沥青路面就地热再生在高速公路中的应用
2013-10-16陈国举
陈国举
(贵州省六盘水市水城公路管理局)
1 沥青路面就地热再生技术的特点
就地热再生技术适用于基层承载力良好,因上面层疲劳而出现龟裂、车辙或破损的路面。就地热再生一般不能纠正属于结构上的损坏,即当损坏波及到中面层(基层)及以下时,原则上是不适用的,或必须首先对中面层(基层)进行处理后方可应用。沥青路面就地热再生技术能够对旧沥青混合料进行循环利用,等到再生路面达到使用年限时,又可以继续再生利用,既能节约能源又能保护环境、降低成本,有显著的经济效益和环境效益。
2 沥青路面就地热再生方案
2.1 表面再生法
首先使用加热机对需要维修整改的旧沥青路面进行加热,等到达到温度要求后,使用复拌机将路面处于松软状态的沥青混合料翻松,然后将路面的旧沥青混合料送到复拌机的搅拌器中拌合均匀,最后将搅拌好的沥青混合料摊铺到路面上,用压路机压实成型。
主要适用于破损不严重、破损面积小的路面维修,可使原有路面的龟裂、车辙得到消除,用此法修复的道路表面横截面如下图1所示。
图1 表面再生后道路表面横截面
2.2 重铺再生法
在表面再生法的基础上,用现场热再生设备的复拌机将旧沥青路面材料翻松、搅拌均匀并将其整平以后,然后再在其上铺设一层磨耗层(新的沥青混合料),最后使用压路机压实成型。
主要适用于维修翻新破损较严重的路面以及升级改造旧路的施工。用此法修复的沥青混合料路面具有较好的抗滑阻力、路面平整、道路横坡得到改善、沥青路面强度有了提高,用此法修复的道路表面横截面如下图2所示。
2.3 复拌再生法
使用现场热再生设备的加热机(如热再生养护车的加热墙)把旧路面加热到一定的温度以后,使用复拌机把旧沥青路面翻松,然后通过材料输送装置把翻松以后的沥青材料输送到搅拌器中,同时将经过集配设计的新热沥青混合料、沥青和可使沥青恢复特性的再生剂按合适的比例输送到搅拌器,经过搅拌器,可使新旧沥青混合料得到均匀拌合,从而得到新品质的沥青混合料,最后摊铺到路面上,使用压路机压实成型。
图2 重铺后的道路表面横截面
对中等程度破损的路面维修非常适用。并且可以改善旧沥青路面的材料特性,使老化和非稳定磨耗层得到修复,路面强度得到提高,使用复拌法前后道路表面横截面如图3所示。
图3 复拌法前后道路表面横截面
3 工艺流程
一般情况下,就地热再生需遵循以下工艺流程:封闭交通——清扫路面——机组就位——加热机加热路面——新混合料添加——复拌机再生摊铺——压路机压实——养生——开放交通
4 施工技术
4.1 施工准备
用吹风机及铁锨、扫帚等工具清理工作面的垃圾、杂草、积水等杂物;再生路段如有井盖、雨水篦子等构筑物,则应提前确定井盖等构筑物的位置,再生作业时机组轮胎尽量避开井盖;如果再生机组轮胎必须碾压井盖,则可在井盖周围事先刨出约1平方米的方形坑槽,深度与再生厚度一致。然后去掉井盖,用2厘米厚的铁板盖住井口,做好标记。同时,在井盖周围水泥构筑物上,人工洒上一层乳化沥青,待机组再生完毕后,立即取出铁板,盖上井盖,使井盖与沥青表面平齐,并用手抚式单钢轮压路机压实井盖外缘。如果井盖等需要提升,可先行提高井口高度,并确保井口及下部支撑的坚固与稳定;如果采用复拌加铺工艺,有时靠近路沿石的一侧的路面难以扒松,则需提前在不能扒松的位置人工洒上一层乳化沥青,以便于新混合料的粘结;在施工区域如果有绿化植物,需要做一些防护。根据工地实际情况可以在机组加热板上搭建一排隔热挡板、改变机组施工方向、在植物上覆盖一层防火布来进行保护。在机组加热板一米范围内,不得有枯草等易燃物,防止发生着火事故;确定起步线,并打出起始线、导向线,导向线要画在机器一侧便于参照的位置,如果有明显的车道线、路沿石作为参照,可不打导向线。提前灌注液化气,其灌注必须在加热板完全冷却的状态下进行,须由经过专业培训的人员操作,并严格遵照液化气操作规程进行。
4.2 路面加热
加热机操作宜快退慢进,防止局部路段重复加热时间过长而导致沥青老化,同时又要防止局部路面加热时间过短而导致加热温度不够,这样扒松时集料可能会破损,另外再生料温度不够影也会影响再生质量;再生机加热时,要顺沿导向线行驶,纵向加热宽度要超过再生施工宽度20 cm,保证再生面纵向接缝为热接。
4.3 复拌机再生
采用复拌工艺,再生需要的新混合料不多,可在料斗满料后让料车开到机组前方停放,并盖好保温被待命,此时前面加热机立即后退到复拌机前加热,以减小机器之间距离,从而减少热量损失;让复拌机缓慢前行,当其中间加热板后端到起始线时,停机点燃中间加热板。
当复拌机扒松器中间部分后端过起步线10 cm时,下降扒松器到施工指定深度,同时根据试验结果按比例添加再生剂;复拌机摊铺时,应注意摊铺面状况,如有离析、拉料、刮痕,应立即查明原因,进行处理,并人工洒上细料进行填补。
4.4 碾压工艺
碾压时应将从外侧向中心碾压,在超高路段则由内侧向外侧碾压,在坡道上应从低处向高处碾压。压实纵向接缝时,压路机钢轮第一遍应在相邻的未施工路面上或已经再生的层面上行走,并搭接碾压新铺层20 cm左右,实行跨缝碾压,然后再压实新摊铺部分。
5 制约就地热再生技术在高速公路进一步推广的主要因素
引进的国外就地热再生成套设备价格高昂,售后服务不能及时到位,并且维修时配件难寻找、价格高,这大大增加了工程的成本。这些设备施工过程中浓烟密布,在施工速度跟不上的情况下,温度一高就造成沥青路面碳化现场。这套设备的加热方式常使用轻柴油的直火式加热,这种加热方式虽然加热量很大,但热量不易渗透到道路内部,造成表面已经碳化内部还没有加热到再生温度的现象,并产生大量的烟气。有相当部分的热量没有被利用,热效率低,造成使用成本较高。除此之外,引进设备的复拌机操作复杂,有些控制没有引进来,造成工人劳动强度大,需要调节的部分增多,也影响了路面再生的质量。这些因素大大制约着就地热再生技术在高速公路进一步推广。
6 结束语
我国的高速公路和农村公路仍处于建设高峰期,同时,早期修建的高速公路和普通国省干线公路也陆续进入大、中修养护期。而沥青路面就地热再生技术能很好的利用旧沥青混合料,可以降低工程成本,同时降低对环境的污染,达到国家可持续发展的要求,因此应该大力发展和推广这一技术。
[1]李世坤.沥青再生设备综述[J].筑路机械与施工机械化,2003,(1):22-24.
[2]赵永宽.沥青路面再生利用技术的研究[J].岩土工程学报,2001,(4):43-44.
[3]高原.沥青再生技术的现状与发展[J].北京建筑工程学院学报,2005,(1):20-21.