沥青混凝土路面再生技术探析
2017-08-01贺炜
贺 炜
(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)
沥青混凝土路面再生技术探析
贺 炜
(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)
对沥青路面再生技术在国内外的应用进行了概括,从就地冷再生、就地热再生、厂拌冷再生、厂拌热再生四方面,简要分析了沥青混凝土路面的主要再生方法,有助于实现道路建设的可持续发展。
沥青路面,再生技术,就地冷再生,厂拌热再生
1 国内外应用概括
沥青路面再生技术始于美国,由于当时的注意力大都投入在新路修建上,所以对这项技术并没有过多地投入,以至于被搁置了一段时间。到20世纪70年代世界上第一次石油危机的影响,人们才将目光重新转移到这项技术上。伴随着科学技术的进步与发展,以美国为代表的世界各国在研发再生材料、制造再生设备、探索再生工艺等领域内均取得了显著成果。统计数据显示,到20世纪90年代,再生沥青混合料的使用量趋于整体路用沥青混合料的50%,美国以趋于80%的利用率在再生技术方面占有主导地位。
与美国相比,世界上其他国家对该项技术的研究着手较晚。20世纪80年代开始,德国、芬兰、日本等国家才开始在对沥青废料的回收再生利用方面有所建树。这些国家主要对沥青废料加以收集和储存,经过再生工艺,再将其运用于路面养护、路面再生建设上。
表1为国际经合组织发布的国家路面再生利用情况数据。
表1 国际经合组织发布的部分国家路面再生利用情况
我国从20世纪70年代开始对其进行试验研究,但都主要将其作为废料利用,用于轻交通道路、人行道或道路垫层。近几年,面对大量需要维修养护的沥青混凝土路面,一些公路科研、生产单位开始将研究方向致力于旧路面的回收再生,经过不断地研发试验,我国在再生技术方面也取得了成果。比如,20世纪末同济大学将采用阳离子乳化沥青工艺的冷法再生施工技术应用于淮阜路,以及淮阴市公路采用乳化沥青再生旧料技术铺筑试验路。将针对AH-70沥青所研制的再生剂应用于沈大公路试验段。21世纪初期,我国首次将就地热再生技术应用于京津塘高。同期,上海浦东路桥公司利用就地热再生技术成功修复了沪宁高速上海段的上面层。同时,为了进一步规范路面再生技术,2008年国家出台颁布了相应的技术规范。
2 主要再生方法简析
2.1 就地冷再生
利用沥青再生设备,将旧沥青路面材料就地打碎(必要时进行筛分),加入适当的沥青及改性材料后拌和压实,以旧路面材料为主修筑道路的技术。
2.1.1 特点
该方法是在原路面上进行施工,施工方式及施工时间占有优势,因此降低了对设备的要求,减轻了对环境的污染,同时尽可能减少了运输工序,节省了施工成本。除常规的定义外,该技术还可以采取恢复路面表层沥青活性的方式,在原有路面上撒布再生剂,使其生成保护性封层,从而延长路面使用寿命。这显示出了该种方法在路面维修养护方面的可变性。但由于这种方法只适用于路面深度较浅(一般5 cm左右)的情况,所以限制了它的应用范围。因此,该方法一般只适用于低等级道路结构层或者乡村公路的翻修。
2.1.2 施工要点
在采用就地冷再生方法进行施工时需要注意以下问题。采用铣刨设备对旧路面进行铣刨破坏时,需要控制它的工作速度,以保证铣刨深度合理。施工碾压时要按照碾压原则来进行,控制好碾压的程度,防止由于碾压过度而造成材料破坏。就地冷再生技术需要相对温暖、干燥的施工条件,对气候条件要求高。在路面施工结束后通常需要两周的养生时间。
2.2 就地热再生
就地热再生是一种预防性养护技术。采用专用的就地热再生设备,对沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的新沥青、新骨料、再生剂等,经热拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。
它可分为复拌再生、加铺再生两种。其中,加铺再生法适用于破碎严重的路面。复拌再生法适用于破碎程度适中的路面,通过修复可以恢复沥青路面的特性。
2.2.1 特点
1)实现旧路面材料的充分利用,节省材料以及充分利用废弃材料,占地少。
2)施工简单,操作方便,路面再生效率高。
3)层间粘结为热粘结,有效防止了由于水分下渗造成的层间滑动、粘结不良的缺点。
4)维修时只需要封闭一个车道,对交通干扰小。
5)适用于仅存在浅层轻微病害的高速公路及一、二级公路沥青路面表面层的就地再生利用。
2.2.2 施工要点
使用现场热再生方法进行施工,现场施工质量较难控制。因为这是一个连续的动态过程,所以需要对路面进行实时检验。对于就地热再生过程中的热料所释放的有毒蓝烟,应采取行之有效的措施对其进行处理。由于施工地点的固定性,路面再生料不能转移使用。即高等级路面的再生料无法使用到低等级的路面。
2.3 厂拌冷再生
厂拌冷再生是将回收沥青路面材料运至拌和厂,经破碎、筛分后,以一定的比例与新集料、活性填料等进行常温拌和,常温铺筑形成路面结构层。
