城市道路沥青路面热再生技术应用现状及可行性研究--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

城市道路沥青路面热再生技术应用现状及可行性研究

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年5期3月上作者：李雨舟

[导读] 为提高城市道路沥青路面改造中废旧沥青混合料的使用，减少对环境的影响，更好地确保沥青路面质量，提高沥青路面的使用寿命，本文结合城市道路沥青路面建设发展形势，对沥青路面厂拌热再生技术施工技术应用现状进行了总结，并进行了可行性研究，以促进城市道路沥青路面厂拌热再生技术的创新发展。

长沙市建设工程质量安全监督站李雨舟

摘要：为提高城市道路沥青路面改造中废旧沥青混合料的使用，减少对环境的影响，更好地确保沥青路面质量，提高沥青路面的使用寿命，本文结合城市道路沥青路面建设发展形势，对沥青路面厂拌热再生技术施工技术应用现状进行了总结，并进行了可行性研究，以促进城市道路沥青路面厂拌热再生技术的创新发展。
关键词：沥青路面；热再生技术；应用现状；可行性研究
        沥青路面再生技术是在节约资源、保护环境的基础上发展起来的一项新的施工工艺。它在城市道路建设中的应用，能有效地减少资源消耗和浪费，同时又能节约建设成本，创造较大的社会效益与经济效益。此外，利用该工艺技术还可减少施工对城市道路的不利影响，同时减少能耗和污染排放，符合我国绿色发展目标，也是今后城市道路建设发展的趋势。对沥青路面热再生施工技术进行深入研究与探讨，具有鲜明的时代意义。
        1.沥青路面热再生技术概述
        目前，在城市道路路面工程维修与提质改造过程中，开始采用厂拌热再生施工技术，从而有效地解决路面沥青面层损坏问题。采用厂拌热再生施工技术，可以利用现有的城市道路废旧沥青混合料，直接修复沥青面层。通过在材料中添加新的沥青、再生剂、新集料等，提高路面的强度和质量。应用此项施工技术时，只需在自然条件下对旧沥青路面进行刨铣、破碎、拌合、运输、摊铺、碾压等工序即可。
        2.城市道路沥青路面再生技术应用现状
        随着城市道路通行运营时间的延长，在交通荷载和环境因素的综合循环作用下，沥青路面病害频发，裂缝、车辙、坑槽等病害的大量出现将会严重影响城市道路的耐久性、行驶舒适安全及服务水平。为了有效改善路面使用性能，解决病害问题，必须及时进行养护维修。传统城市道路沥青路面大中修当中，往往采用铣刨法、加铺法进行病害处治。无论是从经济效益，还是从社会效益的角度，这种传统病害处治方法都与国家“可持续发展战略”、“绿色城市道路”等主题不符。厂拌热再生技术的应用，可以充分利用原有废旧沥青、石料等材料，减少资源浪费，同时还可以减少环境污染，达到保护生态环境的目的。沥青路面热再生施工技术有望成为城市道路沥青路面养护施工的首选方式，并已逐步在各省应用。
        3.城市道路沥青路面热再生施工全过程控制要点
        3.1确定施工方案
        进行沥青路面热再生施工前，为提高施工质量和施工效率，需要对现场原沥青路面进行施工试验检测。对试验段旧沥青混合料进行钻芯取样，进行马歇尔强度和沥青含量等测试，以便为沥青路面再生施工提供各项技术参数，形成科学可行的施工方案。
        3.2施工准备工作
        每项技术在投入施工前都要做大量的准备工作，并且在应用中有很高的技术要求。城市道路热再生技术的应用，要经过如下四个步骤：第一，对原有旧沥青路面进行铣刨或破碎、翻挖，以形成必需的再生材料；第二、运输到指定的热再生沥青混合料搅拌厂；第三，用胶结材料、再生剂等与旧沥青混合料混合搅拌再生产；第四，将厂拌热再生混合料运输到施工现场；第五，将混合后的再生混合料摊铺到路面并碾压成型。因此，在施工前应做好充分准备。第一，封闭施工场地。在施工现场放置标志警示牌，确保施工安全。第二，施工场地要保持清洁，在施工前要将场地垃圾、障碍物等清理干净。第三，选择专业的施工技术人员，并对施工技术人员进行施工质量安全技术交底。在施工过程中既要符合工程技术要求，又要严格遵守各项规章制度，第四，应仔细检查摊铺机、压路机等施工所需机械设备，以确保设备能在施工期间正常并安全使用，并保证工程进度。
        3.3热再生混合料拌和生产
