混合料可直接运用现场摊铺或堆放储存以备使用。现代冷再生设备所生产的冷再生混合料是同质量的路面材料。比用新混合料可节省25%-50%的费用。
厂拌冷再生有其自身的特点和使用要点。
1.1 厂拌冷再生技术的特点
1) 与厂拌热再生技术相比较, 厂拌冷再生可近似100%的利用旧沥青混合料。目前, 厂拌热再生技术最多只能利用50%的废旧沥青混合料。
2) 与厂拌热再生技术相比较, 厂拌冷再生对废旧沥青混合料不需要加热烘干, 从而大大节省了能源和成本。同时具有很高的环保性。这一特点使得冷再生技术具有良好的发展前景。
3) 厂拌再生材料的配合比质量民就地再生相比容易得到控制和保障。采用厂拌再生技术, 可预先对旧混合料进行破碎筛分处理, 确保再生混合料的均匀性与级配, 因此, 厂拌冷再生混合料一般可用于新修路面的基层。
4) 厂拌再生设备一般为移动式, 因而具有很好的施工机动性, 占用的场地较少, 并且还可节省施工材料的运输费用。
1.2 厂拌冷再生技术的使用要点
1) 再生前应对废旧沥青混合料进行筛分处理, 使其达到规定的粒度要求, 确保旧沥青混合料的清洁堆放;材料应堆放在硬化地面上, 堆放高度不应过高, 一般以装载机铲斗举升高度为宜;不同类型的材料需分开堆放, 如果材料发生结块, 可用推土机使其松散。
2) 沥青类添加剂包括乳化沥青 (含聚合物或不含聚合物) , 泡沫沥青和再生剂。试验表明, 泡沫沥青再生混合料路面有较高的强度和硬度, 经济性也好较, 可替代石灰路面基层。
3) 使用1%-2%的水泥或石灰作为化学类添加剂, 可提高路面的早期强度, 增强抗车辙能力, 改善防水性能。
4) 冷再生路面不宜作为路面面层使用, 因此, 需要进行罩面或封层处理。
1.3 厂拌冷再生设备的基本组成和要求
厂拌冷再生设备的基本组成, 对厂拌冷再生工艺的要求, 材料进入搅拌装置前应进行破碎筛分处理, 分离和去除旧材料中的补缝剂等杂质, 使其达到规定的级配要求, 搅拌装置具有连续精确的称量系统, 将旧材料与规定量的乳化沥青充分搅拌, 以确保旧料和添加材料间所规定的比例, 当再生料停止运送时, 乳化沥青泵应自动停机, 搅拌装置所生产的再生混合料应混合均匀, 符合规定的配合比要求, 并且不会产生离析现象。乳化沥青计量系统应以0.2%的精度计量, 称量和计量装置具有正误差。在旧料中加入适量的水以便搅拌, 但水量不可对乳化沥青产生负面影响, 将制备好的再生混合料进行堆放或运送至施工现场摊铺时应防止发生离析现象。
2、沥青路面面层就地冷再生技术
就地冷再生技术的发展决定于就地冷再生机械设备的发展与完善。就地冷再生的主要优点在于100%的利用了原有路面的废旧材料, 节省了运输费用和能源消耗, 提高了路面维修速度和生产率。就地冷再生技术有两种类型, 在本文中一种称其为路面面层冷再生技术, 另一种为道路深层复拌冷再生技术。这两种冷再生技术的主要区别是:从适用对象上讲, 前一种用于沥青路面面层的再生纵, 而后一种则适用于道路稳定层的改造与翻修;从所使用的设备原理方面讲, 前一种再生设备以铣刨机工作原理为基础, 而后一种则以稳拌机原理为基础, 此外, 这两种冷再生技术的英文名称有较大的区别, 前者为COLDIN-PLACE RECYCLING, 缩写为CIR, 后者为FULL DEPTH RECLAMATION, 缩写是F D R。由此看来, 严格地说这两种冷再生是本质不同的两类技术。
应用路面面层就地冷再生技术的基本条件, 路面结构强度符合承载要求和道路排水设施完好。如果道路结构层变形或受到破坏, 冷再生前就应首先对路面结构层进行补强处理, 路面冷再生工艺主要以乳化沥青为粘结剂, 路面面层就地冷再生维修适用的路面厚度约为6-13CM。
施工过程主要包括:在原路面上铣刨翻松, 喷洒稳定粘结剂, 同时就地搅拌均匀;重新摊铺再生材料;初步碾压成型。路面冷再生工艺需要有良好的路基性能作支持, 适合于治愈路面松散、车辙、水损、反射裂缝等病害, 路面就地冷再生的现场作业情况, 作业时, 根据路面冷再生材料的配合比设计要求, 需要配备沥青罐车, 水泥罐车和水车等所需的辅助机械设备。由于所用的机械设备不同, 路面面层就地冷再生有多种不同的施工工艺, 用户需要根据路面的不同情况, 机械设备的不同配置和施工成本的分析加以合理选用。
