就地再生技术（共12篇）
就地再生技术 篇1
摘要：研究了沥青路面的再生原理, 详细介绍了乳化沥青再生的优缺点及适用范围, 经过再生技术的应用, 达到了降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境的目的, 同时促进我国公路建设。
关键词：旧沥青路面,就地冷再生,乳化沥青再生
近20年来, 我国公路建设发展迅速, 截至2007年年底, 公路总里程已达到357.3×104 km, 其中高速公路里程达到4.53×104 km[1], 且绝大部分是沥青路面。按照沥青的设计寿命15年～20年测算, 从现在起, 每年约有12%的沥青路面需要翻修, 可再生的沥青混合料预计达到每年1 900万t, 还将以每年15%的速度增长[2]。沥青混合料再生利用技术基本适用于各种沥青路面的修筑, 可节省绝大部分集料以及约30%的沥青, 其使用效果与新沥青混合料相当或接近, 减少新材料的使用和费用, 降低了筑路成本。自20世纪80年代, 国内开始研究沥青混凝土路面再生技术, 2000年以后, 全国各地都相继开展这项技术的试验研究[3,4]。随着近年来人们对环保、社会效益的关注, 沥青路面废料再生利用技术越来越受到人们的重视, 已成为公路工程建设中有待进一步发展的重要实用技术。沥青再生利用技术的研究、推广和相关专用设备的开发, 对降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境以及促进我国公路建设有着极其重大的意义。
1 沥青路面的再生原理
随着车辆荷载次数的增加和环境因素的不断影响, 沥青路面的服务性能随之降低。然而我们通过一系列的技术手段可以延缓路面的损坏, 并提高路面服务性能。沥青路面冷再生是指将旧沥青路面材料 (主要是面层材料, 有时也包括部分基层材料) 经过铣刨、回收、破碎、筛分后, 按比例加入一定量的添加剂 (水泥、石灰、泡沫沥青、乳化沥青或改性乳化沥青等) , 必要时加入部分新骨料而制成冷再生混合料。沥青路面再生利用技术可分为厂拌热再生、厂拌冷再生、现场热再生、现场冷再生四种施工方法, 按再生原理分为沥青的再生和混合料的再生[3,5]。
1) 沥青的再生。
沥青再生实际是沥青老化的逆过程, 采取技术途径, 如添加高标号沥青和低粘度再生剂进行组分调节, 以恢复沥青的流变性能, 从而达到再生的目的。旧沥青路面在车轮荷载与自然力作用下, 沥青混合料会发生老化现象。沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化, 同时导致沥青性能下降。旧沥青再生的机理研究目前有两种理论, 一种理论是相容性理论, 认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低, 导致组分间溶度参数差增大, 认为掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小, 沥青即能恢复到 (甚至超过) 原来性质。另一种理论是组分调节理论, 认为由于组分的移行, 沥青老化后, 各组分间比例不协调导致沥青路用性能降低, 认为通过掺加再生剂调节其组分, 可使沥青恢复原来的性质。因此, 要使老化沥青恢复原有性能, 就需要将老化沥青和原沥青的组分进行比较后, 向老化沥青中加入所缺少的组分 (即添加沥青再生剂) , 使组分重新协调。
2) 混合料的再生。
原理是把从路面铣刨的再生料当作新的集料, 加入粘结料后形成具有一定强度的材料的再生方法。主要应用在冷再生技术上, 冷再生的粘结料主要有三种:乳化沥青;泡沫沥青;水泥。由于采用冷再生料受到水的影响, 混合料最终强度的形成需要在水分完全蒸发之后, 在成型初期, 混合料的水稳定性和强度远不及养护终期, 于是, 在实际工程中添加一部分水泥以提高初期强度。
2 乳化沥青再生优缺点及适用范围
2.1 乳化沥青再生的优缺点[3]
乳化沥青再生技术的优点主要有:1) 节约能源。采用热沥青筑路要消耗燃料, 主要是在施工过程中, 为了时刻保持沥青应有的高温, 常常要对沥青进行重复加温与持续加温。2) 节省资源。在道路使用年限的中后期, 只是路面的性能降低了, 然而石料的物理性质并没有发生变化, 按照常规的方式进行铣刨、堆置是很浪费的, 而且阳离子沥青溶液与骨料表面具有良好的粘附性, 可以在骨料表面形成均匀的沥青膜, 施工时容易准确地控制沥青的用量, 保证骨料之间能有足够的结构沥青, 使自由沥青降低到适宜程度。另外, 因为阳离子乳化沥青与碱液和酸性骨料都有良好的粘附效果, 从而扩大了骨料的来源, 更便于就地取材, 减少材料的运输, 降低工程造价。3) 可以冷施工, 延长施工季节。热拌沥青的拌和、摊铺、碾压都有严格的温度限制:拌和时温度过高, 沥青过度老化, 路面便会过早的出现病害。在碾压时, 过高的温度会导致推移, 不易于压实;反之温度过低, 矿料则会和沥青裹覆不均匀, 出现不同程度的花白料。在摊铺过程中, 温度则更加重要, 在施工时都必须严格控制最低碾压温度, 在低于这个极限温度后, 不仅不能压实, 反而会破坏已压实的路面。由于阳离子沥青具有良好的温度适应力, 因此可以大大延长施工季节, 并且有利于沥青路面的及时维修养护, 及时制止病害的加剧与扩大, 直至完全消除。关于延长的时间, 随气候条件因地区而有差异。4) 改善施工条件, 减少环境污染。阳离子乳化沥青乳液可在常温条件下使用, 由于沥青乳液具有良好的工作度, 可以均匀地分布在骨料表面上并且骨料产生较好的粘附性, 因而可以节省沥青用量。还由于使用沥青乳液作业, 现场不需要支锅、盘灶、熬油等, 简化了施工程序, 改善了油路工人的施工条件, 避免了烟熏火烤和火灾的发生, 也减少了对于周围环境的污染。
不过在有如此优越性的同时, 由于在沥青结合料和集料方面与热拌混合料差异, 就地冷再生集料也有着它与生俱来的缺点:
1) 路用石油沥青是原油蒸馏后的残渣, 根据提炼程度的不同, 在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽, 具有较高的感温性。常温下, 沥青是不具备良好的拌和性的。乳化沥青由于水、乳化剂、稳定剂的加入, 被制备成一种液态, 可用于常温拌和。a.乳化沥青混合料的粘结性低于热拌沥青混合料。b.乳化沥青乳化完成之后, 如果不采取一些预防和保护措施, 一般都会产生结皮现象。c.热拌沥青路面在路面温度降低到一定程度便能开放交通, 而乳化沥青混合料的强度形成是一个长期的过程, 随着水分的蒸发, 强度会逐渐增加, 最终达到路用的要求。在混合料压实成型后, 乳化沥青并未完全破乳, 混合料还是很松散的, 必须严格养生。
2) 路面铣刨料既不同于新集料, 也不能简单的看作“黑色集料”, 其变异性是很大的。
2.2 乳化沥青再生适用范围
就地冷再生工艺主要用于沥青路面结构层的翻修, 适用于所有路面标高不受限制的道路, 由于高等级公路和大部分城市道路的路面标高在新路完成后已经基本确定, 其可增加的幅度很小, 所以在作为基层的再生层上摊铺新面层受到限制。因此, 就地冷再生主要适用于一般公路、等外公路、部分城市道路及其他场地的维修改造。对于低等级公路特别是乡村公路, 这种经过冷再生的路面就是最终路面;对于高等级公路, 这种路面可作为高等级公路的基层[5]。
3 结语
随着时间的推移, 路面在车辆和环境因素作用下的破坏是不可避免的。沥青路面的再生利用技术在美国以及其他一些发达国家非常成熟, 材料重复利用率很高。我国公路将在未来数年内陆续进入大规模的翻修期, 基于环保和可持续发展的考虑, 沥青路面再生是一种值得推荐的选择。作为一项新型实用技术, 它极大程度的改变了我国沿用多年的传统的沥青路面维修方法, 但乳化沥青再生混合料具有初期强度较低、养生时间较长、可使用层位较低等不足之处。因此, 我国需要对沥青路面再生技术进行全面研究, 趋利避害, 为我国道路建设提供有力的技术支撑。
参考文献
[1]吕伟民.乳化沥青冷再生技术关键与应用前景[J].石油沥青, 2009, 23 (3) :29-34.
[2]拾方治, 马卫民.沥青路面再生技术手册[M].北京:人民交通出版社, 2006.
[3]张立柱, 张运涛, 何凤华.沥青混凝土路面冷再生技术及其应用[J].公路, 2006 (10) :199-204.
[4]韩学义.旧沥青混凝土路面混合料冷再生技术的应用[J].公路, 2007 (9) :112-115.
[5]侯宓, 倪少虎.沥青混合料就地再生技术[J].建设机械技术与管理, 2004 (4) :55-58.
就地再生技术 篇2
指出沥青路面就地热再生技术可节约大量的沥青、砂石等原材料,同时有利于环保,开放交通快,沥青路面就地热再生技术应用具有重要的意义,通过实例对沥青路面就地热再生技术在改性沥青路面上应用的可行性得到充分论证.
作 者：杨进斌 刘明光 YANG Jin-bin LIU Ming-guang 作者单位：杨进斌,YANG Jin-bin(洋浦华宇路桥科技有限公司,北京,100176)
刘明光,LIU Ming-guang(华北高速公路股份有限公司,北京,100176)
就地再生技术 篇3
【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.
