浅谈沥青混凝土路面现场热再生施工工艺

浅谈沥青混凝土路面现场热再生施工工艺
摘要沥青路面现场热再生技术是一项利国利民的环保新型技术,其具有100%利用原路面旧料、环保型强、可节约材料费用、施工简便等技术优点。

本文主要就沥青混凝土路面现场热再生技术的施工工艺进行论述。

关键词道路工程;沥青混凝土路面;现场热再生
0 引言
沥青热再生技术是指将旧沥青路面通过各种措施进行处理后,如翻挖、破碎、筛分等,与再生剂(必要时)、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌合混合料,使其重新恢复路用性能的沥青混合料,然后重新铺筑成路面面层,让之能够达到重新使用标准的一种工艺技术。

目前,我国建于20世纪80年代晚期的高速路面,现大部分已进入大、中修期,大量的翻挖、铣刨沥青混合料等废弃将会造成材料的浪费和环境污染,且翻修所需的大量新石料,需大量开采石矿,也导致了我国森林植被减少、水土流失等严重的生态环境破坏。

而沥青再生技术,有利于处治废料、节约能源、保护环境,减少了新材料的开采,在高等级公路翻修建设上,可很好的降低建设成本,保护生态环境。

1 沥青路面现场热再生的概述
1.1 沥青再生的机理
老化沥青的再生,是利用沥青路面热再生联合机组,将需要翻修或废弃的旧沥青路面,就地加热软化旧路面、耙松、收集旧料(RAP),并根据再生剂调和沥青,使其性能改良,然后随机摊铺、捣实、熨平、碾压,形成新的沥青混凝土表面层,从而恢复沥青路面使用性能的工艺。

实际上,再生沥青是由旧沥青和新沥青材料组成,必要时加入某种组分的低黏度油料(再生剂),并加入适量的砂石材料,经过一定比例调配混合而成的一种调和沥青。

2003年6月泸宁高速公路就率先在我国利用沥青现场热再生技术进行路面修复处理。

1.2 现场热再生工艺的细分
依据所使用的工艺可将现场热再生细分为3种,即耙松整形再生、重铺再生和复拌再生。

1.2.1 耙松整形再生(其施工步骤见图1)
耙松整形再生一般耙松深度为20cm~25cm。

此法适用于修复破损不严重的路面,不需添加新料,修复后可消除车辙、泛油、小裂缝等病害,恢复路面的平整度,
改善路面使用性能。

1.2.2 重铺再生(其施工步骤见图2)
重铺再生法适用于破损严重的路面维修翻新和旧路面的升级改造施工,修复后与新建道路路用性能相同的全新路面。

1.2.3 复拌再生
先用加热设备把沥青路面烤热软化,再用铣刨机铣刨旧沥青层,然后按一定比例添加再生剂,再添加用来调整集配的新料,搅拌后将混合料收集排放到摊铺机上进行摊铺,最后用压路机碾实。

此法适用于中等程度破损的路面,修复后可恢复沥青路面的原有性能。

1.2.4 复拌加罩面再生
复拌后加罩一层磨耗层,用来改变路面的级配,提高路面的承载力和路用性能。

此法适用于重交通,上层损害较严重,承载力下降的沥青路面大中修工程。

1.3 沥青再生的优缺点
1)优点:经济效益显著,100%的利用旧料,节约了材料费用,也极大减少了旧材料、新材料的运输量,一般可降低综合成本20%~30%;通过先进的再生机组和成熟的再生技术,可完成再生加铺、重铺、重新整型等施工,现场加热,接缝及层间均热粘结,再生后路面质量好;一次性完成再生加铺,施工时间短,不必封路或中断交通,对交通的影响非常小;无废弃旧料,无铣刨的噪音污染,原路面旧料100%利用,能减少矿山资源开放,环保型强;可很好地矫正横断面的不平;如每隔3年~4年左右进行一次就地热再生的养护施工,并在一定程度上控制超载情况的发生,可将道路的大中修期推迟5年~7年,从而大大提高经济效益。

2)缺点:再生深度通常最大为6cm;无法除去已经不合适进行再生的旧混合料,级配调整幅度有限;对天气敏感性强,如遇冷天,施工效率较低;对含有矿渣和碎屑橡胶的热沥青混合料存在着不适合(这些物质具有很差的热传递性);无法解决软弱路基和基层的问题。

