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摘 要:随着国民经济的发展,公路建设得到了大力发展。公路在运营的过程中,会出现超载等现象,导致公路路面出现各种病害。为了确保路面安全,有效利用旧沥青路面材料,降低环境污染,采用沥青路面热再生技术进行养护效果明显。沥青路面热再生技术是一种将旧沥青路面材料进行重新回收再利用的过程,能够有效解决废旧沥青路面的用处,节约材料。文章从热再生沥青路面的技术方案着手,对施工技术进行综合评价,以便更好地提高沥青混凝土路面热再生技术的施工质量,保护环境。
关键词:沥青混凝土路面 热再生技术 评价
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)11(c)-0063-02
随着废旧沥青路面材料在国内公路大中修工程中的利用越来越广泛,许多科研机构均开展了大量关于老化沥青性能恢复方面的研究,在提高热再生混合料综合路用性能方面也取得了长足发展。目前,老化沥青再生机理主要是基于化学热力学的相容性机理和调和机理,再生剂掺量根据再生剂将旧沥青的粘度或针入度调节到目标沥青的范围内确定,对于老化较严重的沥青可能导致再生剂掺量过小。沥青热再生技术是一种有效将旧沥青路面材料进行重新回收再利用的过程,能够降低对环境的污染,有利于促进公路养护行业的健康发展。
1 技术方案
1.1 预先处理
在采用该技术之前,对路面基层进行处理,主要是对问题严重区域如出现网裂等现象的区域进行处理。
处理方法为:对基层和面层进行翻挖,翻挖深度根据现场情况来确定,挖除存在病害的沥青面层和基层,根据要求重新恢复相应的路面结构层。如果开挖后底基层或路基也存在变形情况,则需根据现场情况挖除存在病害的底基层或路基。
1.2 整体热再生
根据对旧路面的踏勘,旧路面基层存在的病害还是比较少的,此种情况适合使用热再生技术。整体就地热再生是采用成套的就地热再生机械将原有路面加热,喷洒再生剂,摊铺再生混合料,而且需要同步将新沥青混合料摊铺在再生混合料上,两层一次碾压成型。此次就地热再生剂添加量暂定为原路面沥青含量的5%,添加新料采用AC-13改性沥青玄武岩,平均添加厚度为压实后1.5 cm。
2 施工流程
2.1 准备工作
就地热再生施工前,应安排人员和机械将旧路面清扫干净,防止由于再生混合料的污染而影响施工质量。对于裂缝灌封胶还有热熔型的标示标线必须提早进行清除,对于冷喷型的路面标示标线在就地热再生施工前可以不予清除。
2.2 加热作业
准备工作完成后,就地热再生机组方可进入车道开始施工,在进行就地热再生施工时,应该根据施工时的环境温度,配置预加热设备的数量,以便达到理想的加热效果。
2.3 再生剂喷洒
再生剂的用量应根据旧路面沥青材料的试验检测结果,根据沥青和再生剂的各项性能指标初步确定混合料的用量。施工前需要检查和标定喷洒,保证施工过程中喷洒均匀,用量准确。施工过程中随时注意路面变化,及时调整再生剂的用量。
2.4 原路面耙松
在对原有路面进行充分加热和均匀喷洒再生剂后,施工人员应根据旧路面的实际情况,匀速行驶过程中将旧路面均匀打散并耙松。施工过程中应按设计控制好施工宽度和深度,在保证不破碎集料改变旧路面沥青混合料级配的前提下,做到有效耙松路面。此阶段应每间隔200 m做一次再生深度的插尺法检查,保证深度变化不超过±0.5 cm。对于耙松的深度应该满足要求,若达不到设计要求,应该采取一系列措施对其进行调整。若耙松的深度过深,应该调低耙松的深度;若耙松的深度太浅,可以采用降低加热车的速度、调整耙松深度等方式。
2.5 再生作业
处理后的路面需要使用再生器械配备对旧路面疏松材料进行初步整平。特别需要注意的是对路面横向接缝的处理过程,需要由施工人员辅助再生设备完成沥青混合料的松铺厚度的调整,确保摊铺效果满足施工要求。
2.6 摊铺、碾压作业
现场施工时,松铺厚度是一个关键的控制指标。就地热再生沥青混凝土与普通沥青对于路面的摊铺工艺是一样的,但是对于就地热再生沥青混凝土,在施工的过程中,在再生层表面铺筑一层混合料,如此进行施工的原因就是充分发挥沥青混合料中集料的相互嵌挤作用,实现两个施工层的热粘结以提高路面的整体稳定性。
再生沥青混合料施工温度控制较严,在碾压前应该对路面表层进行清理,再分为初压、复压、终压3个阶段,在每个阶段,都应该控制好碾压的速度,确保碾压的效果满足要求。初压采用双钢轮振动压路机,压路机紧跟在摊铺机后面,保证在温度較高的情况下匀速静压1~2遍,碾压速度控制在2~3 km/h。碾压时应谨遵先底后高、先静后震、先慢后快、先两边后中间,使接缝平顺坚实,再向中间碾压。采用静压方式碾压和振动碾压方式进行碾压时,每次重叠轮宽均应小于20 cm。施工时,要控制碾压段落在40 m以内,不宜过长。