旧沥青路面就地冷再生技术浅析 篇4
近十几年来, 我国公路建设突飞猛进, 其中大部分路面为沥青路面。现在每年约有15%的沥青路面需要翻修, 而且这个数字还以每年15%的速度逐年攀升, 在此背景下, 合理利用旧路面产生的大量的废旧沥青混凝土已成为业界普遍关注的研究课题。
1 就地冷再生技术简介
中国《公路沥青路面再生技术规范》 (JTGF41-2008) 将沥青路面再生技术细分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生四大类别。
就地冷再生技术指的是采用专门的就地冷再生设备, 在旧沥青路面上参照一定比例加入稳定剂, 水泥, 新材料等, 进行现场铣刨、破碎、拌和、整形、摊铺、最后碾压成型成为新路的底基层, 使之满足一定路用性能的新工艺技术。
一直以来, 很多人对沥青路面就地冷再生存在误解, 认为该技术只是将已破损的沥青路复原到最初的使用状态。实际上, 沥青路面就地冷再生技术是把旧面层和部分基层就地改建成新的基层或底基层。这项技术有助于充分利用旧沥青路面材料。无论是根据经验还是实测数据, 只要混合料中旧料中有超过比例40%的、直径大于5mm的粒料, 该旧路就已基本满足再生处理的条件。大骨料是构成再生基层或底基层的骨架结构, 是构成基层承载力的主要构件。底基层采用冷再生材料施工同样可以达到路用材料的力学性能指标, 可以应用在旧路改建工程中。
从沥青路面就地冷再生技术在实际中应用的情况来看, 该技术优势和不足之处都比较明显。
优点: (1) 节省材料和运输成本, 与传统施工技术相比, 可减少20%~50%的成本投入。 (2) 采取半幅通车、半幅施工的操作方案, 基本可确保正常通车。 (3) 就地施工, 可大幅度缩短建设周期。 (4) 既环保, 同时有助于节约资源。
缺点: (1) 施工质量控制的难度较大。 (2) 一般需要加铺沥青罩面层。 (3) 需要相对温暖, 干燥的施工条件, 气候条件要求高。 (4) 再生后路面水稳性差, 易受水分的侵蚀和剥落。
2 就地冷再生技术的适用范围
就地冷再生技术施工主要有两种方式。分别适用于不同的路况条件, 一种是利用专门的再生机械在现场铣刨、破碎、加入新料、拌和、摊铺和预压, 然后用压路机压实。这种再生路面适用于二级以下的公路。另一种方式是在旧路面上洒布再生剂封层, 再生剂可渗入路面5~6mm, 使表层被氧化的沥青恢复活性, 同时形成封层以抵抗燃油泄漏, 该技术属于预防性养护范畴, 实际应用范围比较局限, 虽然可以将公路的使用年限延长2~3年, 但是需要考虑路面的抗滑性能。
3 就地冷再生施工工艺
根据路幅的宽度, 实行半封闭递进式施工。详细的工艺流程如下: (1) 对旧路结构状况进行调查, 并铺筑实验路, 以确定需要再生的深度和新集料的添加量等工艺参数, 长度300m, 主要通过弯沉指标和钻芯取样综合评价原路面、结构性能和承载能力。 (2) 冷再生施工前应将旧路面清扫干净, 并将旧路面明显的沉陷、坑槽进行填平处理。 (3) 放样划线。根据设计图纸的要求, 对中心线, 边坡进行测量放线, 以便于冷再生机的行走。在冷再生机施工的过程中, 要做到多次测量校核, 及时纠偏。 (4) 人工或机械摊铺添加剂, 如水泥、石灰、新集料等。就我国北方地区道路结构来讲, 以水泥作为添加料对沥青混凝土路面进行就地冷再生是最常用的一种方案, 水泥的通常用量按重量计在3%~5%之间比较合适。水泥应均匀撒布, 不应有水泥过分集中的现象, 散布水泥的速度以不影响再生机工作进度为宜, 不得超长距离撒布水泥。 (5) 冷再生机作业施工过程中, 应随时检查深度及速度, 以保证再生深度及破碎的混合料级配合理。 (6) 使用推土机初找平, 并均匀排压, 然后使用平地机刮平至设计高程。 (7) 检查含水量, 必要时补水, 使其符合最佳含水量, 然后进行路面碾压形成新的道路基层。 (8) 道路基层养生。养生时间不少于七天, 养生期间进行交通管制, 暂时不能开放交通。 (9) 加铺罩面, 压实形成新的路面。
4 就地冷再生施工时的质量控制基本要求
(1) 水泥的质量符合要求。重点检查初凝、终凝、强度、安定性、水泥的用量要准确。 (2) 冷再生机的行走速度要严格控制。以确保混和料拌合均匀, 以避免夹层, 行走速度控制在5m/分钟。 (3) 确保拌合深度达到设计深度。 (4) 碾压的时候要达到规定的压实度。 (5) 强度符合设计的要求。强度包括两方面的测定:一是再生过程中取再生混合料在室内进行试验测定。另一方面是现场取芯样进行测定。 (6) 纵向再生层重叠宽度应不小于20cm, 同时应在接缝处适当多摊铺水泥。
5 结束语
综上所述, 由于沥青路面冷再生节约了大量建设和养护资金, 有效减少了资源浪费和环境破坏, 具有巨大的经济效益和社会效益。随着人们对环保、社会效益的关注及技术的进步, 沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视, 在强调可持续发展的今天, 进一步加强研究路面就地冷再生技术, 对我国公路的建设发展都具有特别重要的意义。
摘要：传统的道路养护修补方法采用全部挖除旧沥青路面的方法, 造价高, 工期长, 且要中断交通。就地冷再生是一种新型的先进的施工工艺。为公路的日常养护及改扩建工作开辟了一个全新的领域。
关键词：就地冷再生,道路,控制
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.
[2]王勇.论沥青路面的再生技术[J].价值工程, 2011 (26) .
就地水泥冷再生施工总结 篇5
甘肃平凉 石浩
由我工程处承担施工任务的省道304线泾甘公路K93+300-K94+500，K99+000-K108+500段养护维修工程，完成了冷再生底基层、水稳碎石基层、沥青砼下面层和部分上面层的铺筑。现就该段养护维修工程冷再生施工的优点作如下的分析：
一、传统的路面养护维修
传统路面大修方法主要包括两种: 翻修和加铺。
加铺就是在原路面上铺筑新的路面结构层。这种工艺存在以下问题：
（1）原路面结构的病害，不能彻底解决，大修后的新路面存在潜在危险。
（2）原有路面高程增加较多，造成附属设施不断改建，尤其在平交口、穿镇路段造成的影响更为突出。
（3）路面结构组合不合理，路面结构中往往存在软弱的夹层。（4）已经加铺过的一些路段，实际上已经无法再进行加铺。翻修就是挖除原路面结构层，然后重新铺筑新的结构层。这种工艺存在以下问题：
（1）这种“开膛破肚”式的维修不仅造价高，而且工期长；（2）会产生大量路面废弃材料，不进行合理、计划的使用，既污染环境，又浪费资源。从土木建筑的实质上来讲，公路损坏的是材料的结构，而材料的本身是没有产生损坏的，是完全可以加以再生利用的。
（3）工程量大，工艺程序复杂，对周边的社会影响差。由于这种工艺既要挖除老的路面，又要重新铺筑新的材料，不仅需要来回运输，而且施工工艺复杂，对周围的交通和工商业影响显著。
二、就地冷再生施工
1、冷再生原理：利用专用冷再生设备在现场将原有路面结构同时铣刨、破碎，根据需要添加新料，在常温下与新的稳定剂（泡沫沥青、水泥）一次性拌和，压实成型后，成为路面一个结构层次的整套工艺。
2、就地冷再生技术的优点：
（1）是一种环保、节约的道路维修技术。就地冷再生技术可以将全部的旧路面材料重新加以再生利用，一是减少了因所需大量砂石材料开采而造成的地表环境破坏；二是避免了旧沥青路面材料对环境的污染，尤其对于沥青材料，因其含有剧毒，不管对其废弃何处，相当长的时间都不会分解，因此必须严格控制沥青材料的废弃。
此外，因减少了新、旧材料的运输而减小了对周围环境的污染及途径路面的破坏。
节省运力资源，充分利用旧路材料，减少了旧路面材料和新料双重材料的运输量。
（2）施工简便、效率高。现代化的专用就地再生设备，具有较高的生产率，通过一次作业就能实现对老路的维修，施工组织简便，对交通干扰小，而且尤适用于大交通量、不中断交通施工的道路。
（3）由于就地冷再生技术，在节约材料、减少运输等方面的特点，使得其使用成本与传统维修方法相比，可以明显减少造价，是一种经济型的道路维修工艺。
三、冷再生于传统工艺对比
1、节约
省道304线养护维修工程中冷再生底基层面积为54602m2，铺筑冷再生底基层单价为32.00元/m2。如重新铺筑水泥稳定碎石底基层综合单价元68.57元/m2（水稳碎石底基层单价：59.85元/m2，挖除旧油面单价：8.72元/m2）。
冷再生底基层比重新铺筑水泥稳定碎石底基层节约36.57元/m2，总计：199.6万元。如果在旧路面上加铺基层，路面高程会增加较多，导致的附属设施和平交道口需要重做或加高，冷再生消除了因高程增加而导致附属设施、平交道口的重做及加高。
2、环保
（1）、冷再生不需要挖除旧面，减少了挖除的废料对环境污染。
（2）、减少了挖除废料运出、水稳混合料运进所需运输车辆对环境的污染。
（3）、减少了因重铺而采备砂石材料对环境、植被的破坏。
3、质量
（1）、施工过程中不损坏路基。由于冷再生施工为一次性作业方式，再生机组在路基上只通过一次，所以与传统施工方法相比机组对路基的损害较小。
就地再生技术 篇6
关键词：沥青路面；就地冷再生技术；应用
一、旧路改造背景及改造方案
S101线同心县过境段（K215+000～K223+261）为上世纪80及90年代左右修建，路线长度8.26 km，双车道，路面宽度11米（原路面宽度9米，后期两侧各加宽了1米），面层总厚度在6～9cm之间（原路面结构为一层，后期在其上又贯入一层），基层结构为水泥稳定砂砾，厚度在13～16cm之间，路面总厚度（面层+基层）在20～24cm之间。该路段因设计等级较低，加之年久失修、超期服役及重型车辆碾压磨耗等原因，路面已出现大面积网裂，部分路段面层沉陷、破损严重，严重影响使用功能，改造已成为必然。根据交通运输厅安排，结合设计要求，将该8.26 km路段列为试验项目，对其进行全深式就地冷再生改造处理（其中再生剂采用水泥，外掺剂量5%；再生基层配合比为水泥：混合料=5：100；旧路面层及基层料全部就地利用，同时掺加15%左右的10～30mm碎石料进行级配调整），使之形成新的再生基层（再生基层宽度均为11.5米，厚度均为25厘米），再在其上铺设5cm厚的中粒式沥青混凝土面层，以满足运营需要，同时通过试验获取相关参数，为就地冷再生技术在我区的推广运用提供第一手资料。
