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沥青路面再生技术发展现状及存在问题

2020-02-15裴鑫雨杨秀永张淑雅

建材与装饰 2020年28期
关键词:适用性施工工艺沥青路面

裴鑫雨,冯 晓,杨秀永,张淑雅,焦 一

0 引言

我国公路总里程已达484.65 万公里,在所有的路面类型中,沥青路面所占比重最大。而沥青路面在使用过程中总会受光、热、降水等环境因素以及车辆荷载等外界因素而导致沥青性质发生不可逆的变化,导致沥青的各项性能劣化。随着道路的长期使用,许多公路需进行养护维修。而旧路面的沥青混合料成了问题所在,大量堆积且无法处理的废弃混合料会影响环境污染,并造成经济损失。

国际上一些发达国家如美国、日本经过了长时间的研究,大大提高了对废弃沥青混合料的再生使用,而我国在过去的十几年中进入大规模的高速公路建设以及市政道路的完善,对旧沥青材料再生技术的研究暂缓了下来,致使旧沥青的回收利用率还处于一个较低的状况。

随着科技水平的持续进步,社会需求不断的增长,国家对旧沥青再生技术的关注程度不断提高,并在沥青材料、再生技术和设备方面已经取得了一定的发展,但仍存在许多问题,因此有必要重视和加强相关技术的开发和研究。

1 沥青路面再生技术

旧沥青路面基本分类包括:沥青表处、沥青灌入式、沥青碎石、沥青混凝土、改性沥青混凝土(SMA)等。旧沥青路面的再生就是在不浪费原有旧料的基础上,根据其不同现状设计相应的配合比,按比例加入各种再生料后重新拌和,以达到再生使用的目的。其基本原理就是将旧路材料集料分离、旧沥青加入新沥青、重新拌合成新的混合料、摊铺。

1.1 厂拌热再生概述

通常的制备方法是对旧的沥青路面进行破碎处理,根据旧沥青路面的类型进行科学的计算并制定符合实际条件的配合比,同时也需要关注沥青的所占比例。按照道路设计中制定好的比例合理添加新沥青,集料和沥青再生剂,以达到恢复废旧沥青各项性能且满足路用性能的目的。重新铺装道路面层时,需要准确结合道路上中下面层的使用需求合理地确定施工配合比。在处治道路中出现的车辙、磨损、裂缝等病害时,厂拌热再生得到了广泛的应用。

1.2 就地热再生概述

就地热再生技术利用就地热再生机组对旧路面进行预热使其软化并耙松,按照科学比例将旧沥青路面材料和新沥青、新集料、再生剂等放置在机器内加热搅拌。由于是现场施工,其作业连续性较好,针对未损害至基层的浅层病害,属于养护技术,对路面的强度要求较高,要求其病害深度一般在2~3cm 的表面处。

1.3 厂拌冷再生概述

厂拌冷再生技术的基本施工流程与厂拌热再生技术类似,但厂拌冷再生技术的再生剂一般采用水泥、乳化沥青或泡沫沥青等。

1.4 就地冷再生概述

就地冷再生技术可以根据当地的具体情况分为组合式或单台式进行,现场铣刨、粉碎、根据实际情况添加再生剂,经常规的施工工序,可迅速实现对一定范围内的旧沥青路面的再生,形成路面的基层或下面层。

1.5 全深式再生概述

全深式再生技术是属于冷再生技术的一种特殊工艺。主要内容是为了形成稳定的基层,将沥青层和部分基层材料进行就地再生处理。此技术大多采用水泥或石灰作为结合料,很少情况下单独加入乳化沥青和泡沫沥青。

2 不同方式优缺点及适用性分析

2.1 厂拌热再生

优点:旧沥青路面的沥青混合料可以得到重复且高效率的回收利用,经济效益较高;可以修复的路面破坏类型丰富如泛油、裂缝、车辙、松散等;对设备和工艺要求较低,现有技术条件能基本满足;再生后的混合料的各项性能满足国家规定,可用于沥青路面的表层。

