沥青路面再生技术的应用及发展

王春明

(福建交通职业技术学院)

1 沥青路面再生技术的介绍

1.1 现场冷再生法

现场冷再生法是用大功率路面铣刨拌和机将路面混合料在原路面上现场铣刨、翻挖、破碎,再加入稳定剂、水泥、水和骨料同时现场拌和,用路拌机原地拌和,最后碾压成型。这种方法主要应用于冷法施工中,且新添加的结合料是乳化沥青,这种方法对设施要求较低,生产成本不高,但同时再生路面的品质不是很好,目前该方法使用较少,主要是用于等级低的道路或铺筑基层使用。

1.2 现场热再生法

现场热再生是一种现场修复破损路面的过程,它通过加热软化路面,铲起路面废料,再和沥青粘合剂混合,有时可能还需要添加一些新的骨料。然后将再生料重新铺在原来的路面上。一般用一台大型“沥青路面热再生联合机组”,先把沥青路面烤热软化,再将旧沥青层收集起来输送到该机组中的双卧轴连续搅拌机上,添加新骨料、补充新沥青,搅拌后排到机组的摊铺器上,摊铺、捣实、熨平,再用压路机碾压,铺成一条新路。这种方法施工简单方便,多用于基层承载能力良好、面层因疲劳而龟裂的路段,特别适用于老化不太严重,但平整度较差的路面。

1.3 工厂热再生法

工厂热再生法就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂,再集中破碎,根据路面不同层次的质量要求,进行配比设计,确定旧沥青混合料的添加比例,再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌和成新的混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,铺筑成再生沥青路面。利用这种方法,可以方便对已被翻挖的基层甚至路基的一些地段进行有效的补强,沥青层的重铺则可以象新路施工一样,分别按下面层、中面层、上面层(磨耗层)的不同技术要求进行配合比设计,确定旧沥青回收料的添加比例。

1.4 全深式再生法

全深式再生法是将沥青层和部分基层材料同时进行现场冷再生,形成路面基层的一种技术。全深式再生实际上是现场冷再生的一种,只不过是再生厚度范围内包含了部分基层,国内全深式再生工程的再生结合料绝大部分采用水泥,个别采用乳化沥青和泡沫沥青。

2 沥青路面再生技术施工的特点

2.1 现场冷再生、全深式再生技术特点

(1)主要功能

通过沥青路面的现场冷再生,可以实现:①实现旧沥青路面层的翻修、重建;②实现旧路面沥青层材料的常温拌和及现场再利用。

(2)适用场合

现场冷再生技术一般用于病害严重的一、二级公路沥青路面的翻修、重建,冷再生路面一般需要加铺一定厚度的沥青罩面。

(3)优缺点

现场冷再生的优点:实现了现场的再生利用,节省了材料转运费用;施工过程的能耗低、污染小;适用范围广。

现场冷再生的缺点:施工质量控制的难度较大;一般需要加铺沥青罩面层。

2.2 现场热再生技术特点

(1)主要功能

通过沥青路面的现场热再生,可以实现:修复沥青路面表面层病害;恢复沥青表面层物理力学性能;恢复沥青路面平整度,修复沥青路面车辙;实现旧路面沥青层材料的现场再利用。

(2)适用场合

现场热再生一般用于高等级公路沥青路面表面层病害的修复。

(3)优缺点

现场热再生的优点:实现了现场的沥青路面再生利用,节省了材料转运费用。

现场热再生的局限性:再生深度通常限制在 2.5～6cm;无法除去已经不合适进行再生的旧混合料,级配调整幅度有限。

2.3 工厂热再生技术特点

(1)主要功能

通过沥青路面工厂热再生,可以实现:①修复沥青路面面层病害;②恢复甚至改善沥青路面混合料的路用性能;③以热拌沥青混合料的形式实现旧路面沥青层材料的再生利用。

(2)适用场合

工厂热再生技术适用于各等级公路沥青路面经铣刨、挖除下来的沥青层材料的再生利用,再生后的沥青混合料适用于各等级公路沥青路面的建设和维修养护工程。

(3)优缺点

工厂热再生的优点:再生工艺易于控制,再生后的沥青混合料性能比较理想;适用范围广。

工厂热再生的缺点:铣刨下来的旧沥青层材料需要来回运输。

3 沥青路面再生技术的实际应用

3.1 现场冷再生实际应用

营大路连接辽宁省营口市和大石桥市,长18.77km,宽23m。该路建于1975年,由于交通流量和重载车辆的增长,在过去的 30多年历史内先后进行了 6次大修。由于该路修建时间早,慢车道属于后期加宽,所以路面结构薄,结构承载力不足,路面表面病害主要表现为网裂、坑洞、泛油,维修前路面平均弯沉为1.50mm。