二、就地冷再生施工技术介绍
就地冷再生技术，就是采用专用的就地冷再生设备，充分利用现有旧铺层材料（面层甚至基层），必要时加入部分新骨料，并按比例加入一定量的添加剂（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青、乳化沥青等）和水，在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌合、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧路面再生的技术。沥青路面就地冷再生分为沥青层就地冷再生和全深式就地冷再生两种。沥青层就地冷再生，主要使用乳化沥青、泡沫沥青作为再生结合料，是仅对旧沥青面层进行就地再生处理的一种工艺方法；全深式就地冷再生即可使用乳化沥青、泡沫沥青等沥青类的再生结合料，也可使用水泥、石灰等无机结合料作为再生结合料，是对旧沥青面层和基层同时进行就地再生处理的一种工艺方法。本试验路段再生方式采用的是全深式就地冷再生，再生结合料采用的是水泥。
三、就地冷再生技术施工工艺介绍
1.原路面处理
按设计要求放出路面边线和中线，用白灰撒出边线和中线，放样结束后及时挖除路面范围内的旧路缘石等杂物，同时对路面结构层宽度不够、厚度不足或有大坑槽、局部沉陷的地方进行预处理，使原来局部隆起或凹陷之类的不平整变得平顺，达到设计要求。
2.碎石撒布
碎石运输到现场后，将碎石撒布机连接在自卸车后驱动轮轮毂上，根据碎石撒布的宽度，依据设计及试验要求的碎石掺配量，在碎石撒布机上设定碎石撒布厚度，自卸车倒行推着碎石撒布机均匀撒布碎石。碎石撒布机撒完后，单钢轮振动压路机稳压一遍。
3.水泥撒布
根据智能水泥撒布机撒布宽度，用白灰线划出水泥撒布区分界线。水泥罐车向智能撒布机储藏罐输送水泥，依据设计要求的水泥掺配量，在智能水泥撒布车上设定水泥撒布量，均匀撒布水泥。水泥撒布完成后复核水泥撒布量。
4.冷再生机组就位
冷再生机组包括：水车+冷再生机+25T单钢轮振动压路机+平地机+20T单钢轮振动压路机+30T胶轮压路机。
5.冷再生机铣刨、拌合
根据确定的再生机作业宽度，在原路面上用白灰撒出冷再生机作业导向线。向冷再生机微处理器输入拌合用水量、拌合深度等施工数据。冷再生机推着洒水车沿导向线将旧路面连同外掺料一同破碎拌合，以试验确定的长度（一般为200米左右）作为一个适宜长度进行流水施工，完成一幅铣刨、拌合后折返进行第二幅直至半幅路面全部完成。冷再生机作业10米后，技术人员挖坑检查拌合深度和含水量等，根据检查结果在冷再生机上及时调整，同时取料做水泥滴定并制取无侧限试件，验证施工配合比，指导施工。
6.养生
全深式就地冷再生路段，碾压完成并经过压实度检查合格后，立即覆盖土工布洒水养生，养生时间不宜少于7d，整个养生期内再生层表面始终保持潮湿状态。
四、就地冷再生基层的质量检测情况
该试验项目自7月份开工以来，截止9月底已按既定程序和目标顺利实施完所有施工内容，其中再生层施工仅用时1个月。现场抽检混合料（不含加宽段）级配及水泥、碎石撒布量均符合规范及设计要求。再生基层板结良好。现场取芯完整，芯样表面光滑。无侧限抗压强度、厚度等各项技术指标均满足设计、标准和规范要求。
五、就地冷再生的技术优势及发展前景
1.成本低
与传统旧路改造的方法相比，采用就地冷再生可可降低成本15%～25%。经我公司冷再生项目测算，常规25cm厚水泥稳定砂砾基层（掺配15%碎石）造价约42元/m2，常规基层施工至少需挖除旧沥青砼路面，造价约3.9元/m2，综合造价约45.9元/m2。而再生同类25cm厚基层（掺配15%碎石）造价为35.5元/m2，较常规施工可节省造价约23%。
2.节约材料
所有旧铺层材料全部就地利用，从而大大减少了新拌合材料的用量，节约大量资源。
3.适用范围广
无论是公路工程还是市政工程；无论是高等级公路抑或是低等级公路；无论是改造工程还是大修工程，均可以使用，同时基本不改变原路面高程或高程抬高较小，不需要征地；不破坏相关防排水设施及周边地形地貌；方便交通和周围居民出入。
4.工期短
因为不存在旧料的挖除、运输问题，更重要的是施工过程的一次性作业特点大大简化了施工程序，从而节约了施工时间。
5.保护环境
旧路材料全部就地利用，大大减少了新材料的开采量，也不存在旧料的运输和堆放问题，从根本上满足了环境保护的需求。
六、结语
通过本项目的成功实施，充分体现出就地冷再生技术施工简便、工序少、施工工期短、成本低、社会效益及环境效益好等优点，此技术在道路维修及旧路改造项目中有着广阔的前景和应用价值，我们有理由相信它一定会成为我区在道路维修和旧路改造方面的技术政策和发展方向上的重要影响因素，我们相信这一天会很快到来……
沥青路面就地热再生施工技术研究 篇7
就地热再生, 就是采用专用的就地热再生设备, 对沥青路面进行加热、铣刨, 就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等, 经热态拌和、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混凝土路面再生的技术。
沥青路面就地热再生技术自2002引进国内以来, 各施工单位大都是参照国外应用经验进行生产, 再生后路面质量虽然没有出现大问题, 但主要环节的施工质量还是难以得到全面有效的保障, 导致其难以达到预期的效果。与普通沥青路面施工质量控制不同的是, 现场热再生施工过程中特有的加热机加热、原路面铣刨、再生剂以及外掺料添加等环节, 需要进行严格的过程控制, 这些环节是此技术得以有效运用的重要步骤, 决定着原路面再生施工的成败。
2 工程概况
本文研究结合的工程为《海南东线高速公路府城至琼海段左幅大修工程一阶段施工图设计》推荐方案中沥青路面现场热再生施工段:超车道k45+000~k52+000和k85+000~k99+305.5。其中k45+000~k52+000段旧路面为PE改性沥青混合料, k85+000~k99+305.5为普通沥青混合料。PE改性沥青段原路面结构型式为4cm PE改性沥青AK-16表面层+5cm普通沥青AC-25中面层+6cm普通沥青AC-25下面层+32cm水泥稳定碎石基层+15cm级配碎石垫层, 中湿路段多增设5cm级配碎石垫层。普通沥青段除表面层为普通重交沥青AK-16外, 原路面结构与改性路段一致。本文的试验数据来源于德国维特根就地热再生机组对适宜路段进行就地热再生修复的数据。
3 再生温度控制
现场热再生技术成功运用的关键是, 充分掌握原路面路材料性能的情况下, 在室内做好再生沥青混合料的配比设计;然而直接影响到路面再生质量好坏的则是贯穿整个施工过程中的再生温度控制, 主要包括再生现场外界环境温度、旧路面加热温度、再生料拌和温度及碾压温度四方面。
3.1 外界环境温度
再生现场周围的环境温度, 随季节、天气、时段的不同而异, 这也就决定了它是现场再生施工过程中的不可控因素。在整个现场再生过程中, 环境温度对旧路面加热温度以及再生料摊铺温度产生影响, 并最终影响到成型后路面质量。本文利用小型气象站采集再生现场空气温度 (即环境温度) 及摊铺时再生料表面温度如表1所示。
从表1、图1可以看出, 不论哪种工艺, 环境温度与再生料摊铺后的温度都近似呈线性关系趋势, 说明环境温度对摊铺后至碾压前再生料的温度有较大影响;加铺工艺情况下实际测得的为摊铺后新料表面温度, 其值整体上要高于复拌工艺下再生料表面温度。测点摊铺温度越高, 成型后空隙率则越小, 表明趁高温碾压对再生路面性能有积极作用。环境温度在20℃以上, 摊铺后温度一般能达到120℃左右, 由于复拌再生层的变异性大于新料罩面层, 采用复拌工艺施工时尽量要选择气温>20℃的天气进行施工, 加铺工艺施工环境温度也应尽可能>15℃。
3.2 旧路面加热温度
旧路加热至180℃左右时, 原路面基本上没有太大变化, 产生白色气体的原因是加热使路面表层中的水分以气体形式散发, 此时耙松器齿轮很难“下地”。加热温度在210℃左右时, 从外观可知旧料已软化, 耙松器耙松阻力较小, 不会增加额外的主机能耗, 易于翻松旧料。加热温度再往上升, 越易于耙松旧料, 但随之旧料中沥青结合料因高温而烧焦老化, 造成施工前室内试验得到再生配比产生偏差, 从而影响到再生料质量, 同时产生的大量黑色烟气对周围环境造成污染。因此建议通过控制加热机中燃烧器的液化石油气的供给量, 保证经两台加热机加热后, 旧路面温度维持在200~220℃之间。气温较低时 (<15℃) 可适当提高5~10℃。
3.3 再生料拌合温度
表2数据表明, 同一再生段落, 由于旧料加热温度差异、往主机接料斗中添加新料而使机组停止行、环境影响等因素, 不同再生料拌和温度会有一定变化, 平均在130℃左右;各测点再生料摊铺后温度也平均在130℃左右, 满足规范JTG F41-2008中摊铺温度>120℃的要求, 路面成型后钻取芯样测得的压实度也满足上述规范要求。此外, 在其它再生段落 (包括PE改性段落) 也进行了同样测试, 结果也如上所述。
因此, 如能保证加热旧路面温度足够, 做好保温措施使新料温度维持在出厂水平, 做好主机中再生剂的保温, 拌和后再生料温度是能满足后续工艺要求的。当然, 个别拌和料温偏低导致摊铺温度低于规范要求的地方, 应采取及时跟进碾压并增加碾压次数的方式来进行弥补。
3.4 再生料碾压温度
碾压温度是影响再生料压实效果重要因素之一, 它包括初压温度和终压温度。其中更重要的是再生料的初压温度, 即经主机熨平板预压实后到压路机碾压时再生料的温度, 与再生料摊铺温度紧密相关, 两者一般相差5℃左右, 晴朗少风天气基本保持一致。
在高温 (如150℃) 下摊铺的沥青混合料比低温 (如125℃) 下摊铺的混合料更容易压实。然而, 如果混合料的初压温度太高, 则混合料就可能变得很不稳定而很难压实, 一直得等到温度降低, 沥青结合料的粘度上升时才可以压实。相反地, 如果沥青混合料在初压时温度太低, 为了达到规定的压实度, 则需要增加压实功, 而实际上, 这将永远达不到规定的压实度。
3.5 再生温度离析控制