3、道路深层复拌冷再生技术
道路深层就地复拌冷再生技术主要以乳化沥青和泡沫沥青为粘结剂, 就地冷再生机则结合了稳定土拌和机的拌和功能与铣刨机的切削翻松功能。稳定层就地复拌冷再生技术主要适合于交通量道路稳定层的再生改造工程。与上述面层就地冷再生技术相比较, 就地复拌冷再生技术的主要特点是能够适应道路深层的再生改造要求, 对路面基层进行再生处理时, 拌和深度范围一般为12-20CM, 处理土路基稳定层时, 拌和深度可达40CM。
当冷再生机向前行进时, 工作转子同时不断旋转翻松旧路面材料。并通过软管向转子的拌和腔喷入适量的水, 水量由微机精确控制, 工作转子使水与再生材料充分拌和, 以便获得最佳含水量并达到最高的压实密度。根据不同的再生设计, 可将水泥稀浆, 乳化沥青等稳定剂以同样的方式单独或一起喷入转子拌和腔, 泡沫沥青则使用单独设计的特殊喷嘴喷入, 粉状稳定材料如石灰、水泥等, 一般是将其预先均匀撒布在所需要再生处理的路面上, 当再生机走过时将粉状稳定材料与其他再生材料走过时将粉状稳定本专业民其他再生混合料一起拌和均匀, 形成初步的再生路面, 以上所有工序均经一次作业完成。
冷再生机的核心部件是具有翻松与拌和功能的铣刨鼓或称工作转子, 转子一般逆时针方向旋转, 这样有利于材料的均匀搅拌和再生处理。
现代冷再生机有向大功率发展的趋势。根据不同的再生设计要求, 施工时需要配备沥青罐车、水泥罐车或石灰撒布机等辅助设备。
沥青路面再生利用技术 篇11
关键词:晋阳高速;路面;沥青;就地冷再生
中图分类号:U41&217 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)29-0046-03
晋阳高速公路东西走向横跨于晋城与阳城之间,它于1996年5月1日破土动工,1997年12月25日全线胜利建成通车。该路东起晋城市西南牛匠村,经泽州、阳城两县,以及周村、北留、润城三镇,西止于阳济公路叉口处,南接晋焦高速公路,全长36.029cm。作为晋城市境内的首条高速公路,晋阳高速公路的建成极大地缓解了该市交通运输压力,促进了晋城地区经济的发展。但随着近年来车流量明显增大,路面损毁较严重,为此,山西省高速公路管理部门决定对其进行全线大修。
晋阳高速公路大修工程于2009年4月8日开始实施,采取半幅限制通行、半幅封闭施工交通管制措施。晋阳高速公路全长36.029cm,设计为4车道,全封闭全立交。其中,全幅高速公路28cm,路基宽度为21.5m、行车道宽为2×7m,半幅高速公路8cm,路基宽度为12m,行车道宽为2×4.5m,设计时速为80km/h,沥青路面27.6cm,水泥路面8.5cm。通过对原路面状况的调查、原路面材料的取样和试验、路面病害成因的分析,确定沥青路面有55%的路段适合沥青路面就地冷再生处治,并在此基础上加铺8cm~15cm沥青稳定碎石基层和10cm沥青混凝土面层。
沥青路面就地冷再生,是采用专用的就地冷再生设备,对将需要翻修或旧沥青路面进行现场冷铣刨、破碎和筛分(必要时),掺入一定数量的新集料、再生结合料、活性填料(水泥、石灰等)、水,经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术,它包括沥青层就地冷再生和全深式就地冷再生两种方式。仅对沥青材料层进行的就地冷再生称为沥青层就地冷再生;再生层既包括沥青材料层又包括非沥青材料层的,称为全深式就地冷再生。
1 旧沥青路面材料的性能
沥青混凝土路面使用黏结力较强的沥青材料作为结合料,大大增强了矿料间的黏结力,提高了混合料的强度和稳定性。使路面的使用质量和耐久性得到提高。但沥青路面在车轮荷载作用下,承受着压应力、剪应力和拉应力等,同时沥青路面长期暴露于大自然,会受到各种自然因素如氧、阳光、温度、水、风等的作用,致使混合料中的沥青、骨料阶性能发生物理、化学变化,并最终表现为沥青混合料使用品质下降。沥青路面老化主要是沥青的老化和骨料的细化。沥青混凝土路面的损坏总体可分为两大类,一类为结构性损坏,包括路面结构整体或其中某一部分的破坏,使路面不能支承预定的荷载;另一类为功能性损坏,它可能不伴随结构性损坏而发生,但由于平整度和抗滑性能等的下降,使其不再具有预定的功能,从而影响了行车质量。
