1、浅谈沥青路面就地热再生施工工艺要点摘 要:沥青路面就地热再生是一项新型综合养护工艺,它以整合利用原有资源环保性强、费用节省、施工后开放交通快等优势在公路养护领域受到越来越多的关注,并且已经成为当代公路建设养护中的重大科技之一。 关键词:道路工程;沥青路面;就地热再生 中图分类号:U418 文献标识码:A 0 前言 就地热再生技术也称为表层再生技术。该技术通过现场加热、翻耙、混拌、摊铺、碾压等工序,一次性实现就地旧沥青路面再生,具有无须运输废旧沥青混合料、工效高、对道路运营影响低等优点。就地热再生为一种预防性养护技术,仅适用于沥青路面表面层病害处治。当路面承载能力不足或中下面层、基层、土基等出现
2、严重病害时,不宜采用该技术。采用就地再生技术必须对原路面状况进行充分调查分析。当原路面沥青老化严重(针入度小于 20(0.1 mm) ) 、路段线形不适合大型机器作业的时候,不宜采用该技术。就地热再生深度以路面表面层厚度为依据,再生最大深度不宜超过 50 mm。原路面上有稀浆封层、碎石封层、微表处等,应对表面处治层进行铣刨,或进行针对性配合比设计验证。 1 工艺的特点 实现了旧路面材料的 100%就地再生利用,最小限度的使用新材料。如图 2.1-1 所示 不再需要运输废弃料及准备废弃料堆放场地,避免了占用土地,从而保护资源和环境。工序简单,工艺流程紧凑,其施工效率高于铣刨再重铺的施工方法。 就
3、地热再生施工时可以只对一个车道进行维修,维修时也只需要封闭一个车道,其余车道可以正常开放交通,最大限度地减少了路面维修施工给交通带来的干扰和影响,减少了其他道路的压力。 由于再生层与原路面下承层材料的结合是热粘结,两者挤嵌成为一个整体,避免了层间不良结合的问题。如果是在旧路面上,经喷洒粘层油后直接摊铺新沥青混凝土路面层或者将旧沥青混凝土路面冷铣刨后再加铺新沥青混凝土路面层,其层间结合为冷结合,势必存在弱界面,弱界面的剪切强度远不如就地热再生的热粘结方式。此外,采用就地热再生技术施工时,纵向接缝均为热粘结,避免了接缝处雨水下渗而与层间界面脱离产生的病害。 2 施工工艺流程及要点 2.1 沥青路面
4、就地热再生设计 是对沥青路面进行施工勘察,包括对沥青路面的变形(车辙、拥包、波浪、沉陷)病害调查;损坏(铺台、网裂、松散、过度磨损等)病害调查;路面抗滑性能调查;强度调查等;是根据实地勘察结果,对照高等级公路就地热再生标准,进行系统的分析和准确评价。 (1 )现场取样 分析路面结构和路面维修记录,根据路面情况是否相同或者接近将全施工路段划分为若干个子路段,每个子路段长度不宜大于 5 000 m,且不宜小于 500 m,或者每个子路段面积不宜大于 50 000 m2,且不宜小于 5 000 m2。 在每个子路段上的每个车道按照随机取样方式分别取样 1 处,根据需要取得足够试验的回收沥青路面材料。
5、 样品必须采用机械切割方法取得,样品取回后根据需要将要求深度范围内的混合料切割使用。 22 原材料评价 ( 1) 矿料级配测试。 取代表性样品进行抽提试验,回收抽提沥青,记录沥青用量,并对原路面矿料作筛分测试,以确定原路面材料级配。 ( 2) 旧沥青性能评价。对回收沥青作针入度、软化点以及延度测试,当回收沥青的 25 针入度低于 20( 0 1 mm) 时,不建议实施就地热再生方案,或是慎重实施。 23 级配设计 根据就沥青路面材料的矿料级配和拟定的设计级配范围,确定掺加新沥青混合料的矿料级配,当再生混合料配合比不能满足级配要求时,应综合考虑再生厚度、新沥青混合料的掺配比例、再生沥青性能、再生
6、混合料性能等调整级配。 24 确定再生剂用量 充分考虑再生路面的气候、交通特点、层位等因素,确定旧沥青再生的目标标号,目标标号一般要比原有沥青标号低 1 个等级; 根据旧沥青再生的目标标号,将再生剂按一定间 隔的等差数列比例掺入旧沥青中,测定再生沥青的三大指标,绘制变化曲线,用内插法初步确定再生剂用量,在满足再生沥青技术指标的前提下,宜少用再生剂。掺加的新沥青可参照当地常用的沥青标号,当掺加高标号新沥青时,可适当减少再生剂用量。 2 5 最佳沥青用量确定 ( 1) 马歇尔试验。 预估再生沥青混合料的沥青用量,以此为中值,以一定间隔确定 5 个新沥青用量,分别成型马歇尔试件; 测试马歇尔试件的毛
7、体积密度、吸水率、最大理论密度、空隙率、矿料 间隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度、流值。 ( 2) 新沥青用量确定。 按照现行公路沥青路面施工技术规范( JTJ F40) 的方法确定再生混合料的最佳沥青用量; 再生混合料的最佳沥青用量减去原有路面材料的沥青用量,同时减去再生剂折合 的沥青用量,便是需要添加的沥青用量; 需要添加的沥青用量与新沥青混合料的比值即为添加的新沥青混合料的沥青用量。 2 6 再生沥青混合料性能检验 ( 1) 在最佳沥青用量下对再生沥青混合料的性能进行测试,主要测试项目有: 马歇尔稳定度、流值、浸水马歇尔残留稳定度、空隙率、冻融劈裂强度比、车辙试验以及渗水系数。 ( 2)