温度离析是指沥青混合料存储、运输及摊铺过程中受天气、施工机械的影响, 由于热量损失而出现温度差异的状况。再生施工时, 温度离析的破坏不只表现在对再生路面强度的影响, 对路面的平整度和压实度的均匀性也产生破坏。只有当再生料摊铺面的整体被同等程度地压实后才能形成均匀的密度。低温区域的冷混合料不能被整体压住, 导致熨平板起伏, 造成摊铺面粗糙, 或者因为低温区域承受压路机的重量致使负载超重而出现裂缝。由于现场热再生工艺的特点, 在加热机加热阶段、新料添加后至布料搅拢阶段, 再生料摊铺压实阶段较容易出现温度离析现象。
4 再生厚度控制
再生厚度不仅影响再生路面的平整度, 而且还会影响再生剂用量的准确性, 可能造成再生沥青混合料性能不均匀, 进而影响再生路面使用质量。因此再生施工时, 主机铣刨鼓耙松齿轮翻松旧路面深度须均匀一致。
5 再生剂和外掺料掺量控制
再生剂和新70号埃索沥青合用量偏差在±0.2%范围内, 符合施工实际情况要求。再生剂量太多, 再生路面会出现泛油和发软;再生剂太少, 再生效果不理想, 旧沥青的老化状况不能得到有效的改善, 路面的耐久性不好, 而且还会出现粒料不粘、摊铺离析和压实困难等问题。再生沥青混合料要有适当的光泽, 颜色不能暗淡 (再生剂偏少) , 也不能过于光亮 (再生剂偏多) , 同时根据实验室取样的检测结果在现场施工时进行适当调整。再生剂添加时应注意:一是再生剂喷洒装置集成在再生复拌机铣刨鼓中, 与再生机复拌机行走速度连动并自动控制, 能准确地按设定剂量喷洒;二是再生剂应喷入翻松装置内, 翻松的同时即可完成再生剂与旧沥青混合料的第一次初步拌合;三是再生剂用量要控制准确, 施工过程中应特别注意翻松深度的变化, 随深度变化实时调整再生剂的用量, 确保再生质量。旧路面均匀性较差时, 也应随旧路面含油量变化适时调整再生剂的用量, 现场控制再生剂用量应以室内试验数据为指导, 经验判断为辅的综合控制方式。
外掺料或重铺再生中加铺层所使用的新沥青混合料, 通过定量供料带进行添加, 也与再生设备前进速度有关。掺加率通过记录拖运卡车供应外掺料或新沥青混合料的数量和卡车进场与退场之间的距离来测定。
6 再生路面压实质量控制
图2说明, 复拌工艺中, 再生料经碾压6~8遍即达到极值。当碾压9~18遍时, 出现压实度略微降低的现象, 经分析是在此温度下碾压出现轻微的“过碾压”现象。在碾压温度下降至70℃以前, 经继续碾压再生料的压实度还是会有所提高, 在碾压完毕时的压实度达到最大值94.8%, 与前面的压实度“极值”相差不超过1%, 因此在K86+760超车道处进行复拌工艺下再生时, 为提高压实工作效率, 通常情况下只需碾压6~8遍便能满足再生规范对压实度的要求。
7 再生路面平整度控制
由于再生工艺本身的特点, 平整度是再生后路面质量较薄弱的一个环节。维特根RX4500再生复拌机的摊铺装置与常规沥青摊铺机一样, 配置了找平系统。再生施工时, 可根据现场情况选择找平方式:拉钢丝、路面上放置铝合金找平梁、走滑靴或使用超声波找平系统等方式尽量提高摊铺后再生路面平整度和行车舒适性;从压实环节加以控制也是保证再生路面平整度另一重要方面。
8 结论
本研究结合再生试验路段的施工, 对影响现场热再生沥青路面质量的几个关键因素进行了质量控制, 现总结如下:
8.1 采用复拌工艺施工时尽量要选择气温>20℃的天气进行施工, 加铺工艺施工环境温度应尽可能>15℃。加热阶段应通过控制加热机中燃烧器的液化石油气供给量, 保证经两台加热机加热过后, 旧路面温度维持在200~220℃之间, 气温较低时 (<15℃) 可适当提高5~10℃, 应采取在加热板两侧加挡风罩、延长加热时间、反复加热等方式来进行改善路面加热温度离析现象。调整拌和设备处于最佳状态使新沥青混合料充分拌匀, 缩短出口至车厢的下落距离, 自卸卡车变换位置接新料或分两层装料, 运输过程中对新料采取适当的保温措施等方式能减少新料的集料和温度离析。在加铺型再生工艺施工时, 缩小待压实区域距离的同时, 适当提高压路机碾压速度, 趁高温及时碾压加铺新料层, 以保证路面成型后压实度符合规范要求。
8.2 再生施工过程中应特别注意翻松深度的变化, 随深度变化实时调整再生剂的用量。旧路面均匀性较差时, 应随旧路面含油量变化适时调整再生剂的用量。现场控制再生剂用量应以室内试验数据为指导, 经验判断为辅的综合控制方式。外掺料或重铺再生中加铺层所使用的新沥青混合料, 通过定量供料带进行添加, 掺加率通过记录拖运卡车供应外掺料或新沥青混合料的数量和卡车进场与退场之间的距离来测定。
8.3 再生料摊铺厚度及其均匀性会影响到再生路面的压实质量, 更重要的影响因素是压实机械的碾压方式。通过现场测试不同碾压遍数下对应再生路面的压实度指标表明:采取不停碾压再生料的方式来获取高压实度既降低效率又耗费人力物力, 是不必要的。东线高速现场热再生时, 复拌工艺下再生料摊铺后, 经碾压6~8遍能达到接近碾压完毕时路面压实度水平;复拌加铺工艺下复拌再生层和新料罩面一起整体压实, 其厚度较大以及两层间温差不一致等情况, 压路机必须及时跟进, 趁较高碾压温度进行碾压, 如测试压实度达不到要求, 应采取适当调高振幅等方式进行补压, 补压仍达不到要求的则应返工。
摘要：对现场热再生施工过程中温度、路面处理厚度、外掺料掺量以及路面压实几项主要再生指标进行控制, 提出相关工艺参数的控制值。
关键词：沥青路面,就地热再生,施工,控制
参考文献
[1] (JTG F41-2008) , 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面再生技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2008, 7.
[2]Mark Swanland, Enhancing pavement smoothness.Public roads, September, 2000.
就地再生技术 篇8
我国公路建设发展迅速,为促进国民经济的增长做出了重大贡献。据统计公报显示,截至2009年底,全国公路总里程已达386.1万km。按照沥青路面的设计寿命(15～20年)测算,20世纪90年代初修建的高等级公路相继进入大、中修时期,大量的路面需要进行养护和维修。在此过程中,大量的旧沥青混合料被废弃,一方面造成了环境污染,而且大量使用新材料、开采石矿会导致森林植被减少、水土流失等严重的生态环境问题;另一方面,对于优质沥青极度匮乏的我国来讲也是一种严重的资源浪费。
建设资源节约型、环境友好型社会,不仅是我国经济社会发展的客观要求,同时也是交通事业可持续发展的必然选择。沥青路面就地热再生技术实现了旧沥青路面的再生利用,可以节约大量的沥青和砂石材料,降低工程造价,节省材料转运费用以及旧料的储存占地,而且大大减少了环境污染,具有良好的经济效益和社会效益。
1 沥青路面就地热再生过程的关键技术
沥青路面就地热再生,就是采用专用的就地热再生设备,对沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等,经热态拌和、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混凝土路面再生的技术。
在沥青路面就地热再生过程中,有以下几个关键技术:
(1)再生剂喷洒计量要准确。如果再生剂使用过多,面层会出现软化和泛油现象;再生剂使用过少,老化后的沥青性能不能得到有效恢复,易出现路面耐久性下降及压实困难等问题。再生沥青混合料的颜色不能太暗淡(再生剂用量偏少),也不能过于光亮(再生剂用量偏多),有适当的光泽即可。
(2)再生路面厚度要均匀。如果铣刨深度时深时浅,不但会影响路面的平整度,而且还会影响再生剂用量的准确性,造成再生沥青混合料质量波动,严重影响再生路面质量。
(3)加热温度要适当。适当的加热温度是保证沥青混凝土路面就地热再生质量的关键。如果加热温度过高,会引起沥青老化、路面起烟或燃烧,影响施工环境和再生效果;加热温度过低,则会影响路面铣刨耙松速度和效果,使再生剂与旧沥青融合困难,出现集料破碎、发白、压实困难、层间结合不良等问题。
2 就地热再生加热温度分析
沥青路面经压实和长期行车作用后,其强度较高,难以铣刨、开挖。如果对沥青路面先行加热,使混合料变为松软状态,再铲挖就相对容易。并且加热以后再生混合料才能与铣刨过的路基面层很好地粘合,不致产生脱层。因此,路面热温渗透层的深浅,将直接关系到工程施工的质量和工作效率。
由试验可知,在一般情况下,对于40～60 mm厚的沥青路面,其表面加热至120～140 ℃,底部加热至80 ℃以上比较合适。沥青路面现场热再生技术的难点在于沥青加热到100 ℃以上时就软化,而超过一定温度后其性能急剧下降,并出现焦化现象。在现场加热时,很容易出现表层沥青焦化而里面层沥青尚未软化的现象。早期的加热方法是使用明火直接加热路面,后来发展为使用红外线加热,以减少对沥青混凝土的损害和散发浓烟。为了把将要耙松的材料加热至120～140 ℃,再生加热过程一般由两台加热机一前一后共同完成,且必须合理地确定加热机和再生机的行驶速度以及加热机的加热强度。
在沥青路面就地热再生工艺中,“合适的温度”是贯穿整个施工过程的一条“红线”,它不仅能保证旧料与新料的充分混合,也保证了再生层与下层路面良好的粘结性,同时也是摊铺、碾压等一系列工艺过程的重要保证。因此,温度直接影响着成型后路面的使用质量。
影响热再生施工中沥青路面加热温度的因素有外部与内部两个方面,外部因素主要是地表温度(环境温度)、沥青路面的结构、自然风等;内部因素主要是加热的强度(加热机的功率调整)、时间(再生机组的行驶速度)、加热往复次数等。在就地热再生的过程中,温度控制是最关键的技术之一,也是最难控制的。
3 就地热再生加热机理分析
不同温度的物体或同一物体的不同部分之间,其热量传递的规律为:凡是存在温度差,就有热量自发地从高温物体传至低温物体。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射3种。其中热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象,它是波长在0.1～100 μm之间的电磁辐射。热辐射与其他的传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。
