论文部分内容阅读
摘要:沥青路面现场热再生在我国是一种新型的道路养护技术,本文对其技术原理、技术优势、适用范围及施工工艺等关键技术进行研究,以有效地指导沥青路面现场热再生技术的应用,促进该技术的进一步推广。
关键词:沥青路面;现场热再生;施工
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:
Abstract: The asphalt pavement field hot regeneration in the country is a new type of road maintenance technology, this paper will focus on the technical principle, technical advantages, scope and construction technique on the key techniques such as research, in order to effectively direct the asphalt pavement field hot regeneration technology application, and promote the further expansion of the technology.
Key Words: the asphalt pavement; the hot regeneration; construction
在我国已经建成的高等级公路中,沥青路面结构约占总量的80%~90%。虽然高等级沥青路面的设计寿命为15年,但从实际情形看,多数沥青路面在运营后的2~3年,长的8~10年就需要进行大面积的维修和改造。当前,随着交通运输负荷的增加,20世纪80年代后期修建的大批路面已出现车辙、变形、磨损、裂纹等病害,维修改造迫在眉睫。若采用传统的方法将大量翻挖、铣刨的沥青混合料废弃,既污染环境,且对于我们优质沥青较为匮乏的国家来说是一种资源的极大浪费。而沥青路面的再生技术作为一种近20年来迅速发展起来的新技术,目前已成為国际上道路维修改造的主要方法之一,其中,在美国的道路建设中,有50%采用沥青混凝土再生料,直接建设成本平均下降20%以上,对能源和环保等产生的间接效益很大。近年来,我国也逐步引进沥青路面现场热再生技术和有关设备,下面,笔者几何工作实践,就沥青路面现场热再生技术相关问题进行探讨,以促进该技术的进一步推广应用。
1现场热再生技术原理及技术优势
所谓“热再生技术”,即由特殊结构的加热墙提供强大的热量,在短时间内将沥青路面加热至施工温度,通过旧料再生等一些工艺措施,使病害路面达到或接近原路面技术指标的一种技术。沥青混凝土现场热再生技术是专门用来修复沥青道路表面病害的,其基本工作原理如下:先用专用的加热板(提供100%高强度辐射热)加热待修补的区域,经3min~5min之后,路面被软化;再将加热软化的路面耙松,喷撒乳化沥青,使旧沥青混合料现场热再生;最后加入新的沥青料,搅拌摊平,然后压实完成。
沥青路面现场热再生技术的优越性表现为:1)有利于沥青路面层间连接。沥青混凝土路面如果层间不连接或连接不好,层间剪应力显著增大,极易造成沥青混凝土面层的剪切破坏。沥青混凝土路面的破坏往往是由于层间出现了剪切应力而产生的。采用沥青混凝土路面现场热再生技术,由于再生层与老路面的连接是热连接,几乎为一体,杜绝了层间连接不良的问题;2)有利于沥青混凝土路面深层裂纹的愈合。沥青混凝土路面现场热再生施工时,在路表以下5cm处的温度约有100℃,经路面机械碾压后,再生路面以下原有的细小裂纹可以愈合,从而确保路面的使用寿命得以延长;3)没有接缝漏水的问题。传统的冷铣刨方式,如果是全路面铣刨后全宽摊铺新沥青混凝土路面,不存在接缝问题;如果只是铣刨摊铺一个车道,就存在接缝问题。由于冷铣刨时,接缝处原路面粒料往往会被铣松,新旧路面如果结合不好,极容易漏水,使路面再接缝处过早破坏。采用现场热再生技术时,纵向接缝是热接缝,彻底杜绝了接缝漏水而产生的病害。
