瀝青路面冷再生技術(shù)探討
2015-07-15
引言
新型工藝的冷技術(shù)一般都是以再生技術(shù)為根本性控制手段的，也是主要采用冷再生技術(shù)將原有的冷再生設(shè)備的路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行控制，并在重新控制之后進(jìn)行的有效調(diào)整，采用冷再生設(shè)備將原有的破壞路面的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行控制，在重新破碎后加入一些新的穩(wěn)定劑，從而形成路面結(jié)構(gòu)層的技術(shù)性控制，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)的有效、環(huán)保以及快速的發(fā)展。
一、瀝青路面冷再生技術(shù)的原理
瀝青面層的路面材料施工過程中出現(xiàn)破碎情況或者是與集料相一致的調(diào)整比例進(jìn)行拌和，那么在常溫的條件下就需要將再生劑或者是穩(wěn)定劑等拌和后形成新的均勻混合料，成為路面結(jié)構(gòu)過程中的一個(gè)新的層次，也能有效的滿足路面的使用性能。
在瀝青路面冷再生材料的常用的穩(wěn)定劑以及使用手段是：泡沫瀝青、乳化瀝青。就地冷再生技術(shù)的優(yōu)勢(shì)如下：
1、是一種環(huán)保、節(jié)約的道路維修技術(shù)，同時(shí)施工過程中不損壞路基。
2、再生層的質(zhì)量可以保證。現(xiàn)代化的專用再生設(shè)備，采用先進(jìn)的電腦控制，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)銑刨深度和速度的控制，以及各類添加劑計(jì)量的精確控制。此外，銑刨轂在拌和艙內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)完成了銑刨與拌和，材料拌和均勻，減小了原路面材料的變異性。
3、施工簡(jiǎn)便、效率高?，F(xiàn)代化的專用就地再生設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)率，通過一次作業(yè)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)老路的維修，施工組織簡(jiǎn)便，對(duì)交通干擾小，而且尤適用于大交通量、不中斷交通施工的道路。
4、由于就地冷再生技術(shù)，在節(jié)約材料、減少運(yùn)輸?shù)确矫娴奶攸c(diǎn)，使得其使用成本與傳統(tǒng)維修方法相比，可以明顯減少造價(jià)，是一種經(jīng)濟(jì)型的道路維修工藝。
二、瀝青冷再生技術(shù)的特點(diǎn)
基于瀝青冷再生的原理（瀝青的發(fā)泡原理）這種現(xiàn)象，即當(dāng)冷水（室溫）摻入高溫液態(tài)瀝青（140℃以上）就會(huì)產(chǎn)生微細(xì)的泡沫而膨脹。膨脹的體積可達(dá)10倍以上，并持續(xù)數(shù)秒的時(shí)間后恢復(fù)原來的體積。該過程只是瀝青的物理性質(zhì)發(fā)生變化，表現(xiàn)為粘度降低，容易分散到冷濕骨料中。泡沫瀝青與冷骨料拌和后產(chǎn)生的泡沫瀝青混合料，是以細(xì)骨料為核心，均勻分布在骨料之間形成砂漿，進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，砂漿被擠碎，潰散為粘結(jié)劑，使骨料與骨料以“點(diǎn)焊”形式粘結(jié)在一起。
三、泡沫瀝青冷再生混合料的特點(diǎn)
1、泡沫瀝青可再生材料廣泛（包括瀝青面層材料、半剛性基層材料、新石料）；
2、較水泥等無機(jī)穩(wěn)定材料更有柔性、耐疲勞，可以消除反射裂縫問題，延長(zhǎng)使用壽命；
3、泡沫瀝青由于只裹覆細(xì)集料，形成不連續(xù)的“點(diǎn)焊式”連接，因此具有較高的抗剪切性能，由于在重載交通下較好的抗車轍能力；
4、泡沫瀝青采用機(jī)械物理方式改變?yōu)r青粘度，因此其混合料性能穩(wěn)定，受其他因素影響小，儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)；
5、養(yǎng)生期短，可以顯著縮短施工工期。泡沫瀝青冷再生混合料早期強(qiáng)度高，短期養(yǎng)生2～3天后可以開放交通；
6、施工受季節(jié)和氣候影響小。在小雨和平均氣溫10℃以上均可進(jìn)行正常施工；
7、造價(jià)便宜，僅為熱瀝青混合料成本的1/3至1/2，是乳化瀝青冷再生混合料的2/3，這是最近幾年對(duì)施工項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)成本核算得來的，詳見下表。
四、泡沫瀝青冷再生混合料的設(shè)計(jì)方法
1、銑刨料樣品試驗(yàn)：級(jí)配分析、含水量、瀝青含量。
2、添加新料類型及級(jí)配：
根據(jù)銑刨材料級(jí)配和合成級(jí)配范圍，確定新加料的類型及級(jí)配；確定水泥等活性填料的用量；選擇2～3種級(jí)配組合；
3、室內(nèi)混合料試驗(yàn)步驟；
?。?）、添加水（80%最佳含水量）；
（2）、添加泡沫瀝青（通常2.1；2.3；2.5；2.8%）：使用WLB10將泡沫瀝青直接噴入拌和鍋里；
（3）、制備馬歇爾試件-75次/面；
?。?）、40℃條件下養(yǎng)護(hù)72小時(shí)；
（5）、25℃條件下對(duì)干、濕試件進(jìn)行劈裂試驗(yàn)。
五、就地冷再生施工工藝及質(zhì)量控制
