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旧沥青混合料热再生技术施工工艺

2012-12-28黄志明

科学之友 2012年1期
关键词:铺层摊铺沥青路面

黄志明

(山西晋城路桥建设有限公司,山西 晋城 048000)

沥青路面的再生技术,是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后,与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料,使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。

1 国内现状[1]

我国沪宁高速公路自1996年建成通车以来,车流量逐年增加,日车流量已达45 000辆,造成路面损害严重。2003年6月18日,沪宁高速公路上海段大中修工程首次采用国际先进的沥青路面现场热再生技术进行表面作业,这种现场热再生设备和技术对高等级公路进行大面积表面再生的作业,在国内尚属首次,并且现场再生沥青混合料能够达到重交通沥青混合料的指标。随着我国高等级公路通车里程的迅速提高,公路维修数量将迅速增加,鉴于沥青路面就地热再生技术的优势,这一技术的推广必然成为趋势。

2 现场热再生技术[2]

现场热再生技术也称为表层再生技术。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路面就地再生,具有无需运输废旧沥青混合料、工效高、对公路运营影响程度低等优点。

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路面最大深度为5~6 cm。

3 热再生技术工艺

热再生方法主要是通过加热松软路面,添入黏结料和相应的混合料来维修沥青路面的表层结构。与传统的沥青路面再生工艺相比,是一种较成熟的工艺。

就地加热再生工艺,可就地恢复原有路面材料的使用性能,同时原有路面材料可得到全部利用。通过组合的振捣和振动整平装置的预压实作用,再生材料可被直接铺设出所要求的纵坡和横坡。精确的计量黏结料和沥青材料,使再生后的路表面结构得以改善。其施工工艺过程为:铺层调查—配比设计—试验路段施工—热再生施工。

3.1 铺层调查

(1)获得原路面及路基的设计结构、环境因素、使用情况等。

(2)分析交通量:包括年平均日交通量,重型交通所占比例,交通增长率等指标。

(3)调查路面现状。

(4)沿路观察:包括变形、裂纹、边缘破坏及路面结构等。

(5)动态锥式针入度仪测试铺层强度。

(6)确定各层厚度、含水量、各层压实度及各层的损坏程度等。

(7)确定车辙深度和宽度。

(8)弯沉测量确定铺层的承载能力及结构现状。

(9)实验室测试确定现有铺层材料及路基的质量。

3.2 配比设计

根据调查所得的各种数据及要求翻新后,路面强度设计和甲方要求确定新骨料的种类、添加量,添加剂的种类、添加量,水的添加量。通过实验验证新骨料的种类、数量,添加剂的种类、数量。

3.3 试验路段的施工

根据配料通知单配比,首先做一个试验路段,取样试验,确定配比设计是否满足规定要求,如不符合,重新进行配比设计,重新试验,直到配比满足甲方要求或路面强度设计要求。

3.4 热再生施工

热再生需要的主要施工设备有:再生机、压路机(胶轮和钢滚)、保温沥青运输罐车、新骨料运输卡车、柴油运输车、丙烷气(液化气)运输车等。根据需要选用适当的配套机械设备,一次性完成路面的铣刨、再生、整平、压实等工作。

施工时,将加热机的前加热板放置于需再生处理的车道上,它的起点位于旧路面搭接处,根据需要调整加热板的宽度,一般为一个车道。这时,点燃燃烧器,对路面进行预热,根据路况、加热深度、天气情况、风力等因素,调整加热速度。

(1)耙松:翻松器降低至施工始点,用水平控制系统调节,设定工作宽度。翻松器带的螺旋式刀具把路面切碎,并使得翻松下来的材料能均匀拌和,这种翻松并不破坏旧沥青料的级配。翻松器工作时,所需添加的沥青或再生剂将喷洒在旋转的翻松器上,喷洒系统是由机器的前进速度控制的,喷洒数量由电子仪器控制(数量预先设定)。

(2)收集:翻松下来的沥青料由翻松器后面的刮平板收集并由输送带送入搅拌室,输送带的速度是由电子仪器控制的,它根据机械前进的速度和进料量自动调节输送速度。

(3)拌和再生:现有的路面材料与新的沥青、再生剂以及新填的混合料充分拌和,制成新的、经过再生的混合料。

(4)摊铺:经过再生的新料从翻新室撒在路面上,布料螺旋把料均匀地散开。布料螺旋也是可调整的,可根据实际翻天覆地新宽度进行调整。

(5)熨平:熨平板把由布料螺旋撒布好的料进行整平,整平的同时,上振动锤进行振动,使摊铺的混合料达到一个最佳的预压实度,摊铺机的摊铺高度既可手动控制,也可自动控制。最佳的预压实度能够保证路面在最终碾压之后平整并具有正确的路拱。

(6)碾压:根据翻新路面宽度情况,执行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)进行最终压实。①由预热器对路面进行预热;②由铣刨单元对路面进行加热并铣刨;③搅拌再生;④摊铺;⑤碾压。

3.5 工艺特点

(1)把旧的路面进行就地加热、耙松,并完全回收再利用。使得铣刨机的工作强度减小、噪声减小、工作环境改善。

(2)这种方法不用把旧料进行转移处理,节约了运费,消除了遗弃料对环境的污染。

(3)由于需加新料很少,新料的运输成本也大大降低。

(4)节约大量的原材料。

(5)由于摊铺机机身较长,路面可以铺的更加平整。

(6)由于采用热复合工艺,在需要铺设高标准的磨耗层时,磨耗层可以做得很薄,并且可与再生工艺同步完成,进一步节约成本。

(7)热再生可以极大地弥合路面表层以下的裂缝缺陷(表面层的旧裂缝、车辙等缺陷通过再生已完全消除)。

4 现场热再生设备[3]

现场热再生设备又称为“现场再生列车”,它主要由红外线加热器或柴油预热器、沥青路面铣刨机、强制双卧轴连续式搅拌器、沥青混合料摊铺机、沥青罐、骨料仓、新沥青混合料接料斗、牵引头及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为:先用红外线加热器或柴油预热器加热沥青路面使之软化;用沥青路面铣刨机将加热后的沥青路面铣刨,收集到强制双卧轴连续式搅拌器中;再添加新骨料和新沥青(用于底面层)或再添加新沥青混合料和新沥青(用于面层),经搅拌后输送到沥青混合料摊铺机中进行摊铺、振捣、熨平;最后用压路机压实路面成型。

[1]吕伟民,严家极.沥青路面再生技术.北京:人民交通出版社,1989.

[2]董平如,沈国平.京津塘高速公路沥青混凝土路面就地热再生技术.公路,2004.

[3]张竹平.沥青混凝土路面就地热再生工艺及设备.公路机械与施工机械.2003.4:20~21.

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