2现场热再生技术适用范围
2.1由于自然及行车因素的作用,沥青混凝土面层沥青材料的物理和化学性质发生变化,沥青变硬变脆与集料粘结性能变差,致使路面贫油进而产生裂缝、龟裂、松散等破坏,严重影响路面的使用性能,需要进行热再生。
2.2 对于沥青混凝土中下面层和基层病害处理面积超过5%的路面,由于路面大量病害,而病害及四周因为冻融产生裂缝,导致处理完病害的路面极易造成水损害,形成新的病害。并且过多病害处理,严重影响路面平整度,无法满足路面性能。通过热再生形成新的路面,提高路用性能,延长使用寿命。沥青混凝土路面基本都适合热再生,对于中下面层、基层破损可处理后进行热再生。
3 现场热再生技术施工工艺
3.1调查分析原路面状况
3.1.1 调查路面基本情况:路面的平整度、原有路面材料调查、路面面层厚度的均匀性、基层情况、道路养护及交通量等。
3.1.2 采集及整理数据。主要有:路面车辙的测量、原路面的平整度、原路面的养护情况、原路面的相关技术数据(包括原混合料的级配、旧沥青品质、油石比、理论密度)等。
3.2 制定技术方案
再生混合料的配合比设计包括:热再生方案、添加的新沥青混合料的配合比及添加数量、再生剂的配方及添加比例等。一般采用马歇尔方法进行设抗裂性能与高温稳定性指标。
3.3 施工前的准备
施工前的准备是质量、安全、管理的重点与难点,具体如下:1)施工、操作、管理、交管等人员必须提前到位,明确分工;2)配备齐全施工机械及人员的安全标识;3)对于各种警告、警示、限速等标志标牌须提前到位,其他施工前准备工作也必须提前完成。
3.4施工注意事项
3.4.1做好交通管制工作。施工中要做好如下工作:1)要求有专门的交管人员负责交通管制、夜间值班及前场安全工作;2)必须遵循规范要求,施工时在打算作业路段提前设置各类标志标牌及锥形标;3)要求交管人员在保护区内不间断巡查,发现问题及时解决,如标志移位、损坏等需及时修复;4)对于社会车辆,不许严格禁止其进入施工保护区,并认真做好路政、交警、施工三方的协调工作,各司其责;5)作业结束路面冷却后及时拆除设置的标志标牌,同时需注意方向应与车流方向相反;6)设备及施工车辆要有醒目的标志,所有施工人员需在保护区内作业,并穿反光服以防止交通事故的发生;7)夜间作业机械应顺序停放在紧急停靠带上,并加密设置交通标志,且需设有照明设备及标志灯车等,防止过往车辆与设备碰撞导致事故;8)交管人员必须及时提醒并制止交管区内出现的违规行为;9)若在施工作业区有堵车现象发生,交管人员应依据具体情况及时疏导车辆通行。
3.4.2 起点终点预处理。由于再生铣刨鼓为品字形设置,需要对再生施工段落起点及终点进行预处理,以保证接缝顺直为直线。控制宽度等于再生宽度,控制深度等于面层厚度,长度为2m,采用人工切缝、凿除处理。
3.4.3 加热机预热。具体如下:1)与再生宽度相比,加热宽度应比其两侧各多5cm;2)起点处加热应确保温度达到施工要求,1#加热机加热方式为往复多次及低功率、长时间加热;3)终点处加热同起点处,2#加热机采用加热方式同1#加热机;4) 根据施工时的气温、风力等,两台加热机间隔控制在10~20m之间,2#机与主机的间隔在1O~15m之间;5)两台加热机应保持与主机之间的联络,根据主机的行进速度控制速度及间隔;6) 根据主机反馈的信息在加热过程中及时调整加热功率。
3.4.4 再生铣刨。深度及宽度依照设计要求,按方案要求添加沥青混合料或再生剂。要确保铣刨无夹层,纵向接缝顺直。铣刨找平采用拖杠两侧纵坡仪控制。
3.4.5拌和。要确保添加新料数量的准确性,同时严格控制拌和速度,确保新旧混和料拌和均匀。
