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[摘要]我国每年有大量的沥青路面需要翻修,若按现有路面维护技术进行养护维修,必将产生大量废弃沥青路面材料,这样将征用宝贵的土地资源来堆放,并对环境产生新的化学污染。
[关键词]:道路工程;路面;沥青混合料;再生利用
一、沥青再生技术的分类
1.厂拌热再生
厂拌热再生技术先将旧沥青路面铣刨后运回工厂,通过破碎、筛分,并根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标,掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂进行拌和,使混合料达到规范规定的各项指标,按照与新建沥青路面完全相同的方法重新铺筑。
2.厂拌冷再生
厂拌冷再生混合料主要用作基层或底基层。先铣刨旧沥青路面材料运回稳定土搅拌厂,经过破碎作为稳定土骨料,加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化沥青等一种或多种稳定剂和新料进行搅拌,然后铺筑于基层或底基层。
3.就地热再生
就地热再生技术也称为表层再生技术。该技术通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序,一次性实现就地旧沥青路面再生,具有无须运输废旧沥青混合料,工效高。
4.就地冷再生
就地冷再生主要有两种方式。一种是利用专用再生机械在现场铣刨、破碎、加入新料、拌和、摊铺和预压,再由压路机进一步压实。另一种方式是在旧路面上洒布再生剂封层,再生剂能渗入5一6mm,恢复表层被氧化沥青的活性,并形成抵抗燃油泄漏的封层,延长路面的使用寿命2一3年。
5.全深再生
全深再生是将沥青面层和部分基层材料处理后形成的稳定集料基层,工序与就地冷再生方法基本相同,所需设备比较庞大。全深再生法可对沥青面层和一定深度范围内的下卧层相料进行处治以生产出稳定的基层。
二、国外关于再生沥青路面施工的发展情况
目前,在北美和欧洲国家已存在可满足不同修复要求的几种技术,如废旧沥青路面完全再生利用技术,将需要翻修或废弃的旧沥青路面及部分基层经过铣刨、破碎,再和新沥青材料、新集料适当配合,重新拌和,形成具有一定路用性能的再生沥青混合料。该技术包括厂拌热再生、厂拌冷再生、就地热再生和就地冷再生等。在施工过程中,现场热再生具体可以分为三种类型:整形法、重铺法和复拌法。
1.整形法
此方法最早被美国犹他州的一个承包商在1930年开发,但直到1960年才被普遍采用。到1970年,这种技术发展成为一种更复杂的系统,它可以简单地概括
为以下步骤:l)加热旧的沥青路面;2)翻松加热过的路面;3)加入适量的再生剂;4)搅拌,用螺旋布料器铺平松散的混合料;5)用普通的压路机压实。
其特点是适合修复破损不严重的路面,修复后可消除车辙、龟裂等变形,恢复路面的平整度,改善路面性能。
2.重铺法
重铺法是用复拌机在整形法的基础上,把旧路材料翻松、搅拌均匀后作为基层,同时在上面再铺设一层新的沥青混合料作为磨耗层,形成全新材料的路面,最后用压路机压实。这种方法适用于破损较严重的路面维修翻新和旧路面升级改造施工,修复后形成与新建路面性能相同的全新路面。其步骤为:l)预热路面;2)用齿或旋转的转子翻松并铲起旧路面;3)加入再生剂;4)搅拌再生剂和松散的混合料;5)铺平再生料并压实;6)再铺一层新的热混合料。
3.复拌法
如果一些矿物集料或新的热沥青混合料要加入与翻松过的材料搅拌时,这种方法可以提高现有路面的厚度或者通过改变骨料的级配或调整再生剂的性质从而提高旧的沥青混合料的等级。这种过程有时和重铺过程有点相似,但通常是比重铺更彻底的加热和拌和。复拌法适用于维修中等程度破损的路面,修复后可以恢复沥青路面的原有性育旨。
三、我国沥青路面再生方法和设备的评价
1.就地冷再生