红外线辐射加热是通过液化石油气的燃烧,激发金属板或金属网产生红外线,从而达到加热路面的目的。红外线辐射对路面材料有较强的热穿透能力,能够有效地加热沥青路面的深层部位,使路面以下4～6 cm处的旧沥青混合料温度迅速提高,因而其生产率较高。
红外辐射加热适用于各种有机物、高分子物质和水等。沥青是高分子碳氢化合物和非碳氢化合物的混合物。其主要化学组成有:碳70 %～80 %,氢10 %～15 %,而硫、氧、氮等仅占0.5 %～0.8 %。组成沥青路面的混合料中,除了沥青和石料外,还有≯2 %的液态水和气态水。在1～15 μm红外波段范围内,沥青混合料中的各种材料有较强烈的吸收带,因而红外辐射是沥青混凝土路面就地热再生的有效加热方式。
德国维特根公司的Remixer系列沥青热再生机组,通常包括2台路面再生加热机和1台复拌机,它将沥青路面维修作业中的加热、翻松、添加新混合料、拌和、摊铺和初步压实成型等多种功能集于一体。该机组主要用于路基完好、路面破损深度<6 cm的沥青路面的维修,还可以进行以提高原有路面等级为目的的旧路改造施工。加热系统采用以燃气为燃料的红外加热元件向路面辐射热量。
4 加热温度影响因素分析
在就地热再生施工中,直接影响加热温度的因素是地表温度(环境温度)。为了获得良好的加热效果,应该选择晴朗的高温天气进行施工。而在加热过程中,风的影响也是不可忽略的。由于风力和风向的影响,会增强机组加热腔中的热空气与外界空气的对流,损失很大一部分燃烧热量,在一定程度上影响到路面加热效率。同时,施工中由于风的影响,会加速加热后沥青路面温度的散失。所以,在施工中遇到这种情况时,应尽量降低加热腔的离地高度,尽可能减少冷热空气的对流,保证加热效果。
加热机的工况是影响加热效果的另一个关键因素。燃料的充分燃烧是提高加热温度的保证。在保证稳定工作的功率范围内,应根据路面和天气的实际情况,调整加热功率(范围为0～99 %),燃料应能够充分、安全地燃烧,使路面达到预定的加热温度。为了达到热再生施工的要求,对加热后的路表温度和不同深度处的加热温度应进行严格控制。另外,影响加热效果的因素还有加热机的工作速度和加热往返次数。
5 热再生加热的温度控制
在太原市尖草坪区新城大街(大同路至恒山路)沥青路面就地热再生工程中,采用复拌加铺工艺进行施工,施工组密切监测现场施工的温度变化情况,及时调整再生机组的运行速度,从而调整再生混合料的出料及摊铺温度,保证了再生混合料的碾压温度符合要求。
该施工段为改性沥青混凝土,再生温度比普通沥青混凝土要高,沥青混合料到场温度在160 ℃左右,摊铺温度在140～155 ℃之间,压实温度控制在135～150 ℃之间。
在该路段改性沥青混凝土就地热再生施工中,总结了一些施工经验。
(1)加热机的工作速度原则上应根据再生主机工作速度而定,但同时也要根据加热路面的实际情况灵活变化。在施工中,经常会遇到“泛油”严重的路面,即油石比较大的沥青路面,这样的沥青路面孔隙率较小,热传导率低,热量下渗效率相对较差,但如果加热时间过长,极易引起路面燃烧。为避免路面燃烧和保证人机安全,加热机往往快速“扫过”泛油的区域,这就造成了这个区域加热温度不够。在这种情况下,应调整加热机的工作速度,采取快速多次往复加热的方式,既保证人机安全,又可保证再生温度。
(2)加热机循环往复次数越多,加热温度就越高。在就地热再生施工中,1号加热机采用大功率循环往复的加热方式,以起到快速加热路面的作用;而2号加热机则采用小功率慢速前进的加热方式,以保证热量尽可能少散失和路面的加热深度。一般情况下,1号加热机先对路面往复加热两次,然后2号加热机再加热,即可达到再生温度的要求。但是,如果遇阴雨天或风力较大的天气时,循环往复加热的次数就要根据现场技术人员的测量反馈进行灵活调整,可能是两次、3次或者更多次,以满足再生温度的要求为前提。
(3)在调整加热时间的同时,也可以通过调节燃气压力和调整加热板的离地高度来改变加热强度,最终达到控制加热温度的目的。在施工过程中,施工人员应严密监测混合料的加热温度,以保证再生沥青混合料的施工温度,从而确保再生路面的质量。
参考文献
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就地再生技术 篇9
关键词：泡沫沥青,就地冷再生,应用与发展
我国的公路建设近年来发展很快, 但是由于设计、施工、养护管理、交通运输负荷的增加等诸多原因, 路面出现变形、车辙、磨损、裂纹等早期损坏的现象屡见不鲜。根据我国目前修建道路的情况, 按照沥青路面的设计寿命 (15～20年) , 我国的许多公路将陆续进入修复阶段, 如果采用传统的方法将铣刨下来的大量废旧沥青混合料废弃, 一方面造成环境污染, 另一方面是对资源的极大浪费。
沥青路面再生技术有:就地冷再生技术、就地热再生技术、厂拌冷再生技术和厂拌热再生技术。从节约能源和运输费用的角度看, 就地冷再生是最合适的方式。它不仅是近几年欧美各国积极采用的路面再生技术, 也是当前我国正逐步摸索、推广的路面再生技术。由于泡沫沥青适用材料比较广泛, 包括各种沥青路面和基层及含塑性指数的稳定土材料, 因此将泡沫沥青作为道路就地冷再生的一种再生剂和稳定剂有其突出的特点。
1 泡沫沥青的产生原理及其特点
泡沫沥青又叫膨胀沥青, 就是将一定量的经过精确计量的冷水 (环境温度, 用量通常为沥青质量的1%～2%) 和少量的压缩空气注入热沥青 (180℃左右) 中时, 水会迅速蒸发, 从而引起沥青在饱和蒸气内产生爆炸泡沫, 体积膨胀至原来的15～20倍, 此时的沥青表面活性进一步增强 (泡沫沥青的产生如图1所示) 。在发泡过程中, 沥青的粘度显著降低, 从而使其对高速搅拌状态下的集料具有很好的裹覆性能, 并且这种裹覆作用在常温下只针对集料中的细集料, 通过裹覆细集料形成高粘度的沥青胶浆, 并在压实作用下粘结粗集料形成强度, 增加了混合料的粘聚性。泡沫沥青产生的过程中并没有发生化学反应, 所以不改变沥青本身的各种物理性能, 仅是利用沥青气化阶段时的表面积大量增加、体积大大膨胀、粘度暂时降低的有利条件, 增加沥青同集料的裹覆面, 改善沥青与集料的拌和性, 减少沥青混合料中自由沥青的厚度, 从而节省沥青用量。
衡量泡沫沥青发泡质量的主要参数是膨胀比和半衰期。膨胀比是最终形成泡沫沥青的最大体积与最初未发泡时沥青的体积之比。膨胀比越大, 泡沫沥青与集料的接触就越充分, 拌制的泡沫沥青混合料质量就越好。一般泡沫沥青的膨胀比应为15～20。半衰期为泡沫沥青的体积缩减至其最大体积50%时所用的时间, 半衰期越长, 泡沫越不容易衰减, 这样就可与集料有较长的时间进行拌和, 从而提高泡沫沥青混合料的质量。半衰期以秒计, 一般半衰期数值在10～15s之间。所以产生泡沫沥青的关键在于控制准确的发泡用水量及获得最佳的膨胀比。
与乳化沥青和其他稳定剂 (如水泥) 相比, 泡沫沥青具有独特的技术特点和应用效果, 其优势在于:
(1) 制造成本较低, 因为泡沫沥青只要采用一般常用的针入度级沥青 (如AH-70号普通沥青) 即可, 且添加的水量相当少, 而不像乳化沥青需要加入较多的水进行乳化;
(2) 适合几乎所有种类的骨料和原有道路上再生的筑路材料;
(3) 提高了沥青的裹覆能力, 能非常理想地裹覆冷的和潮湿的骨料;
(4) 储存期可达一个月, 而不会影响其使用性能;
(5) 对全厚式技术进行更深的稳定处理, 可达30cm厚;
(6) 与传统的热拌沥青混合料相比, 具有更好的结构承载力、抗车辙和抗疲劳性能;
(7) 与水泥再生混合料相比更有柔性, 不会有收缩龟裂的问题产生。
2 泡沫沥青在沥青路面就地冷再生中的应用
道路就地冷再生属于道路维修、改造的范畴, 它主要解决沥青路面上基层破损问题。具体讲, 道路就地冷再生是指充分利用现有旧路铺层材料 (面层或基层) , 必要时加入部分新骨料, 并按一定比例加入一定量的黏结剂, 在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型, 从而得到所需性能质量的新基层的作业过程。再生施工中使用黏结剂是为了提高被再生材料的强度, 恢复因路面老化而导致的材料性能衰退, 其种类主要有泡沫沥青、乳化沥青、水泥、石灰、粉煤灰等。
泡沫沥青混合料是由泡沫沥青与路面材料混合在一起而得到的混合料。混合料的设计通常采用马歇尔法, 主要是确定最佳沥青用量。
采用泡沫沥青进行就地冷再生施工时, 其施工工艺如下:首先根据路面情况决定是否预撒外加骨料, 然后利用再生机对旧路面进行铣刨、破碎, 同时, 泡沫沥青由再生机上的泡沫沥青输送及喷洒系统产生并直接喷洒进再生机的转子罩壳内 (如图2) , 与路面材料充分拌和。在粒料中, 泡沫沥青用量一般为3%～5% (重量百分比) 。当被再生材料本身含有较多沥青时, 其用量可降低为2%～3%。在采用泡沫沥青作为黏结剂时, 同时加入少量 (一般为1%～2%) 水泥是有好处的。它可以改善沥青与骨料间的黏结性, 使再生层获得所需强度同时, 提高表层质量, 防止裂纹发生。之后压实成型, 压实时用胶轮压路机初压, 再用钢轮压路机终压。由于泡沫沥青混合料不耐水的侵害, 故完成的泡沫沥青层最后都需要在上面加铺能抗水及耐磨的热拌沥青混凝土层。
3 泡沫沥青就地冷再生技术在我国的发展
据资料统计, 我国90%以上的高等级公路沥青路面基层或底基层采用半刚性结构, 但由于使用这一结构造成路面的早期损坏非常严重, 故发达国家已很少采用半刚性基层沥青路面这种结构。而泡沫沥青作为一种新型的道路材料已引起许多国家道路界的重视, 应用泡沫沥青混凝土作为路面基层, 就可以解决半刚性基层沥青路面结构带来的问题。目前利用泡沫沥青进行道路就地冷再生在我国尚处于起步阶段, 并不成熟和完善。存在的主要问题是沥青发泡质量的控制、再生混合料级配的确定以及再生设备的高价位。所以, 当务之急就是一方面加大对该项技术的研究力度, 不断地尝试铺筑一些试验路, 进而从中汲取经验, 逐步提高对该项技术的认识;另一方面尽快实现再生设备的国产化, 在保证再生质量的同时降低设备价格, 打破进口设备高价位的制约。研究并解决这些问题, 将成为泡沫沥青冷再生技术推广应用的前提, 而这些问题的解决, 也必将迎来泡沫沥青冷再生技术应用的广阔前景。
参考文献
[1]周爱军, 丁晓.泡沫沥青的技术性能分析与应用研究.交通标准化.2006, (11) :72~75.
