长安大学沥青路面再生技术的种类特点及特点

作者单位:(1.山东安阳市道路管理局,山西安阳;2.长安学院道路大学,浙江杭州)
[摘要]介绍了沥青桥面再生技术的种类特征,注重对比了全厚式再生与通常就地冷再生的不同,对沥青桥面再生技术存在的问题进行了具体阐明。
1沥青桥面的再生 #
沥青桥面再生技术通常可分为5种类型:就地冷再生、就地热再生、厂拌冷再生、厂拌热再生和全厚式再生。
1.1现场热再生技术 #
现场热再生技术统称为表层再生技术。该技术通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青混凝土桥面就地再生。具有无需运输废旧沥青混和料、工效高、对道路营运影响程度低等优点。
现场再生机组主要包括加热系统、路面翻耙系统、再生搅拌系统、摊铺系统和压实系统等,现场热再生技术可处理桥面最大深度为5cm~6cm。近些年来也有些厂商将摊铺和压实系统分离下来单独使用。在20世纪90年代前期,该技术曾被觉得是公路工业的一次革命;但之后的实践证明2024沥青路面再生技术,现场热再生技术也存在众多局限性,不太适合于高速道路桥面再生。局限性主要表现在:①处理长度小,仅适宜处理车辙、泛油、麻面和磨光等表面缺陷,对须要进行结构性再生(中、下层因而基 #
层破损的情况)的桥面整修无能为力;②由于不加入或加入极少新集料,未能有效调整配合比,对表面层集料骨料不满足的桥面不适用;③由于不加入或加入极少新沥青,必须借助专门的再生剂恢复沥青的性能,无法保障桥面的耐久性;④无法处理采用改性沥青铺筑的表面层;⑤对桥面层厚不均匀或质量状况变化大的桥面无法保证质量要求。 #
1.2厂拌热再生技术
厂拌热再生技术先将旧沥青混凝土桥面凿毛后运回鞋厂,通过破碎、筛分(必要时),并按照旧料中沥青浓度、沥青老化程度、碎石骨料等指标掺入一定量的新集料、沥青和再生剂(必要时)进行拌合,使混和料达标,根据与新建沥青混凝土桥面完全相同的方式重新铺筑。美国多年的实践证明,厂拌再生沥青混和料桥面才能达到并保持所要求的各项路用性能指标,但是具有更好的抗车辙性能。这些再生方法属于结构性再生,能有效地用于各类条件下旧沥青混凝土桥面的再生
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借助。 #
1.3现场冷再生技术
现场冷再生技术主要有两种方法。一种是借助专用再生机械在现场凿毛、破碎、加入新料(包括乳化,泡沫沥青或其他再生剂、稳定剂,必要时还要加入集料)、拌和、摊铺和预压,再由压路机进一步压实。这些再生桥面主要用于低等级道路桥面和高等级道路桥面基层。
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就地冷再生的优点:①工序简单,因为原有旧桥面的材料全部被就地借助,省略了挖掘、外运、厂内加工及填土等一系列工作,致使施工工序简化;②可以不中断交通,施工设施对交通干扰反应不敏感,通常可以半幅通车,半幅施工;③不受损坝体,传统的机械施工路堤将承受频繁的高应力荷载,将造成“局部破坏”,常常须要采用填土处理;④提高公路等级,因为该方式加强了基础的承载能力,从根本上保证了公路等级的提升,这一优点对于低等级公路的改建尤为重要;⑤成本较低,与传统的施工方式相比,因为旧的公路材料得以全部借助,随着再生层宽度的不同,大致可以减少成本20%~46%,长度越深,减少成本越多;⑥生产效率高,就地冷再生是在自然条件下进行的,只需对严重坑槽的路段进行预处理。每晚可以再生桥面5000m2以上;⑦保护环境和资源,由于旧料得以全部就地借助,降低了新材料的开采,节省了资源,施工过程没有烟尘和废水的污染,保护了环境。
1.4厂拌冷再生技术 #
厂拌冷再生混和料主要用作基层或底基层。先将旧沥青混凝土桥面材料运回稳定土搅拌厂,经过破碎作为稳定土级配,加入水泥或石灰、粉炉渣、乳化沥青或泡沫沥青等一种或多种稳定剂和新料(必要时)进行搅拌,之后铺筑于基层或底基层。可以有效解决旧料废弃和环境污染等问题,在美国被普遍采用,实践证明具有挺好的应用价值。厂拌冷再生特征:①处理深度深,最大达到30cm;②适应性好,适用于柔性基层和半刚性基层桥面;③节约资源、保护生态环境;④施工中对环境污染小;⑤开放交通早。 #
1.5全厚式再生技术
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全厚式再生技术是一种将沥青桥面面层和预先确定的一定长度的基层材料,甚至包括坝体土材料凿毛、破碎、(添加外加剂)拌和稳定后使之重新用作基层的技术。具体工艺见图1。
图1全厚式再生工艺 #