1.1旧沥青的性能
沥青是由多种化学结构极其复杂的化合物组成的一种混合物,其老化主要表现为针入度降低、黏度增大、延度减少、软化点提高等。表1列出回收旧沥青的几项常规指标。
1.2旧集料的性质
沥青路面在车辆动、静荷载作用下承受着拉应力、压应力和剪应力,因此嵌挤在混合料中的集料颗粒是三维受力,在某一瞬时其受到的力会大于颗粒的极限强度而发生破裂,其破裂可分为3种形式:①对针片状颗粒,由于受其几何尺寸的限制,其抗弯拉能力差,很易折断破坏;②有时颗粒承受的瞬时剪应力超过其极限剪应力,出现剪切破坏;③在荷载作用下相邻颗粒间会发生相对位移,产生摩擦力,从而相邻颗粒表面相互磨损而使细颗粒增加。
由于粗骨料主要承受着外部应力的作用,细骨料则起填充作用,因此骨料破坏也以粗骨料为主,也就是说,集料细化主要表现为粗骨料向细骨料的转化,而细骨料进一步细化成粉料则表现的不明显。集料的细化改变了沥青混凝土的级配,使骨架的嵌挤作用减弱,从而使整个结构的抗剪强度减小。同时,骨料的每次破坏都会形成两个破坏面,此两个破坏面上没有沥青的裹覆,这样骨料很易散失、剥落,造成路用性能下降。
2无机结合料稳定冷再生沥青混合料设计
冷再生沥青混合料因其中掺加了一定比例的旧料和再生剂(水泥、石灰),故其配比设计与普通的新拌沥青混合料有所不同,但其基本的设计思路仍与普通的沥青混合料设计相一致。
冷再生沥青混合料的配比设计首先要满足路用要求,要因地制宜、经济实用,同时要注意:①应具有抵抗施工过程中和自然因素引起老化的能力,具有较长的使用服务期;②应尽可能地利用旧料,提高旧料掺配率,从而有效地降低工程成本,产生显著的经济效益;③应考虑施工的方便性,易于生产、拌和以及摊铺压实。
设计时应根据交通量和道路等级、自然气候条件、旧沥青路面材料的现状、施工方法等要素确定混合料类型。冷再生沥青混合料配比设计步骤大致可表示成:
对旧沥青混合料的评价→冷再生沥青标号的选择→再生剂的选择与用量确定→确定旧料掺配率→新骨料的级配→冷再生混合料的最佳沥青用量的确定一目标配合比验证→生产配合比的调试。
无机结合料稳定再生混合料技术要求见表2。
3沥青路面就地冷再生施工方法
在确定采用沥青路面就地冷再生处治后,首先铺筑试验路段,长度不宜小于200m,从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等方面进行检验,确定工艺参数。综合考虑施工季节、气候条件、再生作业段宽度、施工机械、运输车辆的效率和数量、操作熟练程度、水泥终凝时间等因素,综合确定每个作业段的长度。在施工起点处将各所需施工机具顺次首尾连接,连接相应管路。冷再生施工设备一般包括:水罐车、水泥浆车(有条件时)、冷再生机、摊铺机、压路机。再生机为Wirtgen公司生产的WR2500型就地冷再生机,该机是中型轮胎式多用途再生机,可进行冷再生,也可进行稳定土拌和。该机可装备泡沫沥青发生及喷洒系统,乳化沥青喷洒系统及水泥稀浆喷洒系统。与传统的机械相比,维特根WR2500型路面再生机能为用户提供许多显著的优点和相当大的功率贮备。维特根WR2500型就地冷再生机是冷再生技术中广泛应用的设备,并且在多条采用沥青路面冷再生处治的高速公路及一级公路中应用。
启动施工设备。按照设定再生深度对路基进行铣刨、拌和。再生机组必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业,不得随意变更速度或者中途停顿,再生施工速度宜为4m/min~10m/min。单个再生至一个作业终点后,将再生机和罐车等倒至施工起点,进行第二幅施工,直至完成全幅作业面的再生。纵向接缝的位置应避开快、慢车道上车辆行驶的轮迹,纵向接缝处相邻两幅作业面间的重叠量不宜小于100mm。