经过严格的原路面结构调查研究,在再生施工中确定了混合料的配合比设计为添加4.2%的乳化沥青(55%沥青固含量)和1.0% ～1.5%水泥,同时添加15%的10～30mm碎石和 10%的 0～5mm石屑以改善原路面的级配。在施工中喷入1.0%～2.0%拌和水。

施工采用两台维特根WR2500S冷再生机完成旧路面铣刨、破碎并添加乳化沥青、水泥和水,同时将原路面材料和碎石、石屑就地拌和均匀,形成平整的再生路面层。维特根WR2500S就地冷再生设备破碎材料均匀,能精确控制深度和横坡,再生深度达 15cm。该机配备了水喷洒系统和乳化沥青、泡沫沥青喷洒系统,添加材料计量准确,是全球应用最为广泛的冷再生设备之一。

3.2 现场热再生实际应用

2002年,国内在京津塘高速公路大修中首次成功采用了就地热再生技术。此后,就地热再生技术在成渝、沪蓉、京福、沪宁、石太、京石高速公路上得到了应用。

由首都北京至天津塘沽区的京津塘高速公路是中国最繁忙的高速公路之一,每日的交通量约 35000车次,且其中10%为重型车辆。位于塘沽和东丽之间的 22.5km路段,于1990年北京亚运会前仓促完工,没铺上面层。暴露在交通负荷下的沥青中面层,经过近 12年的运营,路面尤其是慢车道已经发生严重开裂。基于成本方面的考虑,业主决定采用就地热再生工艺代替铣刨加摊铺的方法,对慢车道进行复拌再生。然后,再在整个半幅上加铺新面层。

上海市于 2003年 6～8月对沪宁高速公路上海段路面施行了大面积的沥青路面现场热再生修复,面积达到20万m2。再生设备为Wirtgen公司生产的Remixer4500型热再生机组,该机也可以对旧沥青路面进行整形和整形加铺、复拌和复拌加铺等各种热再生施工。根据检测,该项工程再生沥青的各项性能指标完全符合现行行业标准的有关规定,并且在此基础上,热再生沥青混凝土的高温稳定性有了大幅提高。

4 沥青再生技术亟待解决的问题

(1)设计施工规范与验收评定标准

随着我国高等级沥青路面增多,今后必将面临更多的旧路面再生利用的问题。因此,必须对该项技术进行全面的、系统的整理加工,并进行必要的试验验证,使该项技术达到规范和标准化,用以指导全国的道路养护工程建设项目。

(2)旧沥青再生效果的检测

旧料在热态下,旧沥青呈熔融状态,能够与液态的新沥青交融混和而成。然而,这仅是一种理论推测,实际交隔混和的情况到底如何,并无法得知。虽然以再生混合料的物理力学性能试验可间接分析再生效果的优劣,但仍不是一种直观的检测方法。为此,必须研究方便而快速的检测方法。

(3)再生机械

铺筑再生沥青路面,工序多,工艺复杂,因此,提高施工机械化水平,减轻手工劳动,是沥青路面再生技术能否大面积推广的关键。大面积铺筑再生沥青路面,迫切需要路面翻挖机械,旧料破碎、筛分机械,混合料拌和机械等。既要有适于集中厂拌的大型机械,又要有适于养路部门使用的各种小型机具。积极组织力量,制订计划,切实抓好各种再生机械的研制和生产。

由于沥青路面冷再生节约了大量的建设和养护资金,减少了资源的浪费和环境的破坏,具有巨大的经济效益和社会效益,目前路面冷再生技术在我国还处于试验推广阶段,在强调可持续发展的今天,进一步加强研究路面冷再生技术,对公路的建设发展都具有特别重要的意义

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