2.7 开放交通
施工结束后,路面温度下降到50 ℃后就可以开放交通了,但是要注意初期控制重车的通行。
3 热再生技术施工评价
以下是重庆某高速公路2013年路段维修的数据分析。
2013年年初,该路段出现了车辙、裂缝等病害,经过养护人员的调查和商议,决定采用厂拌热再生施工技术对其进行养护,通过此方式处理后,该路段至今未出现过以前的病害。其中,在该路段8.4 km的修补过程中,对路面的各项性能进行检测,并对路面损坏的状况做了相应评估。
其中,全幅加厚2 cm热再生、主车道不加厚热再生(A道)、主车道不加厚热再生(B道)在横向裂缝方面分别为12.6 m、3.5 m、20.5 m;在沉陷方面分别为1.1 m2、0.3 m2、0.5 m2;在泛油方面分别为1.6 m2、40.5 m2、310.3 m2。同时,全幅加厚2 cm热再生、主车道不加厚热再生(A道)、主车道不加厚热再生(B道)的路面综合破损率分别为0.023%、0.125%、0.801%;其路面状况指数PCI分别为95.80、93.21和87.45。
同时,根据就地热再生技术和厂拌热再生技术的施工不同,对路面进行检测。其中,对全幅加厚2 cm的路段和不加厚的路段分别采用相同的施工标准。其实验均为合格,检测结果如下:全幅加厚2 cm热再生的构造深度为0.65 mm、渗水系数为100 mL/min、路面平整度IRI为1.12 m/km、横向力系数SFC为65.5;主车道不加厚热再生的构造深度为0.65 mm、渗水系数为0 mL/min、路面平整IRI为2.75 m/km、横向力系数SFC为46.9,各项均合格。
检测结果表明,经过热再生修补后的公路,性能良好,在长时间地使用后,路面依然耐用,并未出现其他问题。
4 结语
综上所述,沥青混凝土路面热再生技术能够有效解决传统公路修补所留下的裂缝问题,具有较好的耐久性,能显著提高修补的速度,节约资源,降低环境污染,促进公路养护的健康发展。
参考文献
[1] 张文会.沥青路面厂拌热再生技术研究[D].西安:长安大学,2004.
[2] 邱健.再生沥青混合料组成设计与应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2007.
[3] 王修山.硫酸钙晶须高模量沥青混凝土的路用性能研究[J].重庆交通大学学报,2011(6):12-13.
关键词:沥青混凝土路面 热再生技术 评价
中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)11(c)-0063-02
随着废旧沥青路面材料在国内公路大中修工程中的利用越来越广泛,许多科研机构均开展了大量关于老化沥青性能恢复方面的研究,在提高热再生混合料综合路用性能方面也取得了长足发展。目前,老化沥青再生机理主要是基于化学热力学的相容性机理和调和机理,再生剂掺量根据再生剂将旧沥青的粘度或针入度调节到目标沥青的范围内确定,对于老化较严重的沥青可能导致再生剂掺量过小。沥青热再生技术是一种有效将旧沥青路面材料进行重新回收再利用的过程,能够降低对环境的污染,有利于促进公路养护行业的健康发展。
1 技术方案
1.1 预先处理
在采用该技术之前,对路面基层进行处理,主要是对问题严重区域如出现网裂等现象的区域进行处理。
处理方法为:对基层和面层进行翻挖,翻挖深度根据现场情况来确定,挖除存在病害的沥青面层和基层,根据要求重新恢复相应的路面结构层。如果开挖后底基层或路基也存在变形情况,则需根据现场情况挖除存在病害的底基层或路基。
1.2 整体热再生
根据对旧路面的踏勘,旧路面基层存在的病害还是比较少的,此种情况适合使用热再生技术。整体就地热再生是采用成套的就地热再生机械将原有路面加热,喷洒再生剂,摊铺再生混合料,而且需要同步将新沥青混合料摊铺在再生混合料上,两层一次碾压成型。此次就地热再生剂添加量暂定为原路面沥青含量的5%,添加新料采用AC-13改性沥青玄武岩,平均添加厚度为压实后1.5 cm。
2 施工流程
2.1 准备工作
就地热再生施工前,应安排人员和机械将旧路面清扫干净,防止由于再生混合料的污染而影响施工质量。对于裂缝灌封胶还有热熔型的标示标线必须提早进行清除,对于冷喷型的路面标示标线在就地热再生施工前可以不予清除。
2.2 加热作业
