瀝青路面再生技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

王春明

(福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

1 瀝青路面再生技術(shù)的介紹

1.1 現(xiàn)場冷再生法

現(xiàn)場冷再生法是用大功率路面銑刨拌和機(jī)將路面混合料在原路面上現(xiàn)場銑刨、翻挖、破碎,再加入穩(wěn)定劑、水泥、水和骨料同時現(xiàn)場拌和,用路拌機(jī)原地拌和,最后碾壓成型。這種方法主要應(yīng)用于冷法施工中,且新添加的結(jié)合料是乳化瀝青,這種方法對設(shè)施要求較低,生產(chǎn)成本不高,但同時再生路面的品質(zhì)不是很好,目前該方法使用較少,主要是用于等級低的道路或鋪筑基層使用。

1.2 現(xiàn)場熱再生法

現(xiàn)場熱再生是一種現(xiàn)場修復(fù)破損路面的過程,它通過加熱軟化路面,鏟起路面廢料,再和瀝青粘合劑混合,有時可能還需要添加一些新的骨料。然后將再生料重新鋪在原來的路面上。一般用一臺大型“瀝青路面熱再生聯(lián)合機(jī)組”,先把瀝青路面烤熱軟化,再將舊瀝青層收集起來輸送到該機(jī)組中的雙臥軸連續(xù)攪拌機(jī)上,添加新骨料、補(bǔ)充新瀝青,攪拌后排到機(jī)組的攤鋪器上,攤鋪、搗實(shí)、熨平,再用壓路機(jī)碾壓,鋪成一條新路。這種方法施工簡單方便,多用于基層承載能力良好、面層因疲勞而龜裂的路段,特別適用于老化不太嚴(yán)重,但平整度較差的路面。

1.3 工廠熱再生法

工廠熱再生法就是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖后運(yùn)回拌和廠,再集中破碎,根據(jù)路面不同層次的質(zhì)量要求,進(jìn)行配比設(shè)計(jì),確定舊瀝青混合料的添加比例,再生劑、新瀝青材料、新集料等在拌和機(jī)中按一定比例重新拌和成新的混合料,從而獲得優(yōu)良的再生瀝青混凝土,鋪筑成再生瀝青路面。利用這種方法,可以方便對已被翻挖的基層甚至路基的一些地段進(jìn)行有效的補(bǔ)強(qiáng),瀝青層的重鋪則可以象新路施工一樣,分別按下面層、中面層、上面層(磨耗層)的不同技術(shù)要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),確定舊瀝青回收料的添加比例。

1.4 全深式再生法

全深式再生法是將瀝青層和部分基層材料同時進(jìn)行現(xiàn)場冷再生,形成路面基層的一種技術(shù)。全深式再生實(shí)際上是現(xiàn)場冷再生的一種,只不過是再生厚度范圍內(nèi)包含了部分基層,國內(nèi)全深式再生工程的再生結(jié)合料絕大部分采用水泥,個別采用乳化瀝青和泡沫瀝青。

2 瀝青路面再生技術(shù)施工的特點(diǎn)

2.1 現(xiàn)場冷再生、全深式再生技術(shù)特點(diǎn)

(1)主要功能

通過瀝青路面的現(xiàn)場冷再生,可以實(shí)現(xiàn):①實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面層的翻修、重建;②實(shí)現(xiàn)舊路面瀝青層材料的常溫拌和及現(xiàn)場再利用。

(2)適用場合

現(xiàn)場冷再生技術(shù)一般用于病害嚴(yán)重的一、二級公路瀝青路面的翻修、重建,冷再生路面一般需要加鋪一定厚度的瀝青罩面。

(3)優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)場冷再生的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的再生利用,節(jié)省了材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用;施工過程的能耗低、污染小;適用范圍廣。

現(xiàn)場冷再生的缺點(diǎn):施工質(zhì)量控制的難度較大;一般需要加鋪瀝青罩面層。

2.2 現(xiàn)場熱再生技術(shù)特點(diǎn)

(1)主要功能

通過瀝青路面的現(xiàn)場熱再生,可以實(shí)現(xiàn):修復(fù)瀝青路面表面層病害;恢復(fù)瀝青表面層物理力學(xué)性能;恢復(fù)瀝青路面平整度,修復(fù)瀝青路面車轍;實(shí)現(xiàn)舊路面瀝青層材料的現(xiàn)場再利用。

(2)適用場合

現(xiàn)場熱再生一般用于高等級公路瀝青路面表面層病害的修復(fù)。

(3)優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)場熱再生的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的瀝青路面再生利用,節(jié)省了材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用。

現(xiàn)場熱再生的局限性:再生深度通常限制在 2.5～6cm;無法除去已經(jīng)不合適進(jìn)行再生的舊混合料,級配調(diào)整幅度有限。

2.3 工廠熱再生技術(shù)特點(diǎn)

(1)主要功能

通過瀝青路面工廠熱再生,可以實(shí)現(xiàn):①修復(fù)瀝青路面面層病害;②恢復(fù)甚至改善瀝青路面混合料的路用性能;③以熱拌瀝青混合料的形式實(shí)現(xiàn)舊路面瀝青層材料的再生利用。

(2)適用場合

工廠熱再生技術(shù)適用于各等級公路瀝青路面經(jīng)銑刨、挖除下來的瀝青層材料的再生利用,再生后的瀝青混合料適用于各等級公路瀝青路面的建設(shè)和維修養(yǎng)護(hù)工程。

(3)優(yōu)缺點(diǎn)