缺点:沥青回收率低,存在资源浪费;生产效率低,时间周期长;出料时温度较低,再生后的物理性质较差,不便后期施工。

适用性:技术成熟,便于推广;可用于解决路面表面的缺陷、变形、开裂等相关问题并适用于对补丁的养护;回收的沥青混合料可与其他材料进行混合拌制,以获得合适的混合料。

2.2 就地热再生

优点:就地施工,减少运输量,降低成本;没有烦琐的施工工序,工程量小,效率高。

缺点:能解决的问题较少,只能处理表层问题;工作环境要求较大,施工环境温度应大于15℃,且路面不得有积水等要求;存在环境污染的问题。

适用性:适用于路面病害程度较轻,表面厚度为2~3cm 的路面再生;不适用于基层存在明显破坏和频繁修补的情况。

2.3 厂拌冷再生

优点:面层和基层的病害都可用此法修复;路面的几何性质不会改变;旧沥青混合料的使用量较大,生产效率高;节约资源,保护环境。

缺点:主要用于基层和底基层的修复,且需额外加铺罩面层;施工期间当地的交通所受的影响较大,工期较长;再生沥青混合料的力学性质不易成型,需要一定的时间,易造成施工工期的延误。

适用性:尤其适用于处治坑洞、车辙、横向裂缝等破坏;需要根据旧沥青混合料的类型考虑新材料的配置。

2.4 就地冷再生

优点:适用性强,常见的病害都能解决;旧料的回收率高,更多的废料能够再利用,以达到节约成本的目的;再生后的路面平整,行车舒适。

缺点:再生后的水稳定性较差且需要较长一段时间来养护;施工时需加铺一层沥青混合土罩面层;施工环境要求较高,需要达到一定的温度和干燥程度;质量得不到控制和保证。

适用性:适用于处治各种裂缝;解决下面层和基层的损害时常用此技术;适用于交通繁重且无法长期施工的路段

2.5 全深式再生

优点:工程造价较低;施工后路面抗冻性能提高;节约材料和能源,施工工艺环保,保护环境;可以消除横纵向裂缝和龟裂,提高行驶质量。

缺点:对施工的环境要求较高;处于研发初期,很多技术要点和施工工艺尚未成熟,仍需进一步改进;再生后的水稳定性存在问题。

适用性:用于路面等级居中的公路;再生材料通常可用于基层或低等级公路的下面层。

3 不同路面条件的技术选择及改进思考

目前,尚不存在一种足够先进的技术能够适用各种情况,则需对不同路面条件进行技术的择优选择:①某些路面若只是发生小规模病害且路面深度较浅,如乡村道路以及地基路面的表面层,结合经济性和施工便捷性,地冷再生技术就基本能满足要求;②若涉及基层和底基层,则应优先选择厂拌冷再生技术,但是这种技术对环境温度有一定的要求,不适宜高温环境,在我国高温地区不适宜使用该技术;③厂拌热再生技术的使用大多是为了满足高等路面的特殊需要,以高速公路为首的高等级路面的设计车速,交通量,交通荷载等都远不是其他一般公路能比拟的,所以需要更加成熟的再生技术以保障道路的各项性能;④就地热再生一般作为路面的养护措施,因其经济性较差,受诸多因素影响,大多出现在浅层病害的养护。

目前,我国的旧沥青再生技术在不断的进步,但尚未达到先进水平,施工制度和施工工艺还不完善,需同发达国家借鉴学习。但我认为在国内已有的大环境中,亦有诸多方面可待提高,如施工过程中所选取的再生材料和添加剂等是否达到质量要求,是否存在更优级的替代品;施工人员的质量责任意识是否合格;施工工艺是否按照程序要求科学规范的进行。施工工序一定要严格控制,压实度和接缝的位置等性能一定要得到实时检测,以更好地保证路面的平整度,全面提高路面的质量。

4 结语

随着私家车的数量急剧增长,公路的使用寿命受到了一定的影响,也对我国的公路养护工作带来了极大的挑战。为实现高效,节能,环保,安全等目标,沥青路面又作为了我国的主要路面类型,对发展沥青再生技术的重要性就不言而论。在针对不同路面条件时,需要考虑经济性、环保性、因地制宜等因素,采用相应的再生方式,使再生后的沥青路面更加契合实际需求。同时也存在一些问题急待解决,我国的旧沥青使用率仍待提高,施工工艺和设备也需继续改良,再生剂的性能也存在诸多问题。为解决这些问题,应加强旧沥青性能的研究,规范设计方法、施工标准、评价标准等,学习国外的先进技术,加快我国沥青再生技术的高质量、高效率、高水平发展,降低建设成本,降低资源消耗,保护环境,提高社会效益和经济效益。

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