准备工作完成后,就地热再生机组方可进入车道开始施工,在进行就地热再生施工时,应该根据施工时的环境温度,配置预加热设备的数量,以便达到理想的加热效果。
2.3 再生剂喷洒
再生剂的用量应根据旧路面沥青材料的试验检测结果,根据沥青和再生剂的各项性能指标初步确定混合料的用量。施工前需要检查和标定喷洒,保证施工过程中喷洒均匀,用量准确。施工过程中随时注意路面变化,及时调整再生剂的用量。
2.4 原路面耙松
在对原有路面进行充分加热和均匀喷洒再生剂后,施工人员应根据旧路面的实际情况,匀速行驶过程中将旧路面均匀打散并耙松。施工过程中应按设计控制好施工宽度和深度,在保证不破碎集料改变旧路面沥青混合料级配的前提下,做到有效耙松路面。此阶段应每间隔200 m做一次再生深度的插尺法检查,保证深度变化不超过±0.5 cm。对于耙松的深度应该满足要求,若达不到设计要求,应该采取一系列措施对其进行调整。若耙松的深度过深,应该调低耙松的深度;若耙松的深度太浅,可以采用降低加热车的速度、调整耙松深度等方式。
2.5 再生作业
处理后的路面需要使用再生器械配备对旧路面疏松材料进行初步整平。特别需要注意的是对路面横向接缝的处理过程,需要由施工人员辅助再生设备完成沥青混合料的松铺厚度的调整,确保摊铺效果满足施工要求。
2.6 摊铺、碾压作业
现场施工时,松铺厚度是一个关键的控制指标。就地热再生沥青混凝土与普通沥青对于路面的摊铺工艺是一样的,但是对于就地热再生沥青混凝土,在施工的过程中,在再生层表面铺筑一层混合料,如此进行施工的原因就是充分发挥沥青混合料中集料的相互嵌挤作用,实现两个施工层的热粘结以提高路面的整体稳定性。
再生沥青混合料施工温度控制较严,在碾压前应该对路面表层进行清理,再分为初压、复压、终压3个阶段,在每个阶段,都应该控制好碾压的速度,确保碾压的效果满足要求。初压采用双钢轮振动压路机,压路机紧跟在摊铺机后面,保证在温度較高的情况下匀速静压1~2遍,碾压速度控制在2~3 km/h。碾压时应谨遵先底后高、先静后震、先慢后快、先两边后中间,使接缝平顺坚实,再向中间碾压。采用静压方式碾压和振动碾压方式进行碾压时,每次重叠轮宽均应小于20 cm。施工时,要控制碾压段落在40 m以内,不宜过长。
2.7 开放交通
施工结束后,路面温度下降到50 ℃后就可以开放交通了,但是要注意初期控制重车的通行。
3 热再生技术施工评价
以下是重庆某高速公路2013年路段维修的数据分析。
2013年年初,该路段出现了车辙、裂缝等病害,经过养护人员的调查和商议,决定采用厂拌热再生施工技术对其进行养护,通过此方式处理后,该路段至今未出现过以前的病害。其中,在该路段8.4 km的修补过程中,对路面的各项性能进行检测,并对路面损坏的状况做了相应评估。
其中,全幅加厚2 cm热再生、主车道不加厚热再生(A道)、主车道不加厚热再生(B道)在横向裂缝方面分别为12.6 m、3.5 m、20.5 m;在沉陷方面分别为1.1 m2、0.3 m2、0.5 m2;在泛油方面分别为1.6 m2、40.5 m2、310.3 m2。同时,全幅加厚2 cm热再生、主车道不加厚热再生(A道)、主车道不加厚热再生(B道)的路面综合破损率分别为0.023%、0.125%、0.801%;其路面状况指数PCI分别为95.80、93.21和87.45。
同时,根据就地热再生技术和厂拌热再生技术的施工不同,对路面进行检测。其中,对全幅加厚2 cm的路段和不加厚的路段分别采用相同的施工标准。其实验均为合格,检测结果如下:全幅加厚2 cm热再生的构造深度为0.65 mm、渗水系数为100 mL/min、路面平整度IRI为1.12 m/km、横向力系数SFC为65.5;主车道不加厚热再生的构造深度为0.65 mm、渗水系数为0 mL/min、路面平整IRI为2.75 m/km、横向力系数SFC为46.9,各项均合格。
检测结果表明,经过热再生修补后的公路,性能良好,在长时间地使用后,路面依然耐用,并未出现其他问题。
4 结语
综上所述,沥青混凝土路面热再生技术能够有效解决传统公路修补所留下的裂缝问题,具有较好的耐久性,能显著提高修补的速度,节约资源,降低环境污染,促进公路养护的健康发展。
参考文献
[1] 张文会.沥青路面厂拌热再生技术研究[D].西安:长安大学,2004.
[2] 邱健.再生沥青混合料组成设计与应用研究[D].武汉:武汉理工大学,2007.
[3] 王修山.硫酸钙晶须高模量沥青混凝土的路用性能研究[J].重庆交通大学学报,2011(6):12-13.