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全厚式再生与通常就地冷再生不同点为:①厚度包括了基层,甚至底基层或以下的材料;②施工的设备和稳定材料有所不同。全厚式再生设备的转盘和切头一般完全贯串沥青桥面面层并深人到基层材料或以下部份,深度可达30cm以上。破碎回收的旧料可由一种或多种外加剂稳定成为均匀的,材料性能改善的新基层材料。
全厚式再生技术初期多用于低等级公路,主要包括一些沙子路、土路、经过表面处置以及石屑封层的桥面。这种公路一般较窄,并没有考虑未来交通量和载荷的降低。当采用全厚式再生处理时,扩宽工作也可以同时进行。后来,随着大功率公路再生机械设备的开发与不断改进,设计体系的建立以及复合型外加剂(稳定剂)的使用,越来越多的城市公路和高等级道路采用全厚式再生处理。如今,全厚式再生技术作为一种更为灵活的、更能延长桥面使用寿命的技术,广泛应用于各类时常出现裂纹、坑槽的公路修复。假如施工时管理得当,还可以不影响正常的交通(图2)。
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图2不中断交通施工 #
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另外值得提出的一点是,对于中低交通量的公路,因为基层材料结构性能的改善,直接进行单层石屑封层或则表层处理便可使用,因而节省大量材料和运输成本。经过全厚式再生的桥面,桥面破损可以彻底清除,罩面宽度也可相应刻蚀,整体修补费用增加。 #
2沥青桥面再生存在问题
近年来,就地冷再生、就地热再生、厂拌冷再生、厂拌热再生技术在我国各地进行了许多卓有成效的工程应用实践,获得了不少宝贵经验,但也存在以下问题。 #
2.1旧料的破碎筛分及料场管理不规范
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目前国外对于旧料的处理还很不规范,大多数对于凿毛旧料不做筛分或破碎筛分处理,而将凿毛或挖出的旧料运至料场,直接掺配使用。虽然因为旧料来源不同,其粒径及均匀性差异很大,不管是厂拌冷再生或热再生均应对旧料做筛分处理,通常应分为2~3档尺寸(图3)。
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图3原材料的筛分问题 #
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2.2再生沥青桥面结构设计方式几乎是空白 #
对于沥青桥面冷再生技术,因为涉及到桥面结构问题,目前在推广该技术时的最大技术困局为结构设计方式,因为没有建立的结构设计体系、方法与指标,致使如今做冷再生施工时均按照经验来设计长度,缺少理论支撑。 #
2.3关于再生设备问题
目前我国使用的再生设备大多数为美国进口,而美国设备通常价钱较高,我国需积极瞄准国际发展趋势,开发国产的质量可靠的相关设备,其对于再生技术推广意义重大(图4)。 #
图4美国的红色再生设备
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对于就地冷再生设备,目前普遍再生长度为2m左右,这对于高速道路沥青桥面再生存在接缝多,再生深度不足等问题。近些年来国际上推出的冷再生机(图5)是顶尖冷再生机2024沥青路面再生技术,因为其工作长度在2.80m~4.20m之间无级调节,一次通过即可再生整个桥面或行车道。再生深度可达到200mm~300mm。有好多种添加剂可选,水泥稀浆、乳化沥青或泡沫沥青可连续添加。
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图巨型冷再生机 #
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2.4关于再生混和料技术指标体系
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尽管目前我国已出台了沥青桥面再生技术规范,但其中对于再生混和料的技术指标体系还需进一步建立,已更好的评价再生混和料的特点。
2.5再生关键技术
就地冷再生中关键技术是添加的黏结剂(如乳化沥青、泡沫沥青、水泥)与旧混和料的均匀拌合技术,以及旧沥青混和料的凿毛、破碎技术等。就地热再生中旧沥青混和料的加热重熔技术,新加沥青、再生剂与旧混和料的均匀复拌技术是 #
关键问题。厂拌冷再生中旧沥青混和料级配的骨料问题也应给以充分考虑。厂拌热再生中的关键技术是必须解决旧沥青混和料中沥青的加热重熔问题与旧沥青混和料的精确计量问题。 #