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沥青路面再生技术的分类及应用分析

2015-06-05

山西建筑 2015年14期
关键词:旧料沥青路面沥青

王 勇

(山西省朔州高速公路有限责任公司,山西 朔州 036000)

沥青路面再生技术的分类及应用分析

王 勇

(山西省朔州高速公路有限责任公司,山西 朔州 036000)

结合我国路面快速恶化的现状,阐述了沥青路面材料循环利用的意义,并对沥青路面再生技术进行了分析,着重研究了不同类别的沥青路面再生技术的优缺点及其适用范围,以合理选用路面材料循环利用技术,形成可靠耐久、经济合理的路面再生设计方案。

沥青路面,热再生技术,优点,循环利用

0 引言

沥青路面材料循环利用是转变我国公路交通发展方式的重要内容。2012年9月,我国交通运输部发布《关于加快推进公路路面材料循环利用工作的指导意见》。在该文件中,要求“加快推进公路路面材料循环利用工作,到‘十二五’末,全国基本实现公路路面旧料‘零废弃’,路面旧料回收率(含回收和就地利用)达到95%以上。到2020年,全国公路路面旧料循环利用率达到90%以上,高速公路路面旧料循环利用率达到95%以上”。

据测算,我国仅干线公路大中修工程,每年产生的沥青路面旧料就达1.6亿t,水泥路面旧料达3 000万t。目前,我国的公路路面材料循环利用率还不到30%,远低于发达国家。因此,在我国推广和应用路面再生技术,对加快推进公路路面材料循环利用,促进公路交通事业可持续发展,节约资源、降低排放及保护环境具有重要意义。

1 沥青路面再生技术及分类

近年来,我国沥青路面里程不断增长。但随着车流量的迅速增大,在行车载荷和环境的不断影响下,路面状况恶化速率日益加快。我国早期修筑的很多路面都需要进行大中修。在传统的大中修工程中,传统工艺包括铣刨、废料运输、摊铺、翻新等,甚至全部使用新料重建,不仅造成资金资源浪费,还导致废料堆积的环境污染问题。

沥青路面再生,就是将废旧沥青路面通过进行翻挖等程序回收,再经过破碎筛分等工序后,经过与再生剂、新集料及沥青等材料按照设计配合比重新拌和,最后重新铺筑形成新路面的过程(见图1)。路面再生技术分为冷再生、热再生和全深再生。

在欧美发达国家,路面再生技术是一种成熟先进的路面养护技术,如在美国,日本等国家均得到了普遍推广和应用。自20世纪80年代起,我国开始接触和推广路面再生技术。近年来得到了成功应用,如京石、沪宁、成渝等高速公路上均采用了热再生技术。在江苏、浙江、湖北、辽宁等省市,我国也逐步开展了冷再生技术的研究和应用。可以说,路面再生技术得到了我国各级路面养护部门的青睐,近年来得到了普遍应用和推广。

路面再生技术是潜力巨大、效果突出的建设养护环保技术之一。对推动资源节约型和环境友好型行业建设,增强交通运输行业节能减排工作,实现公路交通事业的可持续发展具有重要意义。

2 热再生技术

热再生分为厂拌热再生和就地热再生。

2.1 厂拌热再生技术

厂拌热再生,通过将旧沥青路面铣刨产生的废旧料运输到拌和工厂,经过对废旧料进行破碎、筛分后存储。根据新筑路面的要求进行配合比设计,从而确定废旧料的掺量。通过在废旧料中掺加新集料、沥青和再生剂进行加热拌和后,从而生成新沥青混合料(见图2),最后重新铺筑形成新路面。

该法的优点:

1)可以重复使用旧沥青路面材料,具有较高的经济性。

2)该法可有效修复沥青路面大多数破坏,如裂缝、泛油、松散、车辙等常见病害。

3)再生混合料有HMA混合料相同的路用性能,可以用于沥青路面的表层。

4)与传统的热拌沥青混合料相比,该法的施工成本不会显著增加。两者的施工工艺及施工机具基本相同,仅需对拌和设备进行较小改动。

存在的不足:废旧沥青混合料回收率低,旧沥青混合料的利用率低于50%,对新料的需求大于50%;混合料生产效率低,加工成本高,工期长;施工对交通的干扰较大、运输费用较高;旧沥青路面用铣刨破坏了原混合料中的部分石料。由于混合料要加热到150 ℃,加速了沥青的老化;出料温度略低,可供碾压的时间相对较少。

厂拌热再生技术配合比设计、施工质量控制、质量保证都比较成熟,但使用的拌和楼需要进行改造。可用于处理表面缺陷、变形、荷载与非荷载引起的开裂以及养护。

2.2 现场热再生技术

现场热再生,即通过对原有路面采用就地加热使其软化,将软化的废旧路面材料收集后,通过添加新料和再生剂进行热搅拌后形成新沥青混合料随即摊铺(见图3),再经过碾压等工序形成新路面的过程。可分为:

1)表面再生:只添加再生剂,充分拌和松散的再生混合料,然后摊铺压实。

2)复拌再生:翻松后的材料与新沥青混合料在复拌机中拌和均匀,然后摊铺压实。

3)重铺再生:在表面再生或复拌再生的基础上,再铺设一层新沥青混合料加铺层,最后再生层与新混合料加铺层一起同时碾压。

该法的优点:工序少,工期短;节约运输成本,降低工程造价;能保证路面的高程和桥梁的净空。

存在的不足:只能处理表层病害;要求有大的工作平面;施工中产生烟雾污染环境。

现场热再生技术要求路面有足够的承载能力,且路面表面没有积水时方可使用,施工气温应大于15 ℃,仅对表面为25 mm~50 mm的旧路面可进行热再生,旧沥青面层厚度不得小于75 mm。否则,面层过薄容易导致基层在翻松过程中出现开裂、松散等问题,造成老路基层明显破坏。

3 冷再生技术

冷再生分为厂拌冷再生和就地冷再生。

3.1 厂拌冷再生

厂拌冷再生,先使用特定设备将旧沥青路面翻松后,将其运回拌和厂。废旧料通过破碎、筛分等工序分类存储。再按照新筑路面要求进行配合比设计确定废旧料的掺量,再按要求在废旧料中掺入新料和再生剂后进行拌和并生成新混合料(见图4),最后重新铺筑形成新路面。

该法的优点:可用于修复面层和基层的病害;不改变路面几何特性;生产率高,RAP材料用量大;节约能源,减少空气污染。

存在的不足:主要是用于基层或底基层;施工对交通的干扰较大、运输费用较高。

厂拌冷再生技术可用于修复面层和基层的病害,也可用于下面层、基层或底基层,处治横向裂缝、车辙、坑洞,表面不规则破坏等。

3.2 现场冷再生

现场冷再生,通过在自然环境温度下,连续完成旧路面铣刨、添加新料(水泥、水、骨料)、充分拌和等工序后,就地进行碾压形成新的路面的过程(见图5)。

该法的优点在于能够彻底的解决各种路面病害,如纵横缝、

坑洞、车辙、不规则裂缝等,减少沥青路面的反射裂缝,延长路面的使用寿命,行车舒适性高。使用该法旧料利用率高,节约运输成本,降低工程造价,节约能源,减少了烟尘、废气对环境的污染。

存在的不足:需加铺热拌沥青混凝土罩面层,施工质量控制难以控制,养护时间长;在施工时,要求相对暖和、干燥的施工环境,气候条件要求较高;新路面的水稳定性较差。

现场冷再生技术可用于下面层、基层或底基层施工,处治表面层以下的沥青层车辙、荷载引起的块裂、温度开裂以及路面养护,对交通的影响较小,适用于交通量大、封闭时间不能过长的路段。需要一定的养护期,后再摊铺上面的结构层。

4 全深再生

全深再生是特殊的冷再生技术的一种,其基本原理是将沥青面层和一定厚度的下卧层全部进行再生处理,从而形成新的稳定基层。

该法能显著提高路面质量,将原路面的龟裂,裂缝等进行相对彻底的处治,有效提高路面抗冻能力;节约材料和能源,消除粉尘、烟尘,避免材料废弃,工艺环保;工程造价低。

但该法的不足也是明显的。首先,施工中对气候环境要求较高。同时,需采用加铺热拌沥青混凝土罩面层的方法来解决新路面水稳定性差的问题,养护时间长。

该法还没有成熟的经验以供参考。

5 再生方案选择需考虑的因素

在再生技术的选择时,应结合工程实际情况以及各种再生技术的适用性及技术成熟可靠情况,综合考虑路面结构类型及各结构层材料特性、导致路面破坏的主要类型及原因、改造后路面的耐久性使用要求及交通特征、再生结构层技术性能指标、改造投资及建设的时间及通行要求等因素,合理选用路面材料循环利用技术,形成可靠耐久、经济合理的路面再生设计方案。

[1] 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):17-18.

[2] 田 野,高 祎.旧沥青路面再生技术浅析[J].吉林交通科技,2013(4):22-23.

[3] 倪富健.再生技术在中国沥青路面中的适用性分析[Z].2006.

Analysis on classification and application of asphalt pavement recycling technology

Wang Yong

(ShanxiShuozhouHighwayCo.,Ltd,Shuozhou036000,China)

Combining with domestic pavement rapidly deteriorating conditions, the thesis describes the meaning for asphalt pavement material recycling and utilization, analyzes asphalt pavement recycling technology, mainly studies advantages and disadvantages and application scope of different asphalt pavement recycling technology, with a view to rationally select pavement material recycling technology and form durable and economic pavement recycling design scheme.

asphalt pavement, hot in-place recycling technology, advantages, cycling and utilization cycling and utilization

2014-08-29

王 勇(1971- ),男,工程师

1009-6825(2015)14-0158-02

U416.217

A

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