沥青路面就地热再生技术现状与发展历程论文_郭宁

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摘要:我国公路建设进入本世纪以来发展迅速,截止2018年末,全国高速公路建设总里程达14.26万公里,二级及以上等级公路里程达64.47万km,由此估算,我国每年可产生1.5亿t废旧沥青混合料。传统的沥青路面维修技术存在众多不足,如耗费砂石、沥青混合料用量大等,随着沥青路面施工技术发展成熟,如何更好地修复破旧沥青路面及重复利用废旧沥青混合料成为有待解决的重要问题。废旧沥青混合料再生利用的方法主要有厂拌热再生、厂拌冷再生、就地热再生、就地冷再生4种,其中就地热再生技术主要用于沥青路面表面层的修复,在4种施工方法中废料利用率最高、施工速度最快、对环境污染最小,是目前正在被大力推广的沥青材料再生工艺。目前就地热再生技术在我国已有大量成功工程案例,但由于缺乏科学的设计方法,就地热再生技术在工程应用中仍存在许多问题,本文就沥青路面就地热再生关键技术进行研究分析,探讨就地热再生施工工艺。

关键词:沥青路面;就地热再生;技术

1 施工工艺

施工前对旧路面的病害进行维修处理,主要包括坑槽修补、唧浆开挖等,对已修补裂缝的压缝带和压缝帖予以清除,清除旧路面的标线及反光道钉,并对路面进行高压清扫。就地热再生的施工工艺如图1所示。

图1就地热再生施工工艺图

1.1 再生剂掺量确定

旧沥青的再生过程相当于沥青的老化的逆过程,在沥青再生过程中根据沥青老化程度,在旧沥青中加入再生剂或热沥青进行调配,热沥青适用于老化程度较轻的沥青,再生剂应用于老化情况较为严重的沥青。再生剂由多种高芳香分含量的材料组成,为老化沥青提供老化过程中所散失的轻质组分,积极促进再生沥青恢复使用性能。不同掺量的再生剂对老化沥青的影响大不相同,具体影响结果如表1所示。

表1不同再生剂掺量对老化沥青性能影响

再生剂用量在老化沥青再生过程中受到多种因素干扰,无法按照需求得到精准数值,因此选择针入度与软化点作为再生剂用量的重要指标。由表1可知,当再生剂掺量在3%~5%时,选择4%的用量可使再生沥青恢复较好的路用性能,因此某工程中再生剂掺量为4%。

1.2 新沥青混合料的拌和与运输

1.2.1 拌和

新沥青混合料拌和时,沥青及石料用量由拌和站电子设备控制称重,每盘料中的沥青、矿料、矿粉、拌和时间及拌和温度严格满足要求。一般干拌时间为10s,湿拌时间为45s,拌和过程中沥青加热温度为165℃~170℃之间,石料加热温度为190℃~220℃之间,拌和后的新沥青混合料温度应控制在170℃~180℃之间。拌和过程中应保证沥青混合料的均匀性,避免产生离析现象。

1.2.2 运输

采用自卸卡车对新拌和的沥青混合料进行运输,装料前对车辆内部进行清洗,保证汽车内部有紧密、清洁、光滑的金属底板和侧板,在金属板上涂抹防粘剂,防止沥青混合料黏附在车辆内部。装料过程中,车辆应不断移动,遵循前、后、中的装料原则,防止沥青混合料产生离析现象。为减少运输过程中的热量散失,避免产生温度离析,在沥青混合料表面以棉被或篷布进行覆盖,并在车辆四周用厚铁皮进行二次包裹。

1.2.3 旧沥青路面加热

旧沥青路面的加热对再生路面的路用性能至关重要,直接影响废旧沥青混合料的利用率、工程成本及环境保护等多个方面。开始加热时,将前加热板的后端放在路面加热的起步线上,对应整齐后开始点火加热,观察加热路面开始轻微冒烟时,快速向前移动一个加热板的距离继续加热,待后加热板后端移动到起步线上时开始点燃后加热板,依次向前。加热机根据实际加热情况不断移动,在移动过程中遵循“慢进快退”的移动方式。加热机在确保路面受热均匀的同时应避免路面加热时间过长而导致沥青进一步老化,或加热时间不足而导致耙松时出现困难,因此在加热过程中应严格控制加热时间与加热温度,同时对路面温度进行实时监测,根据检测数据调整加热强度、加热板距地面高度等相关参数。再生机组加热时,加热宽度应比施工宽度宽20cm左右,使再生路面的纵向接缝为热接缝。

1.2.4 再生混合料的摊铺

某工程采用复拌再生法进行施工,所需新沥青混合料较少,待混合料填满料斗后,料车应做好保温措施,在复拌机正前方等候补料,此时加热机应对复拌机前的路面进行加热,缩短施工机组间距,减少路面温度散失。复拌机紧跟加热机缓慢移动,当其耙松器后端超过起步线10cm时,将耙松器下降至一定深度,同时在疏松的旧沥青混合料中加入4%再生剂。复拌机将废旧沥青混合料收集至搅拌锅内,与料斗内的新沥青混合料充分搅拌,当料位达到一定高度时开始进行摊铺,复拌机的摊铺速度应控制在2.5~4m/min之间。施工过程中注意观察摊铺面情况,若出现离析、刮痕等现象应停止摊铺、立即查明原因,并人工泼洒细料进行修补。

1.2.5 再生混合料的碾压

再生混合料的碾压可分为初压、复压、终压三个施工步骤。当复拌机摊铺5m之后开始进行初压,初压时压路机应紧跟复拌机,碾压较短的长度以保证路面迅速压实,减少热量散失。初压完成后立即开始复压,复压长度控制在30~50m之间,相邻碾压带间的重叠宽度应不少于20cm。终压次数以沥青路面平整光滑且无轮迹出现为准,但不得少于两遍。整个压实过程中遵循“先轻后重、先边后中、先慢后快、紧跟慢压”的压实原则,某工程具体的压实组合方案如表2所示。

表2再生路面压实组合方案

2 施工质量检测

2.1 压实度检测

压实度是反映路面施工质量的关键指标之一。压实度越高,则密度越大,说明材料整体性能越好。某工程按200m的间距选取5个测点钻取芯样,检测结果见表3。

表3芯样压实度检测结果

由表3可知,采用就地热再生工艺进行路面再生施工,各横断面的压实度平均值大于97%,满足规范要求(大于94%),说明此再生沥青路段具有较好的整体性能,就地热再生技术切实可行。

2.2 平整度检测

采用平整度指数IRI作为此路段平整度评价指标。全路段随机抽取5段进行平整度检测,检测结果见表4。

表4平整度检测结果

由表4可知,IRI均值为2.1mm,合格率为100%,说明路面平整度满足施工质量要求。

结 语:

在大力提倡低碳环保经济的今天,沥青路面现场热再生技术作为一种节约资源、环保的新技术具有广阔的发展前景。该项技术已有较为成熟,但上我国幅员辽阔,因此必须结合各级公路的特点以及自然地理气候条件,积极开展应用研究,逐步积累经验。

参考文献:

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[4]马登成.马尉倘.吕春芬.沥青路面就地热再生施工工艺及质量控制.中外公路,2015,35(06):61-66.

个人简介:郭 宁,出生年月:1994.05,籍贯:广西梧州,研究方向:公路沥青。

论文作者:郭宁

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/13

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