沥青路面再生技术综述
2017-04-13
(重庆市勘测院 重庆 401121)
沥青路面再生技术综述
高福德
(重庆市勘测院 重庆 401121)
主要介绍沥青路面再生技术的分类及特点、国内外发展现状、未来发展趋势,针对现在还存在的问题提出一些解决办法。
沥青路面再生技术;研究现状;存在问题;解决办法
0 引言
从我国首批高速公路建成通车至今快30年里,我国的高速公路事业得到了空前的发展,2015年底我国的高速总里程已达到10几万公里,由于沥青路面具有平整性好、行车安全和舒适、施工简单、养护方便等特点,高速公路多采用沥青混合料铺设路面。然而沥青路面也有它的一些不足,最重要的缺点就是路面老化比较快,我国的沥青路面设计使用寿命通常为15年,但是许多道路在通车2-3年后就出现了严重的损害,需要大规模的养护、修补,造成资源的浪费和环境的污染。我国的交通事业在取得累累硕果的同时,路面养护管理事业发展明显落后的问题凸显出来,交通发展面临的环境问题和资源问题形势日趋严峻,如果仍然采用传统的发展模式,我国交通事业的发展将越来越困难。为了解决我国交通事业所面临的窘境,众多学者殚精竭虑探索未来的发展道路,通过他们的不懈努力,找到了一种有效的解决办法—沥青路面再生技术。沥青路面再生技术良好的解决了这一问题,在保护生态环境、提高资源利用率和降低公路建设成本方面都具有极其重要的意义。
1 沥青路面再生技术
1.1沥青路面再生技术分类
沥青路面再生技术分为厂拌热再生、厂拌冷再生、就地热再生和就地冷再生等多种方法,而其中应用最广泛的属厂拌热再生技术。
厂拌热再生技术是将旧的路面沥青混合料采用一定的方法铣刨出来,再将得到的就沥青混合料在拌合厂里进行破碎和筛分,然后考虑旧沥青的老化程度,确定出一定的设计配合比,按照该配合比掺加相应新集料、新沥青、旧集料和再生剂在拌合厂里重新拌合形成新的沥青混合料,用于铺设在原来的道路上,其施工工艺与新沥青路面的施工工艺是相同的。
厂拌冷再生技术是将铣刨得到的旧沥青混合料运送到拌合厂里破碎和筛分,再加入一定量的乳化沥青、水泥或石灰、粉煤灰等一种或者几种稳定剂,同时加入新集料进行搅拌形成新的沥青混合料进行铺筑。
就地热再生技术也称为表层再生技术。它是在现场对原旧沥青路面进行加热、翻耕、混拌和摊铺,再用压路机进行碾压,与厂拌再生技术相比,该技术节约了运送旧的沥青混合料和将新的混合料从拌合厂运送至现场铺筑所花费的时间和成本,在现场施工从而大大的提高了功效,并且施工结束后便可以通车,对公路的运营影响比较小。
就地冷再生技术是利用专门的再生机械对旧沥青路面进行铣刨、破碎,再加入乳化沥青、新集料和稳定剂与再生剂等,然后经过拌合后再现场摊铺以及碾压。它可以对道路的深度车辙和对坑槽进行修补,改善道路的承载能力。该技术不存在能源消耗和污染问题,并且对交通的干扰很小,节省了不少的新料和运费,灵活的处理翻新路面的补强问题,消除原本不规则的横向路面断面。
1.2沥青路面再生技术的特点
传统的路面翻修模式是将旧的路面沥青混合料铣刨起来,再用新的沥青混合料铺设新的路面,造成了大量旧的沥青混合料的浪费和对环境的污染,路面翻修的成本也是一笔不菲的费用,这样的方法与现今环保和可持续发展的时代主题背道而驰。沥青路面再生技术合理的利用了铣刨起来的旧沥青混合料,实现了旧路面材料100%的就地再生利用,充分做到了"石料再用、沥青再生",节省了大量的原材料,同时不需要运输废弃料和准备废弃料堆放场地,不但节省了运输费用,也避免了占用土地,更避免了环境污染,符合国家的环境保护政策,也符合国家建设节约型社会、实现循环经济的要求,满足建设"资源节约型环境友好型"的交通行业建设需要。沥青路面再生技术的工序简单,工艺流程紧凑,施工效率远远的高于传统的施工方法,与此同时,沥青路面再生技术能够避免层间不良结合的问题,与传统的方法相比,其结合部位不存在弱界面,界面间的剪切强度远远高于传统的铣刨摊铺方法。在整个沥青路面再生施工过程中,都有专门的设备来进行,对于行进速度、加热温度、再生剂用量和新料掺加量等方面都采用电脑控制,质量的控制简单而且精确有保证。该技术对于处治车辙、沉陷、桥头跳车、麻面、老化等沥青路面表层病害和沥青路面的预防性养护都具有极其重要的意义。
2 国内外研究现状
2.1国内外沥青路面再生技术研究历程
对沥青路面再生技术的研究最早是美国,可追溯到1915年,后因为有大量的新道路需要修建,这项技术被大家忽略,从而早期的研究和发展一直停留在原地踏步。1973年爆发的石油危机使得燃油供应不足,砂石材料的生产受到了极大地限制,建设资金和筑路材料同时都出现了严重的供不应求。正是由于这个契机,沥青路面再生技术又被世人重视起来。随后铣刨机和鼓筒式拌合装置等越来越高水平筑路机械的问世,使得沥青路面再生技术的研究与应用得到了飞速的发展,国外开始大规模的推广应用沥青路面再生技术。一直到了20世纪80年代,沥青路面再生技术逐渐的走向成熟,在美、德、英、日、法等国家中,相继出版了大量的研究成果,并且颁发了一系列与该项技术相关的技术手册、指南和规范。