就地再生技术 篇10
努力建设资源节约型、环境友好型社会不仅是我国经济社会发展的客观要求, 也是交通事业可持续发展的必然选择。沥青路面就地热再生技术实现了旧沥青路面再生利用, 可以节约大量的沥青和砂石材料, 降低工程造价, 节省材料转运费用以及旧料的储存占地, 而且大大减少环境污染, 具有良好的社会效益和经济效益。
1 就地热再生技术
沥青路面再生技术按照温度和工艺要求的不同, 沥青路面的再生利用包括厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生四类技术。其中就地热再生是指采用专门的就地热再生设备, 对沥青路面进行加热、铣刨, 就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等, 经热态拌和、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混凝土路面再生的技术。
1.1 就地热再生技术类型
根据施工工艺不同, 就地热再生主要分为复拌再生、加铺再生两种:
复拌再生:将旧沥青路面加热、铣刨, 就地掺加一定数量的再生剂、新沥青、新沥青混合料, 经热态拌和、摊铺、压实成型。掺加新沥青混合料比例一般控制在30%以内。
加铺再生:将旧沥青路面加热、铣刨, 就地掺加一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂, 拌和形成再生混合料, 利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生沥青混合料, 利用再生复拌机的第二熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生沥青混合料之上, 两层一起压实成型。
除了上述两种工艺外, 还有表面再生—先用加热机加热并软化旧沥青路面, 然后用耙齿或铣刨滚筒翻松达一定处理厚度, 按需要添加再生剂, 充分拌和松散的再生混合料, 然后摊铺压实的工艺。表面再生工艺是最基础、技术最简单的, 不加入任何新集料或新沥青混合料, 因此工艺仅局限于对老化沥青的再生。
1.2 就地热再生技术特点和优势
沥青就地热再生技术与其他路面维修方式相比, 具有其无法比拟的优势, 阐述主要如下:
1.2.1 环保优势
环保功能为就地热再生技术的显著优势。采用此技术, 不仅不需要从自然界开采大量的砂、石、沥青等原材料, 而且也不向自然界遗弃大量的废旧沥青混合料;众所周知, 沥青混合料是有毒物质, 靠自然分解时间比较长, 将对环境造成极大影响;此外施工中产生的振动、噪音等比其他施工方式小。
1.2.2 经济优势
就地热再生工艺与其它面层维修方式相比, 直接节约了以下费用:旧路面铣刨及外运费用、面层碎石的原材料费用、原材料的运输费用、缩短施工周期的费用和对交通影响的费用;同时, 与厂拌热再生相比, 就地热再生百分之百利用旧沥青混合料。根据某工程实际情况, 其施工方案变更为就地热再生后4km大约节约400万, 其经济效益显著。而且新技术的合理运用可保证再生沥青混合料的生命周期, 国内外研究表明, 再生路面的高温稳定性和抗车辙性能优于相同等级和相同集料组成的新沥青混合料路面。
1.2.3 技术优势
(1) 有利于沥青混凝土路面层间连接:
沥青混凝土路面的设计理论是弹性层状连续体系, 如果层间不连接或连接不好, 层间剪应力将显著增大, 极容易造成面层的剪切破坏。采用就地热再生技术, 再生层与旧路面热连接, 几乎成为一体, 杜绝了层间连接不良的问题。如果是在旧路面上直接摊铺新沥青混凝土或者将旧沥青混凝土路面冷铣刨后再铺筑新沥青混凝土路面, 其层间连接都不如就地热再生方式。特别是传统的冷铣刨, 往往会在新路面和旧路面之间形成一个松散夹层而导致路面过早破坏。
(2) 改善路面级配, 延长路面寿命:
路面级配不良或者孔隙率过大, 路面早期损坏严重;而就地热再生可以根据旧路面的级配情况有针对性的优化, 使再生后的路面级配得以改善, 延缓路面老化, 延长其使用寿命。
(3) 恢复沥青的性能和沥青混凝土路面的柔韧性:
沥青混凝土路面经过多年的使用, 在荷载、光照、热、雨水等各种因素作用下, 沥青逐渐老化, 延度显著降低;同时沥青混凝土的韧性越来越差, 抗变形能力下降, 极易开裂。就地热再生技术可同时实现调整集料级配、恢复老化沥青性能、改善路面路用性能等, 延长路面使用寿命。
(4) 有利于沥青混凝土路面深层裂纹治愈:
沥青混凝土路面就地热再生时, 在路表以下5cm处的温度约有100℃, 经路面碾压后, 再生路面以下的原有的细小裂纹可以愈合, 从而延长路面使用寿命。
(5) 可以消除weissenberg效应及其病害:
粘弹力学中, 剪切应力产生法向应力, 而法向应力将导致粘弹性材料沿着法向方向流动而产生爬竿现象, 称为weissenberg效应。在夏季高温季节, 高速公路沥青路面中沥青结合料发生一定程度的软化, 粘度降低;同时由于重载在沥青路面中产生快速、强大剪切力作用, 使沥青在weissenberg效应作用下沿着混合料空隙即骨料表面“爬”出路面, 从而形成向路表层的迁移运动, 即泛油。而就地热再生由于重新拌和旧沥青混合料, 可避免泛油——面层上部由于沥青含量大易产生油斑、车辙等, 而下部又由于沥青不足导致粘结力降低, 沥青混合料松散易产生水损坏等破坏。
(6) 解决接缝漏水:
传统的冷铣刨方式, 如果仅铣刨摊铺一个车道, 接缝处原有路面粒料往往会有不同程度的松散导致新旧路面结合不好, 极易漏水, 接缝处容易过早破坏;而采用就地热再生技术其接缝为热接缝, 可彻底杜绝接缝漏水及其相关病害。
1.2.4 其他优势
与其它路面维修方式对比, 就地热再生对道路交通干扰小, 对沿途居民生活的影响程度小等。
2 就地热再生技术适用性分析
在四种再生技术中, 厂拌热再生技术属于结构性再生, 适用于各类破坏路面, 能有效地用于各种条件下旧沥青混凝土路面的再生利用;沥青路面冷再生主要用于低等级公路路面和高等级公路路面基层:即就地冷再生适用于所有路面标高不受限制的道路, 很少用于高等级公路和大部分城市道路, 因此主要适用于一般公路、等外公路、部分城市道路及其他诸如料场、停车场等场地的维修改造, 也可用于稳定土拌和施工;厂拌冷再生混合料主要用作基层或底基层。四种工艺各自适用的路面损坏类型见表1。
注:1) 表面层厚度不能超过40 mm;2) 仅限于路面上部40～50mm产生的车辙;3) 可能需要加入一定的沥青材料替换原有路面材料, 否则这种维修只会起到暂时效果;4) 上表面层以下结构层 (包括基层和路基) 产生的车辙;5) 需要加入新的集料;6) 如果土基潮湿、软弱, 可以采用化学稳定剂来改善路基;7) 裂缝仅限于路表面层;8) 如果病害是由于路基引起, 这种方法也只能发挥暂时作用。
针对就地热再生的适用性, 从四个方面展开论述:
2.1 路面要求
由于沥青混凝土路面就地热再生只对旧路面表层3～5cm厚的沥青混合料进行再生, 所以适合就地热再生的沥青混凝土路面必须满足一定的要求。
2.2 路面破损形式
在满足上述基本适用条件的基础上, 原则上就地热再生可处理所有的非结构性破损路面病害形式, 如松散、坑槽、泛油、摩擦系数降低、车辙、波浪、推挤、滑移裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、反射裂缝、膨胀、拥包、凹陷和沉降引起的行驶质量差等。各种就地热再生工艺适用的道路破损类型如表3所示。
注:√表示很适合;☆表示一般;-表示不太适合。
2.3 施工条件
沥青混凝土路面就地热再生需使用大型的专用机械, 进行连续机械化施工, 施工时机组长达100m左右, 所以施工现场应满足以下条件:
(1) 要具有发挥就地热再生特长的足够工程规模, 不适合用于小型维修工程, 以及难以确保连续机械化施工的工程。
(2) 要确保现场的施工条件, 一组施工机械通过时间约需60～90min, 还要加上养生时间, 需要中断施工路段一个多车道的交通。
(3) 要对实行就地热再生路段进行旧路检测评价, 看该路段是否符合沥青路面就地热再生的技术条件。检测的主要内容包括:沥青路面变形类 (车辙、拥包、沉陷) 病害调查、路面抗滑性能调查、强度调查。高速公路及一级公路就地热再生使用现场要求, 见表4。
2.4 其他影响因素
由于就地热再生设备庞大, 且现场对路面实施加热、铣刨、搅拌等施工操作, 因此在具体实施过程中, 还会受到一些客观因素影响, 如表5所示。
3 结论与建议
(1) 沥青路面就地热再生技术是一项高效、环保、经济、有利于沥青路面层间连接、改善路面级配、延缓路面老化、能消除weissenberg效应及其病害、避免接缝漏水、对交通干扰小的新技术。
(2) 在实际就地热再生施工中, 复拌再生和加铺再生可改善骨料级配、沥青含量等, 达到改善路面结构综合性能的目的, 应用较多;而表面再生适合维修破损不严重、破损面积较小的路面。
(3) 从路面要求、路面破损形式、施工条件等方面详细分析就地热再生技术的适用性, 对于推广利用此技术有一定的促进作用。
(4) 由于我国地域辽阔, 又是多山国家, 气候和地面高程变化显著, 故自然因素变化复杂, 所以应结合每个省市的实际情况合理运用就地热再生技术, 避免生搬硬套。
摘要：简介了就地热再生技术的必要性和社会经济效益, 在介绍其工艺类型的基础上详细阐述其特点和优势, 进而从路面要求、路面破损形式、施工条件等方面详细分析就地热再生技术的适用性。
就地再生技术 篇11
关键词：就地沥青冷再生；路面大修；施工工艺
中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：1000-8136(2009)26-0040-03
就地沥青冷再生工艺是20世纪80年代后期在路面冷铣刨工艺的基础上迅速发展起来的一种新技术，目前已成为国际上道路维修改造的主要方法之一。下面就就地沥青冷再生在国道208线路面大修工程中的应用做一下简单的论述。