施工中添加的各種集料按照由粗到細(xì)的順序攤鋪整平，且要打格控制用量；為了不影響瀝青發(fā)泡效果施工時(shí)的溫度應(yīng)不小于160°；發(fā)現(xiàn)瀝青出現(xiàn)條狀或結(jié)團(tuán)時(shí)，應(yīng)立即停止施工，檢查再生機(jī)噴灑設(shè)備，有成塊的瀝青混合料要及時(shí)清除；縱橫接縫時(shí)為了保證全幅路面的再生施工，必須保證相鄰兩個(gè)再生幅面具有一定的搭接寬度。
用平地機(jī)進(jìn)行整平工作以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高和橫坡度，刮平后多余的混合料用于路肩和平交道口硬化；對(duì)泡沫瀝青再生料應(yīng)及時(shí)壓實(shí)，對(duì)于直線和不設(shè)超高的平曲線，由兩側(cè)路肩向路中心碾壓，設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外側(cè)路肩進(jìn)行碾壓，由該工程的試驗(yàn)得出膠輪壓路機(jī)碾壓遍數(shù)控制在9遍。對(duì)于路面面層現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)，其適用條件是：路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合承載要求和道路排水設(shè)施完好。如果道路結(jié)構(gòu)層變形或受到破壞，冷再生前就應(yīng)首先對(duì)路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。路面面層現(xiàn)場(chǎng)冷再生維修適用的路面厚度約為6mm～13mm。下面三種情況都適用：
1、由于路面老化、高溫?fù)p害、疲勞和反射裂紋所造成的路面裂紋。
2、由于混合料的不穩(wěn)定性、擠壓和粗糙的材料使路面形成車轍所造成的路面變形。
3、由于斷裂、瀝青泛油以及層面之間的粘接力降低所造成的路面完整性破損。深層復(fù)拌現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)的適用條件是道路穩(wěn)定層的再生改造工程。與面層現(xiàn)場(chǎng)冷再生相比，現(xiàn)場(chǎng)復(fù)拌冷再生技術(shù)的主要特點(diǎn)是能夠適應(yīng)道路深層的再生改造要求，對(duì)路面基層進(jìn)行再生處理時(shí)，拌和深度范圍一般為10cm～20cm，處理土基穩(wěn)定層時(shí)，拌和深度可達(dá)40cm。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，只要混合料中5mm以上的粒料占30%以上，該舊路就有利用其作為再生基層的可能。因?yàn)橛凶銐虻拇蠊橇暇湍軌蛐纬稍偕鶎拥墓羌芙Y(jié)構(gòu)，使再生基層具備一定的承載能力。
六、冷再生技術(shù)的展望
隨著道路使用年限的增加，我國(guó)相當(dāng)比例的瀝青路面陸續(xù)進(jìn)入了大中修養(yǎng)護(hù)期。傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)維修方法存在的舊料沒有合理利用、路面材料與能源消耗大等問題，公路養(yǎng)護(hù)維修面臨重大技術(shù)難題。泡沫瀝青冷再生技術(shù)作為一種新型再生施工方法，在當(dāng)前我國(guó)瀝青路面進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期而傳統(tǒng)的翻修手段又存在明顯不足背景下，具備明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?
“十二五”規(guī)劃中交通運(yùn)輸部文件《關(guān)于印發(fā)“十二五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要的通知》提到到“十二五”末（2015年），高速公路和國(guó)省干線養(yǎng)護(hù)工程中材料再生使用率須分別達(dá)到90%和70%?！督煌ㄟ\(yùn)輸部關(guān)于加快推進(jìn)公路路面材料循環(huán)利用工作的指導(dǎo)意見》也提到到2020年全國(guó)公路路面舊料循環(huán)利用率達(dá)到90%以上，高速公路路面舊料循環(huán)利用率達(dá)到95%，普通公路路面舊料循環(huán)利用率達(dá)到85%。2012年底我國(guó)公路里程已達(dá)405萬公里，目前相當(dāng)比例的瀝青路面陸續(xù)進(jìn)入了大中修養(yǎng)護(hù)期，我們的公路行業(yè)將面臨著巨大的機(jī)遇和美好前景。
結(jié)束語
通過路面再生，可以使瀝青路面維修產(chǎn)生的回收瀝青路面材料（RAP）得到重復(fù)使用，既可節(jié)省大量材料資源和資金，也可避免環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和可持續(xù)發(fā)展，符合建筑節(jié)能、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求。
回收瀝青路面材料（RAP）得到重復(fù)使用，可以節(jié)約路面維修的材料成本10～30%。通過“瀝青冷再生就地拌和列車”與銑刨機(jī)、攤鋪機(jī)械和壓路機(jī)共同組成瀝青路面就地連續(xù)冷再生施工機(jī)械連動(dòng)線，可以比常規(guī)施工提高工作效率10～20%。
