1、沥青路面再生技术在道路养护中的应用摘要:沥青路面再生利用技术优势众多,既有利于资源消耗的降低,又有利于生态环境的保护,因而,在道路养护中获得了广泛的应用。本文将针对沥青路面再生技术在道路养护中的应用展开探讨,旨在促进该类技术应用水平的进一步提高。 关键词:沥青路面再生技术;道路养护;应用 中图分类号:U416.217 文献标识码: A 文章编号: 沥青路面再生技术概述 所谓沥青路面再生技术指的是通过专用设备回收沥青路面材料,然后按照设计比例掺加新集料、新沥青以及再生剂等,最终形成新路面结构层的技术。在沥青路面中,沥青再生可被认为是沥青老化的一个逆过程。通常做法是掺入再生剂,当掺入规定比例的再生
2、剂后,将会有效降低沥青质的相对含量,同时明显提高软沥青质对沥青质的溶解能力,不仅能够改善沥青的相容性,还能够提高沥青的针入度及延度,最终帮助沥青达到要求的性能。 国外最早从 1915 年就已经开始研究沥青路面的再生利用了。但真正成规模的应用始于上个世纪 60、70 年代。到上世纪 80 年代末美国再生沥青混合料的用量几乎成为全部路用沥青混合料的一半。国内从 20 世纪 80 年代开始利用旧沥青混合料修路,但仅用于轻交通路面,台湾在 1998 年开始使用旧沥青混凝土修筑道路,进入本世纪交通部组织开展了沥青路面再生技术的研究、推广和应用,现在已经颁布了具体的规范和技术指南。就现在我国 44.11
3、万公路的沥青公路分析,按照沥青的设计寿命,每 10 年左右翻修一次,以路面平均宽度 10m、翻修厚度 5cm 计算,44.11 万公里的沥青路面维修如果采用挖除处理,则平均每年将产生接近 5100 万吨的旧混合料,如能加以利用,每年可节省材料费约 102 亿人民币。否则这些为数巨大的沥青混凝土层翻挖后只能白白的废弃掉,不仅浪费了资源,也会对环境造成严重的污染。可见,沥青路面再生应用技术在节约资源和资金,避免环境污染,实现循环经济发展模式和可持续发展中前景广阔1。 2.沥青路面再生技术的分类及应用 目前,在沥青路面再生技术中,下列四种方法的应用最为广泛:1)厂拌热再生;2)厂拌冷再生;3)现场热
4、再生;4)现场冷再生。 2.1 厂拌热再生 厂拌热再生技术:使用普通铣刨机对旧沥青路面进行铣刨,将铣刨下来的沥青路面材料运至搅拌厂并做集中破碎及筛分处理,同时分析其中各项指标,包括沥青含量、沥青老化程度以及集料级配等,按照质量要求,设计新的配合比,即确定旧沥青混合料、新集料、沥青以及再生剂的各自比例,最后充分拌和,得到符合设计要求的新混合料2。 厂拌热再生技术对机械设备要求不高,以铣刨机为主,以普通运输、拌和及摊铺工具为辅,所以,设备费用较低。再加上质量可靠,故获得了广泛的应用。 当道路出现轻微病害,如裂缝、磨损以及车辙等,可通过该技术展开中修维护。值的注意的是,在处理基层损坏部位的过程中,需
5、做好与旧路铣刨面的结合工作。 当道路出现严重病害,如坑槽、龟裂以及翻浆等,可通过该技术先做沥青面层的铣刨处理,然后对基层或者路基展开再生处理。对沥青面层进行重铺时,施工工艺和新路施工相同,先根据面层(下/中/上)的各自技术要求确定配合比,并确定旧沥青回收料的掺比。 2.2 厂拌冷再生 厂拌冷再生技术:和厂拌热再生技术类似,区别在于该技术在常温下拌和即可,当混合料的各项指标均满足要求时,按照常温沥青混凝土的施工工艺进行重新铺筑。 该技术的优点表现在以下几个方面:1)不用对废旧材料进行加热烘干,所以,节省了一定的能源及成本;2)具有良好的环保特性;3)具有较强的适用性,不管是新骨料,还是旧混合料都
6、能够用于冷再生工艺3。 该技术在道路养护工程中获得了广泛的应用,尤其适用于那些路面标高不允许调整且需要大修的道路。值的注意的是,应用该技术的铣刨环节,将会对原路面的骨料及级配造成一定程度的破坏,所以,应重点做好冷再生料的级配设计工作。 2.3 就地热再生 就地热再生技术:在就地热再生机组帮助下,对旧路面进行就地加热,然后耙松、收集旧料,接着将旧料、新集料、沥青以及再生剂等按照一定的比例混合,并进行机内热搅拌,最后通过摊铺、熨平以及辗压等一系列施工,便可形成新的沥青路面。该技术具有两大特点,一是连续性,二是现场作业。 就地热再生技术,不仅经济、高效,而且快速、环保,还具有节约的特点,因而,具有良