1工程简介
1.1原有公路等级及使用状况
国道208线是国家主干线，是太原市的一条重要出口通道，是我省公路主骨架的重要组成部分。K819+186.2～K835+303.76段(清徐境内，一级公路)始建于1978年，自1997改建以来，一直尚未大修，只是以养护为主。现有公路由于重载车辆的碾压以及排水设施的不完善，路面病害十分严重，大面积龟裂、网裂、坑槽、拥包，局部路段还有翻浆等病害，路基强度明显不足，路况非常差，严重影响车辆的正常行驶，堵车现象时有发生，已不能满足经济快速增长，交通量直线上升的需求。
该路段的大修对于我省加快地区经济发展，改善投资环境加快资源开发和利用，增强省城太原的辐射力，适应日益增长的交通量和旅游发展，从根本上推动和保障经济的持续发展和繁荣都具有重要的意义。
1.2大修工程路面结构组合
根据交通量及其组成情况、公路功能、使用要求及气候、水文、地质等自然条件，结合本地材料供应情况和施工经验，本着技术先进、方便施工、利于养护的原则，全线采用结构组合如下：(4+6)cm沥青砼面层+20 cm水泥稳定碎石基层+20 cm水泥稳定碎石底基层+20 cm就地沥青冷再生底基层。
2就地沥青冷再生概念
在旧路面上加入一定规格、数量的新集料(本项目中采用碎石)及结合剂(本项目中采用无机结合料水泥)，然后用冷再生机就地进行路拌整形、碾压，使其达到新结构层(本项目中冷再生作为底基层)技术要求的施工工艺。
3施工前准备工作
3.1技术交底培训
开工前项目总工程师召集参加本工程的所有人员进行详细的技术交底，将该工程的施工方法、操作规程、技术要求、质量标准、安全注意事项进行认真的讲解和说明，使所有参加本分项工程的人员思想一致，目标统一，职责明确，分别把关，团结协作，形成合力。
3.2障碍物的清除
清扫施工段落，清除各类杂物，保证下承层的表面平整和整洁，使再生施工不间断地连续进行，从而保证路面结构的连续性。
3.3原路面处理
对原路面结构现场钻芯取样，进行观测，由四方(施工单位、监理、设计代表、业主)确认是否处理，若基层完好，则不予处理，若有松散等病害则进行处理。
3.4再生机组配备
对再生施工中所需要的所有机械设备进行全面的检查，确保各项性能完好。再生机组配备为：水车6台，进口维特根2500型大型冷再生机1台，成都工程机械厂185平地机1台，徐工XS-220型振动压路机4台，洛阳20t静碾压路机3台，神河自卸车6台，徐工50型装载机2台。
3.5设立工地试验室
选派具有合格资格的经验丰富的试验工程师负责试验室的工作，配备符合精度要求的试验仪器设备，用科学的数据指导施工。同时为正式开工做好各种试验准备工作。主要试验测量仪器配备为：全站仪2台，水准仪2台，钢尺2把，灌砂筒1套，脱模器1套，路强仪1台，压力机(2000kN)1台，灰剂量测定仪1套。
4沥青就地冷再生施工工艺
4.1准备工作
(1)向驻施工现场监理单位报送“冷再生底基层开工报告单”。经同意后方可进行冷再生底基层施工。
(2)铺筑不小于200 m的试验路段，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。
(3)各种材料进场前，及早检查其规格和品质，不符合技术要求的不得进场，材料进场时，应检查其数量，并按施工平面图堆放，而且还应按规定项目对其抽样检查。其抽样检查结果，报驻地监理单位。特别注意3点：
(1)水泥：采用监理工程师认可的终凝时间在6 h以上325#水泥，实际采用的水泥终凝时间为7 h5 min，以保证有充分的时间摊铺、整平、碾压。整个施工过程中，严格控制水泥稳定粒料的配合比，工地实际采用水泥剂量可比室内试验室确定的剂量增加0.5％。
(2)碎石：洁净、干净，并具有足够的强度和耐磨耗性，不得含有软质和其他杂质，颗粒级配组成应符合设计及规范要求。
(3)水：洁净、不含有害物质，未经监理工程师批准的水源不得使用。饮用水可直接作为拌和用水。
4.2施工放样
恢复中心线及边线，中心线及边线一侧按路面设计图每10 m设标桩，在标桩上划出冷再生底基层设计高和松铺厚度，松铺厚度=压实厚度×松铺系数。这样做是为了使基层的高度，厚度和平整度达到质量标准。
4.3再生拌和
(1)局部铣刨，对由于车辙、拥包等造成的路面纵、横向较大变形进行局部铣刨，以保证再生层厚度均匀。
(2)准备外掺剂，按照生产配合比计算出每延米需要添加水泥量，添加10mm-30mm碎石513m。
(3)摊铺新集料：为了使新添集料摊铺均匀，10mm～30mm碎石在施工段确定后进行网格化摊铺，然后用平地机摊平。施工段落按路线前进方向每延米为一格打灰线(宽度为10 m)。
(4)摊铺水泥：人工用平耙、并用扫帚扫平使水泥与集料均匀结合，使强度符合规范与设计要求。
(5)拌和：采用冷再生机按预定厚度破碎，经过对拌和后的混合料进行筛分试验确定前进速度按照12 m／min控制，转速按照2 200 rad控制。拌和时搭接宽度为20 cm，考虑到水泥的初凝时间，以及各道工序的衔接问题，以50 m施工长度为限。
拌和同时电控加水，水车挂空档依靠冷再生机顶推行驶，水车向冷再生机加水，其余2～3辆洒水车跟随保证拌和用水，为了弥补施工中水分的损失，确定加水比例比最佳含水量略高n5％.1％。
4.4整平
当冷再生机作业至施工长度时(50 m)，采用50 t振动压路机(不开振)对刚拌和后的混合料进行稳压，碾压速度3 km／h，碾压2遍。碾压顺序由外向内，由低到高(碾压时错轮为1／3轮宽)。接着采用185平地机进行整平，为了严格控制标高，采用挂线法进行整平，工程技术员检测拌和后的顶面高程，以10 m为一段在距中桩1.5m处、7.5m处、和10m处进行高程检测，测出实际高程与设计高程的差距，用白灰标出需要刮平或填补的数值，平地机
司机从外侧起向内侧按照标出的数值进行整平，直至表面平整无松散。
对局部低洼处，应用齿耙将其表层5 cm耙松，并用新拌混合料进行找补、整平、严禁用贴“薄饼”的方法找平。
4.5碾压
通过现场检测压实度和平整度、外观总结出碾压工序：
初压：整平后采用50 t以上振动压路机开强振进行振动碾压2遍，碾压速度2.0 km／h～2.5 km／h，错轮为1，3轮宽。
复压：采用三轮压路机碾压2遍，碾压速度2.0km／h～2.5km／h，错轮为1／3轮宽，碾压后用灌砂法检测压实度，若达不到97％，增加碾压，直至全部符合设计要求。
终压：用振动压路机快速收光1～2遍，错轮为1，2轮宽，使表面平整定型。压路机在碾压过程匀速行驶。
在碾压过程中基层表面应始终保持潮湿，如表层水蒸发较快，应及时补洒少量的水。如在碾压过程中有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和(加适量的水泥)，或用其他方法处理，使其达到质量要求。
4.6摊铺和碾压现场设专人检验，修补缺陷
①要有测量员盯现场，不断检测拌和和碾压后的标高，及时纠正施工中的偏差；②挖除含水量超限点，并换填合格材料；③用拌和好的水泥石屑对表面偏粗的部位进行精心找补；④对由于再生机停顿和碾压推移产生的拥包、拥坎，用铁锹人工铲除；⑤用3m直尺逐段丈量平整度，发现异常马上处理。
快速检测压实度，压实不足尽快补压。压实度控制时一定要留有余地，尽量多压1～2遍，自检时压实度按提高一个百分点掌握。
4.7横缝的处理
用人工将末端混合料整型，横缝必须垂直整齐，紧靠混合料放两根方木，方木的高度应与混合料的压实厚度相同，整平紧靠方木的混合料。
方木加一侧用砂砾或碎石回填约3 cm长，其高度略高出方木几厘米。将混合料碾压密实，第二天重新拌和之前，将砂砾和方木除去将下承层顶面清扫干净后。
也可将在前面一段(约2 m～3 m)不进行碾压，继续施工时，剔除未经压实的混合料，并将已碾压密实且高程和平整符合要求的末段挖成一横向(与中心线垂直)的垂直向下的断面，然后再拌和新的混合料。
4.8纵缝处理
为防止施工造成道路交通中断，采取半幅施工，不可避免的产生了纵向裂缝。按以下方法进行处理：纵缝必须垂直相接，严禁斜接。在前一幅拌和时，在靠后一幅的一侧用方木或钢模板做支撑，基础高度应与混合料压实厚度相同。在拌和另一幅之前，拆除支撑，继续拌和混合料，整型、碾压。
4.9质量检验
各项指标的检验应在24 h内完成，首先表面应均匀无松散等现象(最好跟踪检验)。各项质量指标应满足标准要求，它不仅影响对该层的质量评定，同时也会对沥青表面层质量的经济效益产生较大的影响。压实度、强度不合格的坚决予以返工处理。平整度指标必须在做封层之前，会同驻地监理逐段进行检测。
为检验冷再生底基层的整体性，要求龄期满足7～10天时进行钻芯检验，若路面钻取不出完整的芯件，则应指出不合格底基层的界限并进行返工处理。
要求在沥青面层施工前，对再生层的标高逐段进行复测，凡标高高出的部分，必须用铣刨机刨除。
4.10养生
养生是再生层非常重要的一道工序，它直接影响再生层的成型强度和表观质量。
碾压检测合格后立即开始洒水进行养生，养生期内杜绝洒水车以外的任何车辆进入，养生期不少于7d，要使冷再生层表面始终保持湿润，做到每天及时洒水，专人看管，确保再生层不因养生不当产生损坏。
养生期结束，即可进行基层的施工，如不立即铺筑基层，则应延长养生期，不宜使冷再生底基层长期暴晒而开裂。
5施工中发现的问题
5.1就地沥青冷再生技术的优点
①能够节约大量砂石材料的用量，节省了道路养护和维修费用；②降低沥青消耗，节约石油资源，保护环境；③矫正原有路面材料的缺陷，显著改善原有路面的结构承载能力，延长路面寿命；④改善路面行使质量；⑤运输成本可以降到最低；⑥工程造价；⑦在翻新路面的补强问题上有很大的灵活性。
5.2一些影响工程质量的问题
(1)通过现场钻芯发现原路面结构沥青砼层厚度不均匀，对强度有一定影响。
(2)经过试验人员现场检测发现压实度不均匀，集料细的成型好但压实度低，集料粗的成型差但压实度好。
