就地热再生技术在沥青混凝土路面养护中应用

2013-08-15 00:51段敏静
山西建筑 2013年1期
关键词:摊铺沥青路面沥青

段敏静

(河南中原路桥建设(集团)有限公司,河南南阳 473000)

公路作为国家的交通大动脉对经济建设发展具有举足轻重的作用,随着我国经济的高速发展,高速公路建设事业也取得了前所未有的成就,截止2011年年底,我国高速公路里程数位居世界第二[1]。伴随着高速公路的日益发展,在后期使用养护过程中:如何有效养护、节约能源成本使之产生长久效益已经成为了高速公路建设的重中之重。沥青路面在长期使用过程中,沥青结合料在各种外界因素如温度、水和紫外线以及车辆荷载等的共同作用下老化及集料的变异,加上车辆荷载反复作用形成的永久性车辙,使得路面需要经常维修以满足顺利通行要求。据有关资料统计,截止2006年,我国每年有约30%公路需要不同程度的维修养护,每年需要更换的沥青材料约2×106t[2]。然而采用传统的公路养护措施,大量的沥青路面被铣刨而丢弃,这不仅造成了沥青和石材的极度浪费增加维修成本,而且被废弃的沥青还会对环境造成一定程度的污染[3]。沥青混凝土路面再生包括厂拌再生工艺和就地热再生工艺,下面将分别介绍就地热再生技术的优点及其在公路养护中的应用。

1 就地热再生技术工艺及特征

1.1 就地热再生技术工艺

就地热再生是指采用专用设备对需要修复的沥青路面进行加热、现场铣刨,并根据需要加入适量新沥青、新沥青混合料和再生剂等,就地加热搅拌、摊铺、碾压成型的再生技术[4]。沥青路面就地热再生工艺一般分为表面再生、复拌型再生和加铺型再生三种工艺[5]。表面再生工艺:仅对老化的沥青混凝土进行加热、翻松,然后加入再生剂加热拌匀后摊铺压实,该工艺适用于表面老化沥青路面修复。复拌就地热再生:先向旧沥青混凝土中加入再生剂,然后加入新沥青混合料,将新旧料拌合均匀、摊铺、压实成型,该工艺主要适用于改善原路面材料级配不合理的状况。加铺再生:向旧沥青混凝土中掺加一定数量的新沥青、新沥青混合料和再生剂,摊铺、压实形成再生混合层,然后再在再生混合层上面就地摊铺一层新沥青原料,形成上表面层,压实成型,该工艺可以恢复路面的抗滑阻力并改善道路横坡度和加强沥青路面强度。

1.2 沥青混凝土路面就地热再生适用条件

沥青混凝土路面就地热再生只对旧路面表层3 cm~5 cm厚的沥青混合料进行再生,所以应用就地热再生的沥青混凝土路面必须满足:1)旧沥青混凝土路面平均厚度应该大于5 cm;2)沥青混合料向两侧的挤压变形小于5 cm;磨损消耗小于3 cm;3)龟裂率小于40%。但由于目前应用于沥青混凝土路面就地热再生工艺的都是大型专用机械,因此施工现场应有足够的再生场地[6]。

1.3 就地热再生技术特点

就地热再生技术具有以下优点:1)重新利用了破损路面的沥青原料,做到了变废为宝,显著降低了养护的成本并且实现了资源的再生利用;2)由于就地进行加热和搅拌因而消除了新旧路面之间的冷热不均导致的裂缝;3)将老化的、破损的路面转化为新的、平整的和耐久的面层;4)就地热再生具有最小的交通占用时间,断路施工的时间最短;5)可有效修护坑槽、车辙、搓板等路面病害;6)通过添加合适的再生剂、新沥青原料及聚合物等来恢复路面横截面和坡度,改善路面性能;7)再生路面达到寿命期还可继续再生利用[8]。但是就地热再生工艺也具有如下缺点:1)当路面损坏波及到基层以下时,则不能应用该技术;2)该工艺受气候因素影响较大;3)不适合于小型维修工程[2]。

2 就地热再生技术的应用

沥青路面再生技术从二十世纪七八十年代开始在美国推广,到1985年再生沥青混合料差不多占到全部路用沥青混合料的1/2。20世纪80年代之前,国外沥青路面再生技术主要采用厂拌再生工艺。20世纪80年代后,德国、加拿大、意大利及芬兰等国开始对就地热再生工艺技术进行了深入研究。20世纪90年代后期,研发了成套的就地热再生设备并形成了较完整的就地热再生技术和工艺方法,并在世界各国得到了很好的推广应用[9]。

中国从20世纪70年代初就开始进行了废旧渣油路面材料再生利用试验研究,在80年代初,一些地方开展了沥青路面再生技术的相关试验研究[10]。20世纪90年代初国内主要进行了就地热再生技术和工艺方法和部分配套设备的研究[11]。21世纪初,河北和江苏等省公路部门先后引进了德国维特根Remixer 4500和加拿大马泰克AR2000等就地热再生设备,并应用在京沪高速和京津塘高速等的养护工程中。2004年中国自主研发出了就地热再生机配套设备加热车如中联重科LR4500和美的威特6S等,并在高速公路就地热再生维修中进行了配套施工,取得了良好的效果[2]。英达沥青路面就地热再生成套设备及施工技术2009年通过了交通运输部组织的技术成果鉴定,专家一致认定该技术已经达到了国际先进水平。英达就地热再生技术适用于沥青路面表层出现裂缝、泛油、磨损、车辙、坑槽等病害或路用性能下降等损伤,已经在我国许多省市应用并得到了使用单位的一致好评[12]。

3 就地热再生技术的发展前景

就地热再生技术既满足了环保的要求,同时又是沥青混凝土路面最经济的养护方式,已在一些省市得到了推广和应用,但是应用的范围相比发达国家还较少,因此应该大力研发和推广就地热再生技术。就地热再生技术由于施工机械大型化导致一些较小的路面养护无法进行,因此就地热再生成套设备国产化和小型化应该是未来的一个研究方向。

[1] 李红英.就地热再生技术在沥青混凝土路面预防性养护中的应用[J].公路,2012(7):285-288.

[2] 高雁北,刘祥平,程松平.沥青路面就地热再生技术的发展及应用[J].筑路机械与施工机械化,2006(2):1-3.

[3] 黄治湘.就地热再生技术在衡大高速公路的应用[J].湖南交通科技,2012,38(1):45-49.

[4] 倪 玮,刘化学,刘 强.基于性能设计法的就地热再生混合料设计方法研究[J].路基工程,2012(1):92-95.

[5] 刘 兴,向 烨.沥青路面就地热再生技术适用性分析[J].北方交通,2010(8):6-9.

[6] 董平如,沈国平.京津塘高速公路沥青混凝土路面就地热再生技术[J].公路,2004(1):123-129.

[7] 杨 阳.大连至庄河高速公路就地热再生技术的应用[J].北方交通,2012(6):65-67.

[8] 严先荣.沥青混凝土路面就地热再生技术与应用[J].建筑与工程,2007(29):130.

[9] 孙祖望.沥青路面再生技术的现状与发展[J].建筑机械,2005(3):13-17.

[10] 陈启宗.加速中国沥青路面再生技术发展的建议[J].筑路机械与施工机械化,2004,21(6):4-7.

[11] 孙祖望,郭 诚.道路再生领域的重度思考[J].建筑机械,2005(3):7-9.

[12] 张晓强.谈英达就地热再生技术在道路养护中的应用[J].山西建筑,2012,38(29):184-185.

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