根据再生层厚度、压实度等的需要,配备足够数量、吨位的钢轮压路机、轮胎压路机,按照试验段确定的压实工艺进行碾压,保证压实后的再生层符合压实度和平整度的要求。沥青路面就地冷再生施工须采用流水作业法,使各工序紧密衔接,尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。初压时混合料的含水率应比最佳含水率大1%~2%,碾压过程中,再生层表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时洒水。碾压过程中若出现弹簧、松散、起皮等现象时,应及时翻开重新拌和,使其达到质量要求。
使用无机结合料的全深式就地冷再生,养生和开发交通应满足以下要求:①碾压完成并经过压实度检查合格后的路段。应立即进行养生。养生可采用湿砂、覆盖、洒水等方法。②养生时间不宜少于7d,整个养生期内再生层表面应保持潮湿状态。养生期内禁止除洒水车辆以外的其他车辆通行。③后续施工前应将再生层清扫干净,并洒少量水湿润表面。
就地冷再生工程完工后,应将全线以1km~3km作为一个评定路段,按照表3的要求进行质量检查和验收。 从目前的工程实践来看,沥青路面就地冷再生技术在道路再生中具有明显的优势,具体表现为:①节省成本,包括材料和运输成本,与其他传统的施工方法相比,总投资可节省40%。50%②不损坏路基,提高旧路等级,且能够精确控制铺层厚度;③由于无需对旧料实施运输、破碎工艺,因此工期缩短;④可以充分利用旧路的沥青、石料等材料,减少了新材料的开采,具有重大的环保效益;⑤沥青冷再生技术采用的筑路机械具有封闭式自动控制添加系统,可以实现合理配比、防止粉尘飞扬,有利于文明施工。
4结束语
公路沥青路面再生技术探析 篇12
我国是世界优质沥青进口大国,沥青再生利用可循环利用旧路面的沥青,减少对新的优质沥青的消耗,能很大程度上缓解我国作为石油进口大国的资源压力。由于沥青是不可降解性材料,沥青冷再生利用可以杜绝丢弃旧、填埋旧沥青而造成的环境污染。
1 旧沥青路面材料的优缺点
1.1 旧沥青路面材料的优点
沥青混凝土路面使用粘结力较强的沥青材料作结合料,大大增强了矿料间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性得到提高。沥青混凝土路面具有表面平整、不渗水、行车舒适、噪音小等优点,因而获得越来越广泛的应用。
1.2 旧沥青路面材料的缺点
由于受到自然因素,例如天气、温度等和路面结构设计等公路自身的影响,不可避免地会产生不同种类的病害,因此对于路面的使用时间、行车的速度以及交通的安全等各个方面都会带来不利的影响。路面的老化主要体现在骨料细化以及沥青老化。车轮荷载作用于沥青路面时,路面主要承担剪应力、拉应力以及压应力,并且沥青路面长时间的受到诸如风、阳光以及温度等自然因素的影响,导致在沥青混合料里的骨料和沥青的主要性能产生了化学和物理变化,因而降低了沥青混合料的使用质量。沥青路面的破坏大体上有以下两种:(1)结构性损坏(其包括路面结构的一部分或者整体发生破坏,造成沥青路面不能承受一定的荷载);(2)功能性损坏。(这种损坏或许不因结构性破坏而产生,然而,因为沥青路面的抗滑性与平整度的降低,其就不具备特定的功能作用,从而对于行车质量会带来不利影响)。
2 沥青路面再生施工的几种方法
2.1 现场冷再生法
现场冷再生法是用大功率路面铣刨拌和机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎,再加入稳定剂、水泥、水(或加入乳化沥青)和骨料同时就地拌和,用路拌机原地拌和,最后碾压成型。现场冷再生法大多应用在冷法施工中,同时由于在混合料中添入了乳化沥青,因此现场冷再生法降低了对设备的要求,并且也没有相对太高的成本。然而,再生路面的质量并不会太好,当前采用此方法还相对很少,主要是用于等级低的道路或铺筑基层使用,国外多用于乡村道路的翻修。
2.2 现场热再生法