(3)中间接缝处粗集料较多，形成级配不合理，钻芯产生下部1 cm～2cm松散。
(4)就地冷再生不能过多地发现下层的病害，施工中平整度、横坡、纵断高程不好控制。
6施工见解
近年来，随着我国公路建设逐步加快，建设里程越来越长，很多路线服务年限已满，公路建设的重点将向改扩建、大修及维护转移，沥青路面是我国路面的主要形式，对于此类道路改造和维修工程，如果将废旧沥青混合料废置于公路沿线，不仅造成资源的浪费，也会占用大量的土地，对公路的边坡及绿化造成长期的危害，对环境造成严重污染。冷再生技术充分利用旧路资源，彻底解决了将旧路推除重建而存在建筑废料运输和堆放的问题，也大大地减少了新材料的用量，减少了环境污染与破坏，给公路行业的发展创造了一条快速、节约的途径。
综上所述，冷再生作为一种新兴的施工技术，在我国公路事业飞速发展的今天，将会以其独特的施工工艺、特点牢固立足于公路施工工艺的竞争行列之中。与传统筑路方法相比，“就地冷再生技术”可缩短工期、提高作业效率，完全利用废旧材料，大大节省施工成本，对交通的干扰最小。冷再生新技术为旧路更新改造探索了新途径，积累了新经验。
就地再生技术 篇12
就地冷再生技术，是在旧路维修改造中将原路面基层用再生机搅拌破碎，添加一定量的稳定剂和适量的新料，用冷再生机进行拌合处理后，经整形、碾压，形成路面的基层，达到旧路维修改造的目的。冷再生技术的优点是百分之百地利用旧路材料使现有铺层得到加强，其次有成本低、工期短、环保、交通干扰小等优点。就地冷再生工艺使用的稳定剂基本上有3种:水泥、泡沫沥青和乳化沥青。本次学府街改造工程采用泡沫沥青作为稳定剂。就地冷再生技术，迎合了我国积极提倡循环经济，节能减排的政策。
1 工程概况
学府街是太原市东西向重要主干路，红线宽50 m，现状道路为三幅路形式，标准横断面:4.5 m人行道+5.5 m非机动车道+3 m绿化带+24 m机动车道+3 m绿化带+5.5 m非机动车道+4.5 m人行道=50 m。本次综合整治改造东起平阳路，西至滨河东路，全长792.922 m。整治范围包括侧平石、人行道面砖全部更换，检查井维修和井具更换。
机动车道根据提前调查，原有道路无大面积损坏和下沉等现象，破坏形式多为道路横纵向裂缝，且较多，根据钻心和查看原道路资料，该段原有道路结构为35 cm～40 cm水泥稳定碎石+8 cm沥青混凝土面层，横纵向裂缝基本未开裂至结构层底部，经业主、设计和所请专家研讨确定该段道路最终改造方案为:对现有道路中存在的局部损坏严重的部位提前进行挖补，其余快车道以及喇叭口和绿化带断口处原有沥青混凝土面层铣刨后，采用就地冷再生机组对原有水泥稳定基层中的上部进行就地再生，采用泡沫沥青作为稳定剂，形成16 cm的泡沫沥青稳定层，作为改造后的道路基础，面层为新铺筑7 cm粗粒式AC-25Ⅰ沥青混凝土下面层4 cm细粒式SBS AC-13Ⅰ改性沥青混凝土上面层。这样改造后的道路形成了以原有18 cm～23 cm水泥稳定碎石半刚性底基层，16 cm泡沫沥青稳定碎石柔性基层和11 cm沥青混凝土面层，原有纵断路面高层提高1.5 cm以弥补面层增加后对基层厚度的减少。再生后的16 cm的泡沫沥青稳定碎石柔性基层可以有效的抑制道路原有横纵向裂缝的向上反射。
慢车道采用铣刨4 cm沥青混凝土路面，铺4 cm细粒式AC-13Ⅰ沥青混凝土路面，高程不改变。
2 施工机械设备
本次冷再生机组由威特根2200RC冷再生机，威特根WM1000水泥稀车，沥青保温罐车组成。辅助设备:PY180平路机，威特根W2000铣刨机。碾压设备:沃尔沃DD138F双钢轮压路机，三一SSR260单钢轮压路机，徐工XP302轮胎压路机。
3 施工配合比的确定
施工前期对原有道路基层做现场铣刨取样，实验室对铣刨的原有基层混合料进行筛分，基本符合设计规范要求，无需添加新料进行混合料的级配调整。进行泡沫沥青稳定碎石基层的配合比实验工作，最终确定的配合比为:泡沫沥青添加量折合成纯沥青占混合料其余部分干质量的百分比为3%，水泥活性填料为1.5%。最大干密度为2.148 g/cm3，最佳含水量为6.7%。
4 原道路面层铣刨
采用威特根W2000铣刨机将原路面结构进行铣刨，铣刨深度的确定:按照设计要求，原面层厚度为8 cm，改造后面层厚度为11 cm，并且纵断高程提高1.5 cm，经实验段测定泡沫沥青稳定碎石基层的松铺碾压系数为1.1，满足16 cm泡沫沥青稳定碎石基层的所需铣刨再生厚度为14.5 cm。最终确定铣刨厚度为11 cm，铣刨废料运回冷再生拌合站，用于其他道路改造所用的场拌再生材料。
铣刨时应提前实测实量，原有道路的现状高程按照改造后的道路设计纵断高程为标准，调整铣刨厚度，以使铣刨后的高程和平整度满足设计规范要求，为就地冷再生基层打好基础。
5 就地冷再生
5.1 冷再生机组的组装和调试
在施工起点处对所有机械设备进行全面的检查，测量沥青温度必须大于160℃。沥青的温度是影响泡沫沥青发泡效果的重要指标。检查沥青、水泥和水是否满足再生路段的施工需求，用推杆将冷再生机组设备从前至后由沥青保温罐车、水泥稀浆车、冷再生机顺次首尾连接排成一线，连接所有与再生机相连的管路，排出系统中的所有空气并确保所有阀门均处于全开度位置，输入并检查所有与稳定剂加量有关的数据确保正确。
5.2 启动冷再生机组进行冷再生施工
再生机组工作深度由设计和试验段数据确定，本工程再生层设计厚度为16 cm，经试验段实验数据确定的虚铺碾压系数为1.1，再生机组的工作深度确定为14.5 cm，按该深度进行施工，施工人员应紧跟机组，实时检测。
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中途停顿，施工速度为(5±1)m/min。
再生材料的含水量应即时现场检测和根据天气适当调整，以确保压实要求。
本工程选用的再生机组为威特根2200RC冷再生机，其工作宽度为2 200 mm。本工程施工采用半幅封闭施工方法，半幅需再生宽度为11.7 m(去除路侧石0.3 m)，考虑再生机组每幅搭接20 cm，半幅道路冷再生施工需再生机组分6幅施工，根据试验段数据确定再生段按200 m划分，单幅再生到施工段终点时，将再生机和罐车等机械倒在施工起点，进行第二幅施工，直至半幅作业完成。
5.3 初压和整形
采用D138HF双钢轮压路机紧跟再生机组先静压1遍，碾压速度控制在1.5 km/h～1.7 km/h，以起到稳压和锁定含水量的作用。
再生机组完成三幅再生作业后，为减少含水量的过度损失，即时采用PY180平地机进行整平整形，以达到规范规定的路拱和横坡，满足平整度要求，整形后的再生层表面应无明显的再生机轮迹和集料离析现象。
为了保障冷再生压实度，就地冷再生施工必须采用流水作业法，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，避免由于水泥初凝影响混合材料压实;初压时，混合料的含水率宜比最佳含水率小1%～1.5%，碾压过程中如果出现弹簧、松散、起皮等现象，应及时重新翻拌，使其达到质量要求。
5.4 碾压
平整整形完成后，用SSR260单钢轮压路机和D138HF双钢轮压路机配合进行碾压4遍，相邻碾压带重叠1/3～1/2轮宽，从横断面上应从低的一侧逐步移向高的一侧碾压，压实完全幅为1遍。碾压速度控制在2.0 km/h～2.5 km/h。碾压时混合料含水量应处于最佳含水量±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。
终压采用徐工XP302胶轮压路机碾压4遍，碾压速度控制在2.0 km/h～2.5 km/h，碾压应在再生材料中的水泥初凝前完成。碾压完成后应表面平整，并经检测达到要求的密实度，同时没有明显轮迹。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。碾压过程中，如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和，或换填新料处理，使其达到质量要求。
5.5 养生
泡沫沥青稳定碎石基层与传统的水泥稳定碎石基层养生方法完全不同，不需要保湿养生，其强度增长需要泡沫沥青稳定碎石基层中的水分充分蒸发，碾压完成后理论上可以即时开放交通，本工程考虑属于市政道路，冷再生完成后后续工序较多，考虑施工安全和开放交通对基层的污染问题还是采用了封闭交通自然养生，当再生层可以完整取出芯样后，同时含水率低于2%后可进行下道工序。
6 道路窨井、路口加宽和绿化带断口处的处理
城市道路与公路最大的区别在于城市道路不可避免的存在较多各种管线的检查井，这就给城市道路带来了更大的施工困难和质量隐患。在城市道路施工中各种窨井的处理就成了施工的重点。冷再生前应将再生层范围内的窨井拆除降至再生层底标高以下10 cm左右，加盖盖板或钢板，以免影响冷再生机组的施工，当再生工序结束后再对窨井采用现浇C30混凝土加设，并且加井的尺寸要比井筒宽出250 cm，以避免井位下沉。本工程采用的工序为先加井后进行冷再生施工，实际施工时由于窨井先行加好，影响了冷再生机组工作的段落连续性，对基层平整度有较大影响，所以不建议采用。
道路路口加宽和绿化带断口处由于冷再生机组无法完成就地再生作业，可配合小型铣刨机将原道路基层铣刨去除，采用场拌泡沫沥青稳定碎石材料进行人工局部摊铺碾压成型。
7 结语
学府街道路冷再生改造工程施工结束后，总体的效果较好，尤其是避免了传统工艺改造道路时的开挖和外弃建筑废弃物时产生的扬尘、抛撒和堆弃的环境污染和资源浪费，有效的缩短了施工工期。在施工成本方面，虽然单从本工程考核，并不能体现出冷再生施工工艺对传统工艺的优势，但综合考虑社会效益和环境效益，还是优于传统工艺的。相信随着该工艺的日渐成熟和普及，将逐步的降低施工成本，为我国实行可持续发展的循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会作出贡献。
参考文献