2015年公路監(jiān)理師道路與橋梁:瀝青路面再生技術(shù)

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　　1 國內(nèi)外研究概況

　　國外對瀝青路面再生利用研究，最早從1915年在美國開始的，但由于以后大規(guī)模的公路建設(shè)而忽視了對該技術(shù)的研究。1973年石油危機(jī)爆發(fā)后美國對這項(xiàng)技術(shù)才引起重視，并在全國范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛研究，到八十年代末美國再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半，并且在再生劑開發(fā)、再生混合料的設(shè)計(jì)、施工設(shè)備等方面的研究也日趨深入。瀝青路面的再生利用在美國已是常規(guī)實(shí)踐，目前其重復(fù)利用率高達(dá)80%。

　　西歐國家也十分重視這項(xiàng)技術(shù)，聯(lián)邦德國是最早將再生料應(yīng)用于高速公路路面養(yǎng)護(hù)的國家，1978年就將全部廢棄瀝青路面材料加以回收利用。芬蘭幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織舊路面材料的收集和儲(chǔ)存工作。法國現(xiàn)在也已開始在高速公路和一些重交通道路的路面修復(fù)工程中推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。

　　2 舊瀝青路面材料的性能

　　瀝青混凝土路面使用粘結(jié)力較強(qiáng)的瀝青材料作結(jié)合料，大大增強(qiáng)了礦料間的粘結(jié)力，提高了混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使路面的使用質(zhì)量和耐久性得到提高。瀝青混凝土路面具有表面平整、不滲水、行車舒適、噪音小等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。但它也經(jīng)常受到天氣、溫度、行車以及材料等方面的影響，以及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的原因，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種各樣的病害，而這些病害又對行車速度、路面使用壽命、乘客舒適性以及交通安全等帶來了有害的影響。

　　瀝青路面老化主要是瀝青的老化和骨料的細(xì)化。瀝青路面在車輪荷載作用下，承受著壓應(yīng)力，剪應(yīng)力和拉應(yīng)力等，同時(shí)瀝青路面長期暴露于大自然，會(huì)受到各種自然因素如氧、陽光、溫度、水、風(fēng)等的作用，致使混合料中的瀝青、骨料的性能發(fā)生物理、化學(xué)變化，并最終表現(xiàn)為瀝青混合料使用品質(zhì)下降。瀝青混凝土路面的損壞總體可分為兩大類，一類為結(jié)構(gòu)性損壞，包括路面結(jié)構(gòu)整體或其中某一部分的破壞，使路面不能支承預(yù)定的荷載;另一類為功能性損壞，它可能不伴隨結(jié)構(gòu)性損壞而發(fā)生，但由于平整度和抗滑性能等的下降，使其不再具有預(yù)定的功能，從而影響了行車質(zhì)量。

　　3 瀝青路面再生施工方法

　　再生瀝青路面的施工按溫度可分為熱法施工和冷法施工。熱法施工按施工工藝又可分為現(xiàn)場熱再生法和廠拌熱再生法。

　　3.1現(xiàn)場冷再生法現(xiàn)場冷再生法是用大功率路面銑刨拌和機(jī)將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎，再加入穩(wěn)定劑、水泥、水(或加入乳化瀝青)和骨料同時(shí)就地拌和，用路拌機(jī)原地拌和，最后碾壓成型。這種方法主要應(yīng)用于冷法施工中，且新添加的結(jié)合料是乳化瀝青，這種方法對設(shè)施要求較低，生產(chǎn)成本不高，但同時(shí)再生路面的品質(zhì)不是很好，目前該方法使用較少，主要是用于等級(jí)低的道路或鋪筑基層使用，國外多用于鄉(xiāng)村道路的翻修。

　　3.2現(xiàn)場熱再生法現(xiàn)場熱再生是一種就地修復(fù)破損路面的過程，它通過加熱軟化路面，鏟起路面廢料，再和瀝青粘合劑混合，有時(shí)可能還需要添加一些新的骨料。然后將再生料重新鋪在原來的路面上。一般用一臺(tái)大型"瀝青路面熱再生聯(lián)合機(jī)組"，先把瀝青路面烤熱軟化，再將舊瀝青層收集起來輸送到該機(jī)組中的雙臥軸連續(xù)攪拌機(jī)上，添加新骨料、補(bǔ)充新瀝青，攪拌后排到機(jī)組的攤鋪器上，攤鋪、搗實(shí)、熨平，再用壓路機(jī)碾壓，鋪成一條新路。現(xiàn)場熱再生可以通過單次操作完成，把原材料和需修的路面重新結(jié)合。或者是通過兩階段完成，即先將再生料重新壓實(shí)，然后在上面再鋪一層磨耗層。這種方法施工簡單方便，多用于基層承載能力良好、面層因疲勞而龜裂的路段，特別適用于老化不太嚴(yán)重，但平整度較差的路面。

　　3.3 工廠熱再生法工廠熱再生法在工廠中對回收的瀝青混合料進(jìn)行集中處理，是一種實(shí)用、靈活、簡便而又能保證質(zhì)量的瀝青路面再生技術(shù)。

　　工廠熱再生法就是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖后運(yùn)回拌和廠，再集中破碎，根據(jù)路面不同層次的質(zhì)量要求，進(jìn)行配比設(shè)計(jì)，確定舊瀝青混合料的添加比例，再生劑、新瀝青材料、新集料等在拌和機(jī)中按一定比例重新拌和成新的混合料，從而獲得優(yōu)良的再生瀝青混凝土，鋪筑成再生瀝青路面。利用這種方法，可以方便對已被翻挖的基層甚至路基的一些地段進(jìn)行有效的補(bǔ)強(qiáng)，瀝青層的重鋪則可以象新路施工一樣，分別按下面層、中面層、上面層(磨耗層)的不同技術(shù)要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，確定舊瀝青回收料的添加比例。