2 沥青混凝土路面现场热再生技术的施工
2.1 施工工艺流程
工艺流程:进行旧路面评价→再生沥青混合料设计→加热软化旧沥青路面→旧沥青路面磨耗层耙松1cm~5cm→回收旧料、添加新混合料、再生剂→再生机内热拌合、混合料再生(新集料、新沥青、再生剂)→摊铺再生混合料→碾压。

2.2 施工机械配备
主要施工机械为:热再生机组、压路机、自卸汽车等通用配套机械。

其中,热再生机组采用的是Wirtgen生产的Remixer4500型热再生机组,该机可以对旧沥青路面进行整形和整形加铺、复拌和复拌加铺等各种热再生施工,则其主要工作性能见表1。

2.3 施工质量控制指标
一般沥青路面现场热再生技术施工的主要技术质量指标为:压实度>95%;空隙率≤6%;平整度σ≤1.6mm;摩阻BPN≥50(竣工后即验收的数值);动稳定度>1500次/mm(对再生料)或>800次/mm(对新集料);马歇尔稳定度>7.5kN;残留稳定度>75%(对再生料)或>70%(对新集料)。

2.4 现场热再生施工要点
1)严格控制原材料质量。

施工时,应严格控制新加罩的AK-13新料、沥青、集料的质量及级配,同时还应严格控制现场热再生沥青混凝土的各种添加剂的批次,以确保原材料的质量符合规范的要求。

2)再生路面在加热的过程中,为使路面再生深度范围内的沥青混合料形成一个适当的温度场,为进一步的路面翻松创造条件,以避免对集料的破坏,维持原沥青路面的集料级配,应在一定加热时间内提高加热温度,或在一定加热温度下延长加热时间。

3)为使新添加的再生剂能更好的渗透到原路面老化的沥青内,实现再生。

因此,在搅拌过程中,应严格控制旧沥青料再生和新旧沥青料拌合的温度,适时地进行热量补充,以确保再生沥青混合料摊铺温度能保持在120℃~150℃左右。

4)在拌合的过程中,应严密检测再生沥青混合料的温度及其表观性状的变化,适时调整再生机的工作速度和再生剂的掺加量。

5)在摊铺时,一般用配置两套摊铺装置,前后相隔不足1m,现场热再生沥青混凝土和新加罩的厂拌新集料分别摊铺,同时进行,摊铺宽度均为3m~4.5m(施工中实际摊铺为1个车道的宽度)。

摊铺时,应确保再生料有足够的摊铺温度,以保证有足够的压实时间,使路面达到设计要求的密实度和其它一些路面结构要求。

同时,在摊铺的过程中,还应通过控制温度使再生料与原路面更好的粘结,即应保证铣刨过后的路面具有一定的温度,与混合料摊铺时的温度相同最佳,以提高再生料与原路面材料的粘结力,并可有效避免温度裂缝的产生。

6)沥青混凝土现场热再生的碾压工艺与常规摊铺碾压工艺基本相同,分初压、复压、终压3个阶段;要严格控制面层碾压的初、终压温度,初压温度应大于120℃,终压温度应大于80℃;碾压时,压路机应紧跟再生机对路面进行碾压,二者之间的距离不宜大于10m;待终压结束后,应由专人用3m直尺检测面层平整度,发现平整度超过规定时,应在表面温度较高时,根据前期测量制定的找平控制方案进行处理,
直至符合要求。

7)再生路面碾压结束后,应进行交通管理,待路表温度低于50℃后方可开放交通;需提前开放交通时,可适当洒水来降低路表温度。

3 结论
总而言之,沥青混凝土路面现场热再生技术是一种先进、成熟、高效且环保的沥青路面养护方法,其具有节约大量的沥青和石料、有利于处置废料、节约能源、保护环境,对交通干扰少、施工周期短、完工路段的路况与新路一样美观等优点。

因此,将沥青路面现场热再生技术应用于我国高等级公路上,具有显著的经济效益、社会和环境效益,值得推广。

参考文献
[1]朱建东.沥青路面现场热再生工艺在沪宁高速公路的应用[J].华东公路,2003(6).
[2]徐向东.沥青路面现场热再生研究[J].科学之友:下旬, 2010(4).
[3]孙才荫.沥青面现场热再生关键技术研究[J].交通标准化,2010(7).。