工廠熱再生的優(yōu)點(diǎn):再生工藝易于控制,再生后的瀝青混合料性能比較理想;適用范圍廣。

工廠熱再生的缺點(diǎn):銑刨下來的舊瀝青層材料需要來回運(yùn)輸。

3 瀝青路面再生技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場冷再生實(shí)際應(yīng)用

營大路連接遼寧省營口市和大石橋市,長18.77km,寬23m。該路建于1975年,由于交通流量和重載車輛的增長,在過去的 30多年歷史內(nèi)先后進(jìn)行了 6次大修。由于該路修建時間早,慢車道屬于后期加寬,所以路面結(jié)構(gòu)薄,結(jié)構(gòu)承載力不足,路面表面病害主要表現(xiàn)為網(wǎng)裂、坑洞、泛油,維修前路面平均彎沉為1.50mm。

經(jīng)過嚴(yán)格的原路面結(jié)構(gòu)調(diào)查研究,在再生施工中確定了混合料的配合比設(shè)計(jì)為添加4.2%的乳化瀝青(55%瀝青固含量)和1.0% ～1.5%水泥,同時添加15%的10～30mm碎石和 10%的 0～5mm石屑以改善原路面的級配。在施工中噴入1.0%～2.0%拌和水。

施工采用兩臺維特根WR2500S冷再生機(jī)完成舊路面銑刨、破碎并添加乳化瀝青、水泥和水,同時將原路面材料和碎石、石屑就地拌和均勻,形成平整的再生路面層。維特根WR2500S就地冷再生設(shè)備破碎材料均勻,能精確控制深度和橫坡,再生深度達(dá) 15cm。該機(jī)配備了水噴灑系統(tǒng)和乳化瀝青、泡沫瀝青噴灑系統(tǒng),添加材料計(jì)量準(zhǔn)確,是全球應(yīng)用最為廣泛的冷再生設(shè)備之一。

3.2 現(xiàn)場熱再生實(shí)際應(yīng)用

2002年,國內(nèi)在京津塘高速公路大修中首次成功采用了就地?zé)嵩偕夹g(shù)。此后,就地?zé)嵩偕夹g(shù)在成渝、滬蓉、京福、滬寧、石太、京石高速公路上得到了應(yīng)用。

由首都北京至天津塘沽區(qū)的京津塘高速公路是中國最繁忙的高速公路之一,每日的交通量約 35000車次,且其中10%為重型車輛。位于塘沽和東麗之間的 22.5km路段,于1990年北京亞運(yùn)會前倉促完工,沒鋪上面層。暴露在交通負(fù)荷下的瀝青中面層,經(jīng)過近 12年的運(yùn)營,路面尤其是慢車道已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重開裂。基于成本方面的考慮,業(yè)主決定采用就地?zé)嵩偕に嚧驺娕偌訑備伒姆椒?對慢車道進(jìn)行復(fù)拌再生。然后,再在整個半幅上加鋪新面層。

上海市于 2003年 6～8月對滬寧高速公路上海段路面施行了大面積的瀝青路面現(xiàn)場熱再生修復(fù),面積達(dá)到20萬m2。再生設(shè)備為Wirtgen公司生產(chǎn)的Remixer4500型熱再生機(jī)組,該機(jī)也可以對舊瀝青路面進(jìn)行整形和整形加鋪、復(fù)拌和復(fù)拌加鋪等各種熱再生施工。根據(jù)檢測,該項(xiàng)工程再生瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)完全符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定,并且在此基礎(chǔ)上,熱再生瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性有了大幅提高。

4 瀝青再生技術(shù)亟待解決的問題

(1)設(shè)計(jì)施工規(guī)范與驗(yàn)收評定標(biāo)準(zhǔn)

隨著我國高等級瀝青路面增多,今后必將面臨更多的舊路面再生利用的問題。因此,必須對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的整理加工,并進(jìn)行必要的試驗(yàn)驗(yàn)證,使該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化,用以指導(dǎo)全國的道路養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)項(xiàng)目。

(2)舊瀝青再生效果的檢測

舊料在熱態(tài)下,舊瀝青呈熔融狀態(tài),能夠與液態(tài)的新瀝青交融混和而成。然而,這僅是一種理論推測,實(shí)際交隔混和的情況到底如何,并無法得知。雖然以再生混合料的物理力學(xué)性能試驗(yàn)可間接分析再生效果的優(yōu)劣,但仍不是一種直觀的檢測方法。為此,必須研究方便而快速的檢測方法。

(3)再生機(jī)械

鋪筑再生瀝青路面,工序多,工藝復(fù)雜,因此,提高施工機(jī)械化水平,減輕手工勞動,是瀝青路面再生技術(shù)能否大面積推廣的關(guān)鍵。大面積鋪筑再生瀝青路面,迫切需要路面翻挖機(jī)械,舊料破碎、篩分機(jī)械,混合料拌和機(jī)械等。既要有適于集中廠拌的大型機(jī)械,又要有適于養(yǎng)路部門使用的各種小型機(jī)具。積極組織力量,制訂計(jì)劃,切實(shí)抓好各種再生機(jī)械的研制和生產(chǎn)。

由于瀝青路面冷再生節(jié)約了大量的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)資金,減少了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的破壞,具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益,目前路面冷再生技術(shù)在我國還處于試驗(yàn)推廣階段,在強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的今天,進(jìn)一步加強(qiáng)研究路面冷再生技術(shù),對公路的建設(shè)發(fā)展都具有特別重要的意義

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