        按照设计要求，厂拌热再生沥青混合料拌和施工中，应选择专用拌和设备，在沥青拌和厂进行集中拌和。拌和过程中，合理控制各类材料加热温度与拌和时间，新集料拌和加热温度可适当提高。拌和过程应保证新旧混合料均匀、无花白料。厂拌热再生当中，拌和是最关键的工序，想要保证拌和成功，需要做到以下几点：第一，保证再生混合料的拌和温度满足规定要求，避免RAP内的沥青结合料被过高温度烧伤，而导致沥青出现再次老化的情况。第二，确保充分分散RAP材料，保证均匀拌和。第三，若使用再生剂，应确保其和RAP结合料能够充分融合。第四，避免产生沥青烟，防止出现二次污染。
        3.4再生混合料装料与运输
        在装料过程中，应分多次完成，严禁一次性堆尖式装完，应按照“前、后、中”前后移动运料车、分三次进行装料，避免沥青混合料离析。热拌沥青混合料运输时，可采取吨位较大的自卸汽车，在整个运送环节严禁出现超载、急刹车、急转弯等情况。每次使用运料车前，均应做好清理工作，可以将一层隔离剂均匀涂抹到车厢上，但不得出现积液。
        3.5再生混合料摊铺和碾压
        再生沥青混合料摊铺与碾压施工与普通混合料施工基本相同。进行沥青混合料摊铺和碾压施工时，应结合城市道路路面宽度、压路机型号等因素进行分析，尽量保证路面各部分压实次数的一致性，路面两侧应多压实2-3遍。再生沥青混合料运输到施工现场，运料车保证有6-8台逐台依次停靠在摊铺机前方，以保证混合料到场速度能匹配现场摊铺速度。现场需准备钢轮压路机、振动压路机等按照施工方案依次对沥青混合料进行初压、复压与终压，以保证沥青路面平整密实。
        施工人员要结合不同地段，有针对性地选择碾压施工方式。具体地说：在直线路段时，需遵循由两边往中间的原则。当处于曲线路段时，需遵循从曲线内侧往外侧的碾压顺序。在实际操作过程中，施工人员要严格按照沥青路面施工技术规范和专项施工方案操作，确保路面厚度、横坡、压实度符合标准要求，避免出现厚度不足的情况下采取薄层贴补。同时要避免除施工车辆以外的其他车辆进入，避免路面上出现车轮压痕。
        施工现场采用轻型压路机和重型压路机相组合的方式对工程进行全宽范围内碾压。碾压过程需要重叠一半轮宽，并有效处理好两台及以上摊铺机梯队式行进的纵向施工缝处理。对于一般情况下，碾压遍数控制在6遍左右，前两次初压速度不宜过快，以1.5-2.0km/h为宜，后面复压可稍加速至2.0-3.0km/h，终压时可提速至3.5-4.0km/h。在整个碾压过程中严禁出现急刹车、急转弯等情况。
        3.6其他注意事项
        一般而言，再生沥青路面质量控制有一个比较公认的目标，即马歇尔稳定度、沥青含量、车辙指标等，该指标取决于旧沥青混合料质量以及外加剂与新沥青混合料的掺量等。目前，沥青路面热再生施工过程对资源的再利用以及生态环境的保护作用十分明显，现场材料的选择需要有丰富的现场施工经验。在沥青路面改造设计时，应注意材料性能一定要满足相应的施工要求，但一般厂拌再生混合料使用的旧沥青混合料来源质量较差，因此在进行再生沥青混合料配合比设计的时候，应根据当地实际情况，选用不同型号的混合料，精心进行配合比设计，以充分保证再生沥青混合料的力学性能、路用性能与长期耐久性能。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        4沥青路面热再生技术在城市道路建设中的可行性分析
        当前城市道路养护维修普遍采用的厂拌热再生技术，具有施工工艺简单、可改善养护条件、对环境依赖性小等诸多优点。但厂拌热再生技术在发展过程中仍有很大提升空间，如现有的再生技术利用旧沥青路面混合料的比例存在一定限制，不能充分完全利用。因此在以后的再生技术应用过程中，应加大研发力度，充分利用资源，促进两型社会建设。
        4.1沥青混合料原材及配合比不满足要求带来的隐患
        沥青混合料原材及配合比不满足要求包括级配和沥青用量及沥青指标不满足要求，会存在以下隐患：（1）路面抗车辙能力差，易出现车辙。（2）级配不理想，造成路面空隙率过大。（3）沥青含量少造成路面严重麻面、松散。（4）沥青含量过多造成路面泛油。
        4.2有效配合比设计控制解决存在问题的可行性