我国的沥青路面再生技术的研究跟欧洲等国比起来还有一定的差距,开始于20世纪70年代,在1982年交通部立题开展对沥青路面再生机理和再生混合料的设计方法开展了比较系统的实验研究;1983年建设部下达“废旧沥青混合料的再生利用”课题,并开始在苏州、南京、武汉、天津铺筑了3万多平方米的实验路段;《热拌再生沥青混合料路面施工及验收规程》(CJJ43-91)在1991年的6月发布。近年来,我国很多的省市都引进了各种各样的大型沥青路面再生设备,并结合各自高速公路的维修工程展开了对该技术的研究,但是国内业界对于该项技术的理解和期望五花八门,为了进一步规范沥青路面再生技术的应用,保证沥青路面再生工程的质量,交通运输部发布的《公路沥青路面再生技术规范》于2008年7月开始了正式的实施。随着对该项技术的研究和应用的不断深化,我国的沥青路面再生技术将得到长足的发展,面对现金高速公路的新建越来越饱和的现状,沥青路面再生技术在我国的前景将是一片大好。
2.2国内发展趋势
沥青路面再生技术在我国已经开始逐渐的普及起来,但是还存在着很大的发展空间。在未来的研究和发展中,因尽量的减少新集料和新沥青的用量,让旧路面沥青混合料在生产配合比中所占的比例尽可能的提高,实现节约成本的最大化,这就对再生剂的性能提出了新的要求,再生剂使旧沥青回复性能的能力还需要进一步提高,我们就要加大对于再生剂的研究,新的高性能再生剂的问世能够使我国的沥青路面再生技术达到新的高度。与此同时,在对于该项技术的研究中可以综合考虑如何提高用该技术翻新修建或修补的路面性能。随着时代的进步和科技的发展,路面的行车的安全性的提高已经不足以满足人们的要求,对于行车的舒适性人们的要求越来越高,在未来的研究中应该考虑到尽量的减小沥青路面的噪音污染和尽可能保持路面干燥等方面的路面性能。
3 存在问题及解决办法的研究
经过一定的研究比较发现,沥青路面再生技术相对于传统的沥青路面铺筑工艺具有明显的优势,但经沥青路面再生技术铺筑的路面在使用年限和路面性能方面,明显不足于新修的沥青路面,而造成这一现象的原因包括多个方面。一是在设计生产配合比的过程中,铣刨出来的旧沥青混合料在经过破碎筛分后,旧集料的集配变异性比较大,经常难以得到一个精确的旧沥青混合料集配,这就导致设计出来的生产配合比不能完全适应路面施工时的实际情况,使得重新生成的沥青混合料集配不合理,自然就导致了铺筑出来的路面性能落后于全新的沥青混合料路面。二是在再生剂的作用下旧沥青的性能恢复问题,旧沥青的老化是一个复杂的过程,与多方面的因素有关,因而确定旧沥青老化程度是一个大的难题,现今是往旧沥青里掺加不同掺量的再生剂,再测定掺加再生剂后的沥青的三大指标。以此确定旧沥青的老化程度,这样的方法确定的老化程度不够准确,不能确定现场拌合过程中旧沥青的性能恢复情况。
针对上面的两个问题,分别设想了相应的解决办法。在现场施工过程中,需要实时监控现场铺筑路面的情况,并取料检测实际拌合出来的沥青混合料集配是否合理,还要通过实验室的一系列实验来验证铺筑和压实后的路面性能是否达到要求,从而实时的调控生产配合比,使集配达到要求,并努力使其性能接近新沥青混合料铺筑路面性能;此外,铣刨出的旧沥青混合料应存放在良好的环境,注意保持干燥,避免混合料的含水量过大,从而减小旧沥青混合料集配的变异性。旧沥青的恢复情况直接关系到铺筑出来的路面能够使用的年限和性能,为了使再生剂与旧沥青充分混合并反应,可以适当的延长拌合时间,但是时间也不能过长,因为时间太长会使新沥青出现严重的老化,影响新沥青的性能;除此之外,应致力于对沥青老化机理的研究,从而研究出恢复旧沥青性能的新方法。
4 总结
通过比较沥青路面再生技术与传统的沥青路面铺筑工艺,确实符合当今潮流,能很好的保护生态环境、提高资源利用率和降低公路建设费用。但相对于其他国家,我国现在的沥青路面再生技术还存在很多不足,难以确定旧沥青混合料集配,设计出来的生产配合比不能完全适应路面施工时的实际情况,确定旧沥青老化程度的方法不准确,不能准确反映现场拌合旧沥青的性能恢复情况,最终导致铺筑出来的路面性能落后于全新的沥青混合料路面。因此,需要严格监控现场铺筑路面的情况,实时并取料检测拌合沥青混合料集配是否合理;存放旧沥青混合料有一个良好环境,保持干燥,减小旧沥青混合料集配的变异性。对于沥青路面再生技术的研究,我们国家还有很长路要走,需要更多的专家、学者的共同努力。
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U45
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1007-6344(2017)04-0050-02
高福德(1978-),男,黑龙江省林口县人,副高级工程师,主要研究方向为道路、交通工程。