　　4 現(xiàn)場熱再生法的特點(diǎn)

　　在上述各種方法中，瀝青路面現(xiàn)場熱再生利用技術(shù)是一種具有國際水平的高等級(jí)技術(shù)，采用就地加熱、翻松、攪拌、攤鋪、壓實(shí)等連續(xù)作業(yè)，一次成型新路面，經(jīng)濟(jì)、高效、快速、環(huán)保、節(jié)約，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。當(dāng)瀝青路面表面層出現(xiàn)裂縫、泛油、磨損、車轍、坑槽等病害或路用性能下降，路面的損壞程度還沒有波及到基層時(shí)，都可以采用這種維修方法，使用先進(jìn)的現(xiàn)場熱再生機(jī)組，就地加熱舊路面，耙松、收集舊料，增加適當(dāng)?shù)男掳铻r青混合料、再生劑進(jìn)行機(jī)內(nèi)熱攪拌，隨即攤鋪，熨平，輾壓，即可快速開放交通，是一種連續(xù)式的現(xiàn)場熱再生作業(yè)方式。根據(jù)英達(dá)公司提供的資料，其“修路王” 現(xiàn)場熱再生修補(bǔ)方法與傳統(tǒng)方法相比，修補(bǔ)時(shí)間可節(jié)省5/6，作業(yè)人員節(jié)省1/2，舊路用材料完全利用，新瀝青混合料用量可節(jié)省1/2.因此，瀝青路面現(xiàn)場熱再生方法在近幾年的瀝青路面養(yǎng)護(hù)中得到了相對更為廣泛的應(yīng)用。

　　瀝青路面現(xiàn)場熱再生方法的主要特點(diǎn)是：

　　(1)任何直接重鋪或銑刨后再填補(bǔ)的工程都可以用熱再生的方法，舊路面混合料就地再生利用，不需要搬運(yùn)廢料過程及廢棄物堆放場地。

　　(2)能保存骨料的的完好，保留瀝青的組成及性能，100%地利用舊料。而傳統(tǒng)的工廠再生法只能利用40―50%舊料，新的設(shè)備能夠產(chǎn)生更高質(zhì)量的瀝青，它和新的瀝青混和料具有一樣的生命周期。

　　(3)不受大的交通流量的限制，與以前的維修方法相比，影響交通及沿途居民的程度小，施工結(jié)束就可以開放交通。

　　(4)施工產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音比其他施工方法小，有利于環(huán)保。

　　(5)此維修方法是以路面面層為施工對象，適于基層承載力良好，因面層疲勞而龜裂，車轍，破損的路面。損壞波及到基層以下時(shí)，原則上不適用，或必須首先對基層進(jìn)行處理?，F(xiàn)場熱再生一般不能糾正屬于結(jié)構(gòu)上的破壞。

　　(6)現(xiàn)場熱再生不能修復(fù)位于瀝青層以下較深位置的伸縮裂紋，可以達(dá)到最大深度為50mm的位置，在某種情況下，可以達(dá)到更深的再生深度。

　　(7)在實(shí)行現(xiàn)場熱再生方法前，路面上的大量冷混合料補(bǔ)丁，噴涂補(bǔ)丁，必須除掉。

　　(8)此方法是在路上加熱舊路面，容易受特殊氣溫的影響，寒冷季節(jié)一般不宜施工，天冷以及雨天時(shí)效率將有所降低。

　　5 現(xiàn)場熱再生法實(shí)際應(yīng)用

　　現(xiàn)場熱再生施工的主要設(shè)備是熱再生機(jī)組，其中關(guān)鍵部分主要是加熱板，它要提供高效的輻射熱能，對舊路面加熱既要時(shí)間短、并達(dá)到一定的深度;又不能過熱，使瀝青老化，失去再生的意義。能對整條車道進(jìn)行連續(xù)就地再生作業(yè)的設(shè)備一般具有路面預(yù)熱功能、熱銑刨功能、新料填加功能、拌和功能、攤鋪功能等。另外，根據(jù)修補(bǔ)面積的大小不等，加熱板最好有分區(qū)功能。

　　江蘇省京滬公司購買的ROADMIX KRM2000RS現(xiàn)場再生機(jī)可進(jìn)行單層再生和雙層再生作業(yè)。它配有2臺(tái)路面預(yù)熱器，能使銑刨鼓前路面表層溫度達(dá)到160℃，路面下60mm處達(dá)50℃。單層再生作業(yè)是新料與熱銑刨下來的舊料在攪拌器中充分?jǐn)嚢韬螅龠M(jìn)入攪拌器與熨平板之間的儲(chǔ)料倉，通過攤鋪和振動(dòng)熨平板形成新的路面，最終壓實(shí)由振動(dòng)壓路機(jī)或靜壓壓路機(jī)完成。雙層再生作業(yè)是在單層再生混合料作為底層，又通過第二熨平板將新料攤鋪形成1――2cm的磨耗層。由于底層與摩耗層均是由就地再生機(jī)進(jìn)行熱攤鋪和振動(dòng)熨平預(yù)壓作業(yè)，再通過壓實(shí)機(jī)械終壓成形，所以能保證路面的修補(bǔ)質(zhì)量及平整度得到很好地控制。江蘇省淮安市某條省道服務(wù)一定年限后，路面出現(xiàn)了較多微小的縱橫向裂縫，采用該機(jī)組進(jìn)行上面層瀝青現(xiàn)場熱。