2.3.1 特点
1)主要用作基层或底基层,处理深度深,可以达到路表面以下15 cm的厚度,最大达到30 cm。
2)对于不能热再生回收的旧料(如改性沥青混合料、老化严重难于再生的混合料),可以有效解决旧料废弃和环境污染问题。
3)配合比质量能更好达到要求。
4)适应性好,尤其对于标高有控制的路段更具实用性。
2.3.2 施工要点
对乳化剂的选择方面,推荐使用与潮湿石料黏附性好的阳离子型乳化剂。运距不宜过长,以防在热季因乳液会很快破乳而造成油水分离。对于再生混合料的级配设计应作为一项重要考虑因素。再生后路面水稳定性差,易受水分的侵蚀和剥落,所以应该在预防水损害方面有所考虑。
2.4 厂拌热再生
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、新骨料等在拌和机中按一定比例重新拌和成新的混合料,从而获得质量更好的再生混凝土,铺筑成再生沥青路面。
2.4.1 特点
1)再生后的混合料可以运回原路面或其他工地摊铺,可充分地利用所有再生料。
2)一次性设备投入较少,再生混合料的质量较好控制。
3)重新铺筑的路面标高不会变化。
4)可以根据要求重新做配合比的设计,明确旧沥青回收料的添加比。
2.4.2 施工要点
对旧路面铣刨时应避免破坏基层,而且在对旧沥青路面材料回收时应注意勿使基层的粘土、粉尘等混入,注意回收料的储存和性能检测。为防旧沥青加速老化,旧沥青路面材料的破碎和筛分最好选在旧料即将使用前。预先将需要添加到再生剂添加到旧路面回收材料中,使其更好的发挥作用,改善旧料。在铺筑再生沥青混凝土时加强与老路铣刨面的结合。
3 结语
我国公路事业处于蓬勃发展的阶段,由于经济水平的提高,对于公路交通的要求也越来越高。旧有公路开始进入翻修阶段,高等级路面的维修养护的问题日渐呈现,旧沥青路面的再生技术成为新的话题。
我国沥青路面再生设备的开发尚处于起步阶段,路面破碎用的铣刨机及再生搅拌设备已能够自主生产。而铣刨机和就地冷再生机目前主要以进口为主。就地热再生机组由于设备成本高,其适用性尚未明确。
因此,沥青路面再生技术的理论研究、技术方法、工艺设备等方面是我们需要进一步探索的方向。我们希望通过对这些方面的研究,达到对资源的充分回收利用、对能源合理使用以及对环境的有效保护,以实现道路建设的可持续发展。
[1] 韦 琴,杨长辉,熊出华,等.旧沥青路面再生利用技术概述[J].重庆建筑大学学报,2007(3):128-131.
[2] 胡 勇.沥青路面再生方式适用性分析及选择[J].公路工程,2014(2):258-261.
[3] 莫丽威,张淑林.沥青路面再生工艺技术综述[J].北方交通,2011(2):14-15.
[4] 毛学功,郝培文.沥青路面再生技术及存在问题[J].建筑机械化,2010(5):39-41.
[5] 吕华彬,张 华,张伟先.沥青路面再生技术在道路养护的应用[J].工程技术,2010(5):16-17.
[6] 曹 乐,王修山.公路沥青混凝土路面热再生技术研究[J].道路工程,2012(14):39-42.
[7] JTG F41—2008,公路沥青路面再生技术规范[S].
[8] JTJ 073.2—2001,公路沥青路面养护技术规范[S].
Analysis on asphalt concrete pavement recycling technologies
He Wei
(AnhuiTrafficPlanning&DesignAcademyCo.,Ltd,Hefei230088,China)
The paper outlines the application of asphalt pavement recycling technology at home and abroad, and simply analyzes major asphalt concrete pavement recycling methods from four aspects of cold-in-place recycling, hot-in-place recycling, hot-mix plant recycling and cold-mix plant recycling, which will be good for realizing sustainable development of road construction.
asphalt pavement, recycling technology, cold-in-place recycling, hot-mix plant recycling
1009-6825(2017)18-0130-03
2017-04-08
贺 炜(1985- ),男,高级工程师
U416.217
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