现场热再生的施工过程是就损坏的沥青路面现场进行修补。其采用加热方式软化路面,把路面废料同沥青粘合剂混合在一起。或有必要时还应在混合料中加一些新的骨料,把再生料重新铺筑在旧的路面之上。通常使用一台大型“沥青路面热再生联合机组”,首先把沥青路面烤热使其软化,然后收集旧的沥青层传到本机组中的双卧轴连续搅拌机上,添加新沥青,补充新骨料,对其进行搅拌,之后排到机组的摊铺器上,摊铺、捣实、熨平,最后使用压路机对其辗压,铺成新路。现场热再生能够经过单次操作完成,将原材料以及待修的路面再次结合起来,或者重新压实再生料,其次再其上铺一层磨耗层。此种方法具有简单的可操作性,大多使用在面层由于疲劳未发生龟裂以及有良好的基层承载能力的路段。
沥青路面现场热再生方法的主要特点是:(1)热再生的方法适用于以下两种情况:1)铣刨后再填补的工程;2)直接重铺。旧路面混合料能够在当场被使用,节省了传送废料的过程,同时避免了堆放废弃物堆的占用的场地。(2)可以保留完整的骨料,维持沥青主要性能,达到百分百的利用旧料。(3)不会受到交通流量的约束,与原先的修补方法来比较,现场热再生法对周围的居民的生活影响相对不大,施工完毕就能够运行交通。(4)相比于别的施工方法,现场热再生法在施工过程中,没有太大的噪音和振动,能够做到环保施工。(5)这种方法的施工对象是沥青路面的面层。当破坏至路面基层以下的时候,从原则上来讲,不应再采用现场热再生法,应当首先处理基层。此种方法通常不可以维修结构性的损坏。(6)此种维修方法不可以补修伸缩裂纹(其处在沥青层之下相对很深的地方),最大深度能够达到50mm的地方,甚至在一些情况还能够达到更为深的深度。(7)在采取此种方法之前,我们一定要清除在沥青路面上的众多的喷涂以及冷混合料补丁。(8)现场热再生方法是基于旧路面的加热,因此受到温度的影响会很大,通常不应该在冬季进行施工,在下雨天采用此法施工,其效率也是不高的。现场热再生法实际应用:在现场热再生施工中,热再生机组是其主要的设备,在其中最主要的部分就是加热板,其一方面要给予高效的辐射热能,对旧路面加热不但要有短的时间而且还要有特定的深度;另一方面不可以太热,因为过热会使沥青老化,没有再生的作用。可以对整条车道做持续就地再生作业的设备通常具有新料填加功能、拌和功能以及路面预热功能等诸多功能。此外,按照不同大小的修补面积,加热板适宜有分区功能。依据众多的实际经验,使用现场热再生方法进行施工,我们一点要考虑以下几点:1)现场路面的条件;2)交通负荷;3)沥青路面的类型和厚度;4)路面旁边的环境温度;5)原先的维修处理。旧混合料同再生剂以及新沥青之间的充分拌和是主要的问题,在施工工艺的设计中要全面的考虑拌和机械设备。
2.3 工厂热再生法
工厂热再生法是首先翻挖旧沥青路输送到拌和厂,然后集中损碎,按照路面不一样的质量要求,做配比设计,明确旧沥青混合料的添加比,在拌和机中,把新集料和沥青材料以及再生剂按特定的比例再次拌和,形成新的混合料,进而取得优良的再生沥青混凝土,使得再生沥青路面铺筑完成。使用此种方法,能够有效地加强已经被翻挖的基层甚至路基的一些地段,在重新铺筑沥青层时,就能够像施工新路时分别依据下面层、中面层以及上面层的不一样技术要求做配合比的设计,明确旧沥青回收料的添加比。
3 结语
采用沥青再生技术,可以充分利用旧料,通过选择适当的配比及新旧料掺和比例,可以再生得到质量相当不错的再生混和料。初步的研究和实践均表明,这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。同时,利用沥青再生技术可以取得相当可观的经济效益和显著的社会效益。
摘要:随着我国高等级沥青路面维修养护不断增加,对沥青路面再生技术有必要加强理论研究,开发合适的再生剂和机械设备。本文就旧沥青路面再生施工的几种常用方法进行了分析。
关键词:公路沥青路面,再生技术
参考文献
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沥青路面热再生技术08-25
沥青路面冷再生技术09-01
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沥青路面裂缝修补技术05-21
沥青路面工程施工技术06-20
橡胶沥青路面施工技术07-12
沥青路面施工技术要求08-11
公路沥青路面施工技术08-12
市政沥青路面施工技术10-27