沥青路面就地冷再生技术与施工工艺探析

王树刚

摘要:沥青再生技术的研究、推广和相关专用设备的开发,对降低建设成本、保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义。

关键词:沥青路面 就地冷再生技术 施工工艺

0 引言

随着人们对环保、社会效益的关注及技术的进步,沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视。就地冷再生作为一种新兴的施工技术,与传统筑路方法相比,就地冷再生技术可缩短工期、提高作业效率,完全利用废旧材料,大大节省施工成本,对交通的干扰最小等优势,在我国公路事业飞速发展的今天,将会以其独特的施工工

艺、特点、牢固立足于公路施工工艺的竞争行列之中。

1 就地冷再生施工技术特点

道路就地冷再生属于道路维修、改造的范畴,不仅适用于高等级公路的维修与改造,也适用于一般道路及乡间公路的维修与改造。它主要解决沥青路面上基层破损的问题。具体讲,过去主要是用于等级低的道路或铺筑基层使用,国外多用于乡村道路的翻修,近几年已开始应用于重交通道路上。该设备主要由沥青路面铣刨装置、乳化沥青喷洒装置、螺旋分料装置、熨平装置及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为:随着设备的行走,铣刨装置将旧路面铣削并破碎,喷洒装置按照配比的要求喷入乳化沥青,同时,铣刨装置将各种材料搅拌均匀,经过分料螺旋在摊铺宽度范围内均匀分料,再经过熨平装置熨平,最后用压路机压实路面成型。对于低等级公路特别是乡村公

路,这种路面就是最终路面;对于高等级公路,这种路面可作为高等级公路的基层。

2 就地冷再生施工技术的优点

2.1 成本低。道路就地冷再生由于全部利用了旧的铺层材料,从而减少了道路维修或改造时旧铺层材料的挖起运输、废置和新材料的购置,节约能源,从而导致成本大幅度下降。据国外施工资料介绍,与在旧铺层上加铺新料的维修方法相比,浅层就地再生约可降低成本20%,深层就地冷再生约可降低成本46%。

2.2 效率高。道路就地冷再生机械施工一次性可以完成铣刨、破碎、添加、拌和及摊铺,从而简化了施工程序,缩短施工工期。使用就地冷再生机械,每天施工可完成5000～8000m2的工作量。创造了道路改造快速施工的一里程碑。

2.3 质量好。就地冷再生可以根据不同道路旧铺层材料的实际情况进行设计,选择不同的添加剂,配比准确,可以保证再生材料的优秀品质和施工质量,形成施工成型厚而均匀的粘结层,从而保证了维修后道路的使用期限,使再生后的沥青路面与新铺沥青路面性能基本相当。同时由于对旧材料进行重复利用,施工过程中路面的几何线形及厚度能得到很好地保持。

2.4 污染少。使用传统的道路维修方法,沥青路面废弃量十分巨大,对环境造成污染大量新材料的开采,也会造成资源减少和环境的破坏。采用冷再生技术则可完全避免上述问题。由于旧料得以充分再生利用,从而大大减少了新筑路材料的开采量;也不存在旧料的运输与存放问题,是一项绿色环保技术。它不仅可以节约大量投资,更有利于环境保护,因此被人们称之为“绿色”施工技术。

2.5 干扰低。冷再生施工的特点是大型机械,密集施工,将因施工而造成的交通干扰降到了最低。该机械具有封闭式自动控制添加系统,可以防止粉尘飞扬,有利于文明施工。 不像新建道路施工项目那样,许多施工可在整个工地同时进行,冷再生施工只是集中在一定特定的区域。整个冷再生机械组合可以处于同一条车道内,不影响另一条车道车辆通行,可进行开放式施工,特别适用于交通量较大或路宽较窄情况下的道路的施工。