3.4.6摊铺。具体如下:1)松铺系数取1.18~1.20,以原路面为基准面;2)摊铺找平采用两侧纵坡仪控制,行进速度3~4m/min;3))在摊铺过程中为确保新老路面平顺连接,必须加强接缝处的控制;4)接缝时,清理遗留在路面的集料,并用竹扫帚将接缝处大料撬除,用细料填充。
3.4.7接缝处理。要做好公路维修工程,一方面要确保维修路段的内在质量,另一方面要重视新老路面结合的平顺,以确保车辆行经此处时无颠簸、跳车感。因此,纵、横缝必须做到密实、平整、粘结良好、无高差、无离析。
3.4.8 碾压。碾压设备为双钢轮压路机及胶轮压路机各一台。面层碾压时,双钢轮压路机初压2遍(第l遍稳压,第2遍高频低振、前进不振后退振),复压5遍,终压2遍。需注意如下问题:1)压路机应按规定路线行走,不准在接缝处出现啃边;2)碾压速度应慢而均匀,初压2.5km/h左右,复压4km/h左右,终压4~5km/h左右,重叠为轮宽的I/2;3)初压应紧跟摊铺进行,但不得出现推移、发裂等现象。4)应先碾压横缝再压纵缝,逐次向中心推移;5) 及时用细料填补复压接缝出现局部蜂窝、离析处;6)胶轮碾压时,为预防粘轮,应用沾有柴油、水混和液、洗涤剂的拖把涂抹轮胎;7)碾压过程中,为预防出现粘轮现象,特别是上面层碾压时,必须有专人照看。
3.4.9开放交通。在碾压完毕后,完全自然冷却后,表面温度降低至50℃以下时方可开放交通。需要提早开放交通时,可洒水降低温度。标志拆除前,必须将作业区内的所有废料清除干净,不得将废料和垃圾丢弃到边坡、边沟和中间分隔带。拆除标志时,应逆车流方向进行并注意人身安全。
参考文献:
【1】孙才荫.沥青路面现场热再生关键技术研究【J】.交通标准化,2010(4):122-125.
【2】蒋双全,杨博,董刚.旧沥青路面现场热再生技术的应用现状【J】.西部交通科技,2009(2):63-66,94.
【3】马培新.沥青路面现场热再生技术及施工【J】.青海交通科技,2008(5):44-45.
关键词:沥青路面;现场热再生;施工
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:
Abstract: The asphalt pavement field hot regeneration in the country is a new type of road maintenance technology, this paper will focus on the technical principle, technical advantages, scope and construction technique on the key techniques such as research, in order to effectively direct the asphalt pavement field hot regeneration technology application, and promote the further expansion of the technology.
Key Words: the asphalt pavement; the hot regeneration; construction
在我国已经建成的高等级公路中,沥青路面结构约占总量的80%~90%。虽然高等级沥青路面的设计寿命为15年,但从实际情形看,多数沥青路面在运营后的2~3年,长的8~10年就需要进行大面积的维修和改造。当前,随着交通运输负荷的增加,20世纪80年代后期修建的大批路面已出现车辙、变形、磨损、裂纹等病害,维修改造迫在眉睫。若采用传统的方法将大量翻挖、铣刨的沥青混合料废弃,既污染环境,且对于我们优质沥青较为匮乏的国家来说是一种资源的极大浪费。而沥青路面的再生技术作为一种近20年来迅速发展起来的新技术,目前已成為国际上道路维修改造的主要方法之一,其中,在美国的道路建设中,有50%采用沥青混凝土再生料,直接建设成本平均下降20%以上,对能源和环保等产生的间接效益很大。近年来,我国也逐步引进沥青路面现场热再生技术和有关设备,下面,笔者几何工作实践,就沥青路面现场热再生技术相关问题进行探讨,以促进该技术的进一步推广应用。
