瀝青路面冷再生技術(shù)綜述
2015-07-15 
   1 前言

   截止2012年底我國公路里程已經(jīng)突破410萬公里,高速公路里程達到9.6萬公里。在我國已建成的高級和次高級路面中,瀝青路面的比重最大。每年12%左右的瀝青路面的維修改建產(chǎn)生大量被銑刨下來的舊瀝青路面材料(RAP),采用合適的再生方法,使得這些RAP得到技術(shù)上可靠、經(jīng)濟上合理的重新利用,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益,有利于可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)。因此,開展RAP再生利用技術(shù)研究,具有重大的現(xiàn)實意義。

   2 瀝青路面再生

   2.1再生方法

   根據(jù)美國瀝青再生協(xié)會(ARRA)的定義和分類,將瀝青路面再生分為:冷刨法,廠拌熱再生,就地?zé)嵩偕?,冷再生,全厚式再生?

   2.2冷再生的優(yōu)缺點

   冷再生主要指對原路面進行再生利用的過程中不需要熱能的使用。冷再生具有如下幾個顯著優(yōu)點:

  ?。?)可用于處治多種路面病害類型。

  ?。?)可大大減少路面中反射裂縫的出現(xiàn)。

  ?。?)可在不改變路面縱橫線形的前提下改善路面的結(jié)構(gòu)承載力。

   (4)可減少路面施工過程中對能源、集料、瀝青等的需求,從而可以降低工程成本。

  ?。?)可以減少環(huán)境污染,節(jié)約自然資源,有利于環(huán)保。

   3 冷再生方法

   3.1乳化瀝青冷再生

   3.1.1乳化瀝青概述

   乳化瀝青(簡稱乳液)是由兩種互不相容的物質(zhì)——瀝青和水通過機械分散而制得的瀝青乳濁液。

   乳化瀝青主要由瀝青、乳化劑、穩(wěn)定劑和水組成。乳化瀝青按微粒所帶電荷可分為陰離子型,陽離子型和非離子型3類;按破乳速度快慢又可分為快凝型、中凝型和慢凝型3種,而快凝型又有快凝(QS)和速凝(RS)之別。

   3.1.2乳化瀝青冷再生技術(shù)優(yōu)點

   乳化瀝青冷再生技術(shù)具有以下優(yōu)點:

  ?。?)可以有效地解決半剛性基層反射裂縫問題,延長瀝青面層使用壽命。

  ?。?)能夠節(jié)約大量的瀝青、砂石等原材料,節(jié)省工程投資,有利于廢料處理、保護環(huán)境,因而具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

  ?。?)拌和、施工工藝簡單,在路面壓實后可以立刻開放交通,縮短了施工時間又保持著同樣良好的養(yǎng)護效果。

  ?。?)施工期間無揮發(fā)物產(chǎn)生,利于環(huán)保;施工受季節(jié)和氣候影響較小。

   3.2泡沫瀝青冷再生

   3.2.1泡沫瀝青概述

   瀝青的發(fā)泡過程實際上是在膨脹腔內(nèi)完成的。需要選擇膨脹比較大、半衰期較長的發(fā)泡條件來制作泡沫瀝青。這也是進行室內(nèi)發(fā)泡試驗的最終目的,即尋找某瀝青得到最優(yōu)良發(fā)泡效果時所采用的發(fā)泡條件,這個發(fā)泡條件一般稱為最佳發(fā)泡條件。最佳發(fā)泡條件一般由瀝青溫度和發(fā)泡用水量組成,最佳發(fā)泡條件下的發(fā)泡效果稱作最佳發(fā)泡效果。

   3.2.2泡沫瀝青冷再生技術(shù)優(yōu)點

   作為一種實用性的路面技術(shù),泡沫瀝青冷再生具有多種優(yōu)點,主要如下:

  ?。?)可用于處治多種類型的材料,包括優(yōu)質(zhì)和劣質(zhì)的路面材料以及回收的路面材料等,通過泡沫瀝青穩(wěn)定處理,可增強待穩(wěn)定材料的強度、穩(wěn)定性及耐久性等;

  ?。?)通過穩(wěn)定處理舊路面材料,可解決廢棄物的堆置問題,減少環(huán)境污染,并可實現(xiàn)資源的再生利用;

  ?。?)泡沫瀝青冷再生過程中,僅需加熱瀝青,集料等不需加熱和烘干,因此可以有效節(jié)約能源;

  ?。?)由于泡沫瀝青在穩(wěn)定材料中的特殊分散方式,泡沫瀝青冷再生技術(shù)可節(jié)省瀝青結(jié)合料的使用量,從而降低工程成本;

  ?。?)泡沫瀝青結(jié)構(gòu)層施工期間無揮發(fā)物產(chǎn)生,利于環(huán)保,且施工受季節(jié)和氣候影響較小;

  ?。?)泡沫瀝青結(jié)構(gòu)層早期強度增長較快,施工后可立即開放交通(交通量不大的情況),無需長時間的專門養(yǎng)生。

   3.3乳化瀝青冷再生技術(shù)與泡沫瀝青冷再生技術(shù)對比

   在原材料方面, 2種冷技術(shù)所需原材料都容易獲得,乳化瀝青冷再生段所用RAP篩分為0~9. 5mm和9. 5~37. 5 mm兩檔材料,而泡沫瀝青冷再生段所用RAP沒有篩分。

   混合料配合比設(shè)計方面,種2冷再生混合料采用完全相同的強度、水穩(wěn)定性等等設(shè)計標準,設(shè)計流程也基本相同,只是冷再生混合料工程設(shè)計級配范圍有所區(qū)別。

   在施工工藝方面,泡沫瀝青冷再生的特點是施工受氣候影響較小,并且養(yǎng)生時間短,最多3 天后即可加鋪上部結(jié)構(gòu),在改造工期緊張情況下有時間優(yōu)勢,主要的施工控制點是泡沫瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量。但泡沫瀝青冷再生需要瀝青加熱和安全措施,以及專門的泡沫瀝青發(fā)生裝置和泡沫瀝青冷再生拌和設(shè)備。乳化瀝青冷再生的特點是施工控制相對簡單,施工工藝成熟,在國內(nèi)接受程度高,重要的施工控制點是碾壓的時機和含水量的控制,并且設(shè)備不需要專門改造。

   在工程成本方面,乳化瀝青再生比泡沫瀝青成本高10%左右。

   4 結(jié)論

   冷再生技術(shù),能夠節(jié)約大量的瀝青和砂石材料,節(jié)省工程投資,具有較好的社會經(jīng)濟效益。本文主要陳述了瀝青路面再生方法,并著重闡述了冷再生技術(shù)中的乳化瀝青冷再生技術(shù)以及泡沫瀝青冷再生技術(shù),對于其原材料和配合比設(shè)計以及它們的優(yōu)點進行了簡要論述。針對兩種瀝青路面冷再生技術(shù),需要通過中長期跟蹤檢測計劃來對兩種瀝青路面冷再生技術(shù)的使用效果來進行更全面評價。深入研究冷再生結(jié)構(gòu)強度形成機理,針對不同結(jié)構(gòu)類型的舊路面,與舊路調(diào)查資料一并建立數(shù)據(jù)庫,研究出適用的再生方案,逐漸建立一個再生結(jié)構(gòu)組成模型,為以后冷再生施工提供參考依據(jù)。
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