这种方法并不是真正意义上的沥青路面再生,只是把旧沥青混合料当作一种粒料加以利用,浪费了昂贵的沥青资源,其“再生”的质量很难达到沥青面层的质量标准,只能用作基层或用于低等级道路的翻修。
2.现场热再生
这是目前在国外推广的方法。具体就是采用“沥青路面热再生联合机组”,包括红外加热器、路面铣刨机、强制式搅拌机、混合料摊铺机、热沥青罐、新骨料仓等装置以及行走驱动装置。
结合国内实际情况来看,我国需要维修的沥青路面基本上没有路况损坏程度均一的路段,旧沥青层的损害程度不一致,而该设备仅能以一种统一的铣刨深度进行翻修作业,重铺路面的承载力不一致,若要求在再生作业中随时改变处理深度,则难度更大,在实用上比较难以接受。
3.工厂热再生
工厂热法再生沥青混合料的工艺要点主要有以下几点:
1)新骨料的加热干燥、新沥青的加热保温都与普通沥青混凝土搅拌站相同。由于旧沥青混合料需要加热,而旧料中的沥青在高温下会分解,不能与新骨料在烘干筒里一同加热,因此如何对旧沥青混合料进行有效升温是一个需要解决的问题。
2)旧沥青混合料的各组分经预先检验后,根据其老化程度和再生路面结构层的使用要求来进行配合比设计,值得注意的是,对旧沥青混合料计量时,由于其在加热前后的物理性质不同,如果先计量后加热,则计量方法与新的冷骨料计量一致,精度容易得到保证;但若先加热后计量,加热后沥青混合料已成粘糊状,计量的精确性就会大打折扣。所以旧沥青混合料的计量方法及计量装置也是一个问题。
四、沥青路面再生设备开发的建议
1.修补坑洞的小型沥青热再生机。就地将旧料重融再修补,挖开的旧沥青混合料可完全利用。需要解决的是旧沥青混合料的加热方式问题,目前一般是在一个鼓式搅拌筒里用名火加热旧沥青块,容易老化。可以开发一种采用隔离式旧沥青混合料加热法的搅拌机,要求其具有新骨料(有两种级配以上)和新沥青的计量装置,以及温控装置。
2.就地热法沥青路面再生机。这种设备结构庞大、造价高,鉴于我国国情,在比较长的一段时间内,在我国沥青路面再生工程中不会有大的市场。
3.工厂热法沥青路面再生设备。这种设备实用、灵活、简便,能够保证工程质量、达到高速公路沥青路面的技术标准,既可以用于沥青路面的再生,也可用于新沥青路面的施工。因此,开发“工厂热再生”的沥青混凝土再生设备是符合我国国情的。
五、需进一步研究的问题
1.抽提沥青所用溶剂
由于三氯乙烯破坏臭氧层,并且对人体健康危害极大,故本文以澳乙烷取代三氯乙烯,这只是权宜之策。因为澳乙烷对人体健康同样具有副作用。据研究调查表明,澳乙烷对人体生殖系统有损害作用。国内外至今还未找到一种对人体及环境完全没有危害的溶剂。
2.回收沥青试验传统试验方法由于加热时间较长等因素,沥青老化现象比较严重,影响后继试验对旧沥青品质的评价。
3.再生剂的开发与应用
通过向油分中混溶增粘树脂来提高再生剂的抗老化性能,基本解决了我国传统再生剂抗老化性能差的问题。但再生剂对不同组成的旧沥青的再生改性作用是不同的,如果具体到大规模的旧沥青路面的再生利用,则应根据旧沥青的性能有针对性地研制生产实用的再生剂。现在国外许多再生剂的生产是从石油工业中直接提取树脂和油分,这种再生剂具有很好的稳定性。
4.再生沥青路面的施工技术
我国目前还缺乏高等级沥青再生路面施工的实践和经验,还应在借鉴国外先进经验的基础上,结合我国实际情况摸索出一整套施工方法,同时,还应开发出适合我国国情的沥青再生设备。
5.经济性分析
对旧沥青路面进行再生利用,显然具有明显的经济效益。但在破碎施工、使用再生剂等过程中,也产生一系列的额外费用。分析再生沥青路面的经济性,可结合工程铺筑试验路段进行长期观测研究,进行技卞经济分析对比。
6.沥青再生相关规范的制定
由于我国沥青路面再生技术还处于起步阶段,尚未制定有关沥青再生的规范。现在很多国家都有再生剂和再生沥青混合料的质量标准,以及再生沥青路面施工规范。在未来几年里,随着对再生沥青研究力度的加强,应尽快出台相应的规范和标准。
参考文献
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