1现场热再生技术原理及技术优势
所谓“热再生技术”,即由特殊结构的加热墙提供强大的热量,在短时间内将沥青路面加热至施工温度,通过旧料再生等一些工艺措施,使病害路面达到或接近原路面技术指标的一种技术。沥青混凝土现场热再生技术是专门用来修复沥青道路表面病害的,其基本工作原理如下:先用专用的加热板(提供100%高强度辐射热)加热待修补的区域,经3min~5min之后,路面被软化;再将加热软化的路面耙松,喷撒乳化沥青,使旧沥青混合料现场热再生;最后加入新的沥青料,搅拌摊平,然后压实完成。
沥青路面现场热再生技术的优越性表现为:1)有利于沥青路面层间连接。沥青混凝土路面如果层间不连接或连接不好,层间剪应力显著增大,极易造成沥青混凝土面层的剪切破坏。沥青混凝土路面的破坏往往是由于层间出现了剪切应力而产生的。采用沥青混凝土路面现场热再生技术,由于再生层与老路面的连接是热连接,几乎为一体,杜绝了层间连接不良的问题;2)有利于沥青混凝土路面深层裂纹的愈合。沥青混凝土路面现场热再生施工时,在路表以下5cm处的温度约有100℃,经路面机械碾压后,再生路面以下原有的细小裂纹可以愈合,从而确保路面的使用寿命得以延长;3)没有接缝漏水的问题。传统的冷铣刨方式,如果是全路面铣刨后全宽摊铺新沥青混凝土路面,不存在接缝问题;如果只是铣刨摊铺一个车道,就存在接缝问题。由于冷铣刨时,接缝处原路面粒料往往会被铣松,新旧路面如果结合不好,极容易漏水,使路面再接缝处过早破坏。采用现场热再生技术时,纵向接缝是热接缝,彻底杜绝了接缝漏水而产生的病害。
2现场热再生技术适用范围
2.1由于自然及行车因素的作用,沥青混凝土面层沥青材料的物理和化学性质发生变化,沥青变硬变脆与集料粘结性能变差,致使路面贫油进而产生裂缝、龟裂、松散等破坏,严重影响路面的使用性能,需要进行热再生。
2.2 对于沥青混凝土中下面层和基层病害处理面积超过5%的路面,由于路面大量病害,而病害及四周因为冻融产生裂缝,导致处理完病害的路面极易造成水损害,形成新的病害。并且过多病害处理,严重影响路面平整度,无法满足路面性能。通过热再生形成新的路面,提高路用性能,延长使用寿命。沥青混凝土路面基本都适合热再生,对于中下面层、基层破损可处理后进行热再生。
3 现场热再生技术施工工艺
3.1调查分析原路面状况
3.1.1 调查路面基本情况:路面的平整度、原有路面材料调查、路面面层厚度的均匀性、基层情况、道路养护及交通量等。
3.1.2 采集及整理数据。主要有:路面车辙的测量、原路面的平整度、原路面的养护情况、原路面的相关技术数据(包括原混合料的级配、旧沥青品质、油石比、理论密度)等。
3.2 制定技术方案
再生混合料的配合比设计包括:热再生方案、添加的新沥青混合料的配合比及添加数量、再生剂的配方及添加比例等。一般采用马歇尔方法进行设抗裂性能与高温稳定性指标。
3.3 施工前的准备
施工前的准备是质量、安全、管理的重点与难点,具体如下:1)施工、操作、管理、交管等人员必须提前到位,明确分工;2)配备齐全施工机械及人员的安全标识;3)对于各种警告、警示、限速等标志标牌须提前到位,其他施工前准备工作也必须提前完成。
3.4施工注意事项