8、当性能测试指标均满足相关规范要求时,方可进行试验路的铺筑检验,否则需要重新进行调整或设计。 3 就地热再生施工 3.1 施工准备 3.1.1 无法通过就地热再生修复的路面的预处理就地热再生前必须对无法通过就地热再生修复的路面病害进行预处理。 (1)破损松散类病害。如果破损松散类病害的深度已超过了就地热再生施工深度,再生前应予挖补。 (2)变形类病害。变形类病害严重时,热再生机可能翻松不到,根据再生设备的不同,变形深度 35 cm 时,再生前应考虑铣刨掉一部分。(3)裂缝类病害。分清裂缝类病害产生的原因,对影响热再生工程质量的裂缝类病害应予处置。 3.1.2 原路面特殊部位的预处理 (1)事先用
9、铣刨机沿行车方向将伸缩缝和井盖后端铣刨 35 m,前端铣刨 1 m 左右,深度 34 cm 左右,再生施工时用新沥青混合料铺筑。 (2)采用隔热板保护桥梁伸缩缝。 (3)路面热熔标线、文字以及突起路标应事先清除。 (4)对路面中央及两侧种植的绿化带,应用隔热防护板保护。 3.1.3 铺筑试验路段 就地热再生正式施工前必须铺筑试验路,从技术上、工程质量上、施工管理上、计划执行上、施工安全上等各个方面全方位检验所有准备工作情况。就地热再生试验路段的长度一般不小于 200 m。 3.2 再生 3.2.1 清扫路面和划导向线所有的工料机准备工作完成后,应清扫路面,以免杂物混入混合料内。在路面再生宽度以
10、外划导向线,也可将路面边缘线作为导向线,以保证再生边缘线顺直美观。 3.2.2 路面加热 (1)旧路面翻松前必须经充分加热。不得因加热温度过低造成铣刨、摊铺困难和集料破损,也不得因加热温度过高造成沥青过度老化。 (2)加热机数量应不少于两台,加热器温度应适宜,带有明火的加热器一般应距离路面 20 cm 左右(也可参照设备操作指南执行) 。 (3)再生列车的所有设备应尽可能紧靠,减少设备间空隙,避免热量散失过多。 (4)旧路面加热宽度一般比翻松宽度每侧宽 20 cm 左右,让接缝处的温度足够高,以保证纵缝的有效热接。 3.2.3 路面翻松 (1)翻松深度的控制。翻松深度要均匀,翻松深度变化时应缓
11、慢渐变,并相应调整再生剂用量。 (2)翻松面温度宜控制在 80100之间,不宜低于 70。 (3)随时检查翻松边缘的温度,如果温度偏低,应及时调整加热宽度,以保证纵向接缝碾压密实。 (4)翻松面应有较好的粗糙度。 3.2.4 再生剂喷洒 (1)再生剂喷洒装置应与再生机复拌机行走速度连动并自动控制,能准确地按设计剂量喷洒。 (2)再生剂一般应加热到不影响再生剂质量的最高温度,提高再生剂的流动性和与旧沥青的融和性。 (3)再生剂一般应喷入翻松装置内,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。 (4)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
12、量,确保再生质量。 3.2.5 拌和 (1)再生剂与旧沥青混合料的拌和一般经两次完成,第一次是翻松的同时,再生剂就喷入旧沥青混合料,完成第一次搅和;然后旧沥青混合料进入再生复拌机搅拌锅内,进行第二次强制拌和。 (2)复拌再生时,如果添加的新沥青混合料的油石比较常规偏小或相当时,新沥青全部随新沥青混合料一起掺加;当新沥青混合料的油石比较常规偏大时,可将偏大的部分混入再生剂掺加到旧沥青混合料内,新沥青混合料按减去偏大部分后的油石比进行拌制。 3.3 摊铺 (1)就地热再生利用复拌机的摊铺装置进行摊铺。复拌机应匀速行进,施工速度一般为 1.55 m/min,确保混合料摊铺要均匀,不应出现粗糙、拉毛、
13、裂纹、离析等现象。 (2)应尽可能增大熨平板振捣,提高混合料的初始密度,减少热量散失,为压实创造条件。 (3)再生混合料的摊铺温度控制在 120150,不得低于 110。 3.4 压实 (1)就地热再生混合料的碾压应使用大吨位的振动双钢轮压路机、轮胎压路机配套使用。 (2)碾压必须紧跟摊铺进行,碾压时应尽可能减少喷水或不喷水(轮胎压路机) ,以减少温度散失。 (3)对纵向接缝等难以压实的部位,可选用小型振动压路机配合碾压。 3.5 养生及开放交通 就地热再生后,再生路表温度低于 50后方可开放交通;高温季节,开放交通时路表温度不宜高于 45。 4 结束语 就地热再生在公路桥面施工中成功的应用,充分说明了热再生施工工艺在公路桥面维修施工中的可行性,进一步完善了就地热再生施工技术,为以后就地热再生施工积累宝贵的经验。