7、好的经济效益与社会效益。当沥青路面表层出现浅微病害(如裂缝、磨损以及车辙等) ,还未损伤到基层时,可采用该技术予以处理。 该技术具有预防性的特点,在应用的过程中,给原路面的技术状况提出了一定的要求:1)路面整体强度达到设计标准;2)25条件下,旧路沥青的针入度应在 2mm 以上;3)病害深度不可超过 5cm。采用该技术的过程中,需要对多种控制因素进行通盘考虑,如各组成材料的充分融合问题,旧路面的相关信息,以及环境温度等。除此之外,该技术由于需要用到先进的地热再生机组,因而,在设备费用支出方面较大,这是部分养护部门所无法承担的。这一点对该技术的推广及应用形成了一定的限制4。 2.4 就地冷再生
8、就地冷再生技术:在大功率路面铣刨拌和机的帮助下,对沥青路面进行就地铣刨、翻松,然后掺加一定比例的稳定粘结剂并进行就地拌和,直至均匀,最后碾压成型。 该技术中所用到的粘结剂,可以是乳化沥青,或者泡沫沥青,又或者水泥。该技术对设备要求不高,所以,生产成本较低。该技术的再生路面在质量方面存在不足,且对基层性能有着较高的要求,所以,应用范围比较窄,常见于二、三级公路的中修养护。 3.工程案例 3.1 概况 某二级公路沥青路面改建项目, 累计轴载作用次数为 5.77106 次,路面设计弯沉值为 32.0(0.01mm) , 原有路面结构为: 6cmAC-16 中粒式沥青混凝土+8cmAC-30 粗粒式沥
9、青混凝土, 水泥稳定碎石基层 20cm, 底基层采用级配碎石, 厚度为 15cm。 原有表面层沥青混合料的集料在大交通量和重载车辆 10 余年的长期磨耗作用下, 目前已明显降低了抗滑性能, 应立即进行罩面处理, 以提高路面的行驶安全性能5。 3.2 旧沥青路面再生施工方法 首先科学设计再生沥青混合料的配合比,然后合理选择再生沥青标号,考虑到当地气候较为寒冷,所以,选择 AH90。应用试算法得到掺配比例,进而确定新集料的具体级配。在确定最佳沥青用量的过程中,应遵循以下原则:使混合料实现最好的路用性能。一般通过马歇尔试验法进行沥青用量的确定,最佳沥青用量为 4.25.6kgm-3。最终得到的再生沥
10、青各项技术指标见表 16,可以看出再生沥青的在针入度及延度方面均获得了很大程度的改善,另外,在软化点及脆点方面几乎和原始沥青的技术性能相同。再生沥青混合料配合比设计流程如图 1 所示。 表 1 原始沥青、老化沥青和再生沥青的技术性能对比 图 1 再生沥青混合料配合比设计流程 3.3 存在问题及解决对策 沥青路面再生技术在应用过程中,还存在以下几个亟待解决的问题:1)旧沥青路面在沥青含量、老化程度和集料级配等方面存在较大的变异性,将会对再生沥青混合料的质量控制问题造成直接而严重的影响,所以,应建立健全旧沥青技术指标体系,同时制定科学的质量控制程序,并将它们落到实处;2)再生沥青混合料在拌和过程中
11、具有较高的温度,很容易对旧沥青造成烧伤,所以,在再生沥青应用过程中,应做好两点,一是保证拌和温度,二是保证新旧沥青充分混合。为达到上述要求,研发相适应的机械设备是重点;3)配合比、抗裂性以及耐久性是再生沥青混合料最为关键的三大技术性能指标,决定了旧沥青路面再生施工的成败与否,然而,目前对此缺乏简单有效的检测方法,所以,研究简单、实用、快捷的检测方法已经成了当务之急7。 4.结语 沥青路面再生技术不仅在当前获得了广泛的应用,而且具有良好的发展前景。不同的沥青路面再生技术具有不同的适用范围,所以,应该结合工程的具体情况,进行合理选择,以实现节约资源和降低成本的目的,从而保证道路建设的健康发展。 参
12、考文献: 1 赵以光,陈安青 . 沥青路面再生技术初探 J. 科技致富向导. 2010(15). 2 毛学功,郝培文. 沥青路面再生技术及存在问题J. 建筑机械化. 2010(05). 3 王敏. 浅谈沥青路面再生技术J. 经营管理者. 2010(09). 4 黄宽. 冷再生技术在沥青路面维修中的应用J. 交通标准化. 2010(21). 5 邓燕江,刘媛媛. 沥青路面冷再生施工技术及质量控制J. 科技致富向导. 2011(24). 6 戴合理. 就地热再生工艺处治沥青混凝土路面车辙的适用性探讨J. 公路. 2010(06). 7 车法,蒋双全,李洪印. 现场热再生沥青混合料性能试验研究及评价J. 武汉理工大学学报. 2010(32).