3.4.1做好交通管制工作。施工中要做好如下工作:1)要求有专门的交管人员负责交通管制、夜间值班及前场安全工作;2)必须遵循规范要求,施工时在打算作业路段提前设置各类标志标牌及锥形标;3)要求交管人员在保护区内不间断巡查,发现问题及时解决,如标志移位、损坏等需及时修复;4)对于社会车辆,不许严格禁止其进入施工保护区,并认真做好路政、交警、施工三方的协调工作,各司其责;5)作业结束路面冷却后及时拆除设置的标志标牌,同时需注意方向应与车流方向相反;6)设备及施工车辆要有醒目的标志,所有施工人员需在保护区内作业,并穿反光服以防止交通事故的发生;7)夜间作业机械应顺序停放在紧急停靠带上,并加密设置交通标志,且需设有照明设备及标志灯车等,防止过往车辆与设备碰撞导致事故;8)交管人员必须及时提醒并制止交管区内出现的违规行为;9)若在施工作业区有堵车现象发生,交管人员应依据具体情况及时疏导车辆通行。
3.4.2 起点终点预处理。由于再生铣刨鼓为品字形设置,需要对再生施工段落起点及终点进行预处理,以保证接缝顺直为直线。控制宽度等于再生宽度,控制深度等于面层厚度,长度为2m,采用人工切缝、凿除处理。
3.4.3 加热机预热。具体如下:1)与再生宽度相比,加热宽度应比其两侧各多5cm;2)起点处加热应确保温度达到施工要求,1#加热机加热方式为往复多次及低功率、长时间加热;3)终点处加热同起点处,2#加热机采用加热方式同1#加热机;4) 根据施工时的气温、风力等,两台加热机间隔控制在10~20m之间,2#机与主机的间隔在1O~15m之间;5)两台加热机应保持与主机之间的联络,根据主机的行进速度控制速度及间隔;6) 根据主机反馈的信息在加热过程中及时调整加热功率。
3.4.4 再生铣刨。深度及宽度依照设计要求,按方案要求添加沥青混合料或再生剂。要确保铣刨无夹层,纵向接缝顺直。铣刨找平采用拖杠两侧纵坡仪控制。
3.4.5拌和。要确保添加新料数量的准确性,同时严格控制拌和速度,确保新旧混和料拌和均匀。
3.4.6摊铺。具体如下:1)松铺系数取1.18~1.20,以原路面为基准面;2)摊铺找平采用两侧纵坡仪控制,行进速度3~4m/min;3))在摊铺过程中为确保新老路面平顺连接,必须加强接缝处的控制;4)接缝时,清理遗留在路面的集料,并用竹扫帚将接缝处大料撬除,用细料填充。
3.4.7接缝处理。要做好公路维修工程,一方面要确保维修路段的内在质量,另一方面要重视新老路面结合的平顺,以确保车辆行经此处时无颠簸、跳车感。因此,纵、横缝必须做到密实、平整、粘结良好、无高差、无离析。
3.4.8 碾压。碾压设备为双钢轮压路机及胶轮压路机各一台。面层碾压时,双钢轮压路机初压2遍(第l遍稳压,第2遍高频低振、前进不振后退振),复压5遍,终压2遍。需注意如下问题:1)压路机应按规定路线行走,不准在接缝处出现啃边;2)碾压速度应慢而均匀,初压2.5km/h左右,复压4km/h左右,终压4~5km/h左右,重叠为轮宽的I/2;3)初压应紧跟摊铺进行,但不得出现推移、发裂等现象。4)应先碾压横缝再压纵缝,逐次向中心推移;5) 及时用细料填补复压接缝出现局部蜂窝、离析处;6)胶轮碾压时,为预防粘轮,应用沾有柴油、水混和液、洗涤剂的拖把涂抹轮胎;7)碾压过程中,为预防出现粘轮现象,特别是上面层碾压时,必须有专人照看。
3.4.9开放交通。在碾压完毕后,完全自然冷却后,表面温度降低至50℃以下时方可开放交通。需要提早开放交通时,可洒水降低温度。标志拆除前,必须将作业区内的所有废料清除干净,不得将废料和垃圾丢弃到边坡、边沟和中间分隔带。拆除标志时,应逆车流方向进行并注意人身安全。
参考文献:
【1】孙才荫.沥青路面现场热再生关键技术研究【J】.交通标准化,2010(4):122-125.
【2】蒋双全,杨博,董刚.旧沥青路面现场热再生技术的应用现状【J】.西部交通科技,2009(2):63-66,94.
【3】马培新.沥青路面现场热再生技术及施工【J】.青海交通科技,2008(5):44-45.