3 就地冷再生技术施工工艺

就地冷再生技术施工主要有两种方式。一种是利用专用再生机械在就地铣刨、破碎、加入新料(包括乳化沥青或其它再生剂、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。这种再生路面主要用于低等级公路路面和高等级公路路面基层(但将会提高路面高程),不适用于高级路面的面层,一般用于二级以下的公路。另一种方式是在旧路面上洒布再生剂封层,再生剂能渗入路面5～6mm,恢复表层被氧化沥青的活性,并形成抵抗燃油泄漏的封层,可延长路面的使用寿命2～3年。这种再生方式其实属于预防性养护范畴,适用范围窄,并且应充分考虑其对路面抗滑性能的影响。就地冷再生添加的稳定剂水泥、水泥稀浆、泡沫沥青、乳化沥青等的施工工艺如下:

3.1 再生二灰稳定碎石基层或水泥稳定碎石基层时可掺加水泥作为稳定剂,再生得到的混合料作为路面的基层使用。水泥(应选择具有缓凝性的矿渣硅酸盐水泥,以便再生混合料在初凝前碾压密实)可以采用以下三种添加方式:①将粉状水泥撒布在再生机前的被再生路面上,再生机经过时可将水泥与被铣刨下来的旧混合料进行拌和。②用专用水泥稀浆搅拌输送车将水泥与水拌和成稀浆状,水泥稀浆可以直接喷洒到再生机的拌 和罩壳内。这样不仅可以保证水泥用量的精确性,同时也防止了因刮风等而损失水泥材料。③采用专用水泥撒布车撒布水泥,撒布车作为再生机组的一部分。不论采用粉状水泥方式或水泥稀浆方式添加,水泥用量一般控制在2%～4%(重量百分比)之间。

3.2 再生沥青面层混合料可掺加乳化沥青或泡沫沥青,再生得到的混合料可作为沥青碎石基层或沥青下面层使用。

乳化沥青可以提高混合料的粘结力和承载力,有助于使旧路面中老化的沥青复原、软化。使用乳化沥青的好处是其粘度低,易于用再生设备中的液体喷洒装置添加,再生材料与乳化沥青拌和后,乳化沥青破乳后沥青有较高的粘度,因此可以提高旧材料的粘结性。

泡沫沥青是通过在热沥青中加入少量的水(约为沥青用量的2%～3%)产生的。使用的沥青为普通针入度级的沥青,如AH-70号普通沥青。当水注入热沥青时,水会迅速蒸发,从而引起沥青在饱和蒸 气内产生爆炸泡沫,体积膨胀至原来的15～20倍。泡沫沥青大大增加了沥青的体积和表面活性,在发泡的过程中,沥青的粘度显著降低,从而使沥青能充分地扩散进骨料中去。

泡沫沥青由再生机上的泡沫沥青输送及喷洒系统产生并直接喷洒进再生机的拌和罩壳内。在粒料中,泡沫沥青的用量一般为3%～5%(重量百分比)。当被再生的混合料中本很含有较多沥青时,其用量可降低为2%～3%。在采用泡沫沥青作为稳定剂时,加入少量水泥(一般为1%～2%)是有好处的,它可以使再生混合料结构层获得所需强度的同时,提高表面质量,防止裂纹的发生。泡沫沥青的优点在于其适合几乎所有的骨料和原道路上再生的筑路材料,与普通沥青相比,提高了沥青的裹覆能力,能理想地裹覆冷的和潮湿的骨料。

4 结束语

沥青路面在服务几年后其破坏速度会大大加快,但及时的维修,如重新罩面或再生利用等方法可以保持路面的质量并延长道路的使用寿命。根据世界银行的调查,路面质量下降40%时需花费1美元进行修复,若因为修复不及时而导致路面质量丧失了80%,此时修复就得花费4～5美元。从目前的工程实践来看,沥青路面冷再生技术在道路再生中具有明显的优势,随着我国陆续建成的等级公路进入大、中修期及乡村公路的升级改造,沥青路面就地冷再生技术将得到普遍重视。

参考文献:

[1]潘飞鹏.关于沥青路面冷再生技术的运用讨论[J].中国高新技术企业.2006.