        沥青混合料的力学性能，主要由集料间的嵌锁摩阻力以及沥青胶结料与矿料之间的黏附力所构成。因此要控制沥青混合料的配合比，保证沥青混合料的力学强度，在保证原材料质量的前提下，必须做到沥青混合料级配和沥青用量以及沥青自身三大指标的可控。
        4.2.1试验检测确定原沥青路面的集料级配
        再生沥青混合料的配合比直接影响着沥青路面再生效果，再生沥青混合料是由原路面沥青混合料和新添加的沥青混合料拌和而成的，因此要做到再生沥青混合料配合比可控，就必须做到原路面沥青混合料自身集料级配的可靠掌握，才作为新加沥青混合料配合比控制的前提。通过钻芯取样尽量减少破坏原路面混合料的材料组成，可以通过室内沥青与集料分离试验，确定原路面混合料的材料组成情况。
        4.2.2充分有效控制再生沥青混合料沥青用量
        目前的传统的厂拌热再生技术采用铣刨方式对原路面进行收集，而铣刨一方面会破坏原路面骨料，使其级配不可控，另一方面破坏沥青膜，使得骨料的切碎面没有沥青裹覆，影响沥青混合料的性能。沥青混合料沥青用量的多少直接影响沥青混合料的抗剪强度。对沥青路面进行厂拌热再生施工时，若原路面沥青用量偏大，则可采用调整集料用量的方式进行；若原路面沥青用量偏小时，则需要通过试验分析添加适量的新热沥青以保证再生沥青混合料的沥青用量，而热沥青的添加用量需要通过试验确定。
        4.2.3准确确定旧混合料与新混合料的特定配合比，确保再生混合料质量可控
        根据路面情况，确定新沥青混合料的材料组成，并严格控制原路面混合料和新添加混合料的拌合比例和均匀性，即在原路面混合料材料组成已知的前提下，要做到再生沥青混合料配合比可控。（1）添加再生剂用量：根据原路面沥青老化程度及对老化沥青和沥青混合料的再生效果确定。（2）再生沥青混合料配合比：即再生目标，需根据路面结构、养护目标及使用要求等进行多比例配合比设计。添加特定比例的新沥青混合料和特定用量热沥青、再生剂来实现再生沥青混合料配合比的可控，充分保证再生沥青混合料的力学性能与路用性能与耐久性能。
        5工程案例
        再生沥青混合料配合比配合比直接决定厂拌热再生沥青施工效果，大量工程实践表明，再生沥青混合料配合比可控技术可实现原路面沥青混合料配合比的厂拌调整优化，延长道路使用寿命。某城市道路原沥青路面中面层采用AC-20沥青混合料，在通车运营后，由于道路交通量逐年增加，AC-20沥青混合料老化、强度较小，路表出现沥青路面网状裂缝和车辙。
        针对该路面情况，对原路面材料进行钻芯取样，并进行再生沥青混合料配合比设计，以指导后续生产与施工。现场取样试验结果表明，原路面沥青面层芯样的混合料经过高温松散，进行沥青抽提与集料筛分试验发现：一是原路面混合料油石比偏低只有4.2%，影响沥青与骨料的黏附性，同时沥青已经高度老化，无法满足正常沥青三大指标要求。二是集料级配不合理，未能形成骨架结构达到紧固嵌锁以保障混合料抗车辙能力。因此通过添加沥青再生剂，对旧混合料：新混合料的比例采用（20%：80%）、（25%：75%）、（30%：70%）、（35%：65%）、（40%：60%）等五个配比进行再生沥青混合料力学性能与路用性能的试验研究，最后得出在旧混合料：新混合料比例30%：70%的情况下，马歇尔试验力学性能、以及高温抗车辙与低温抗开裂的路用性能指标最好，且该比例也能充分利用不少旧沥青混合料等资源，提高路面使用性能，延长道路使用寿命。采用该厂拌热再生办法实现沥青中面层6cm的重新摊铺，通车两年后，再生路段使用情况良好，路面车辙未复发，路表裂缝也较少，完全能达到新建沥青路面性能要求。
        综合测算，一条1000m长、六车道21m宽的道路，对厚度为6cm的沥青中面层进行再生混合料施工，能有效利用旧沥青混合料约1000*21*0.06*2.4*30%=907吨，节约材料费用约907*500=453500元即43.35万元。由此看，经济效益与社会效益明显。
        6结语
        沥青混凝土路面相对水泥混凝土路面具备多种优势，例如行车舒适度高、耐久性强、平整度良好等，因此被广泛应用到城市道路建设中。但是，在自然因素、行车荷载影响下，城市道路沥青路面出现的病害问题比较多，必须采取有效措施，科学维修和养护沥青路面。在当前经济发展和城市建设中，城市道路维修与施工会产生大量废旧材料。广泛应用厂拌热再生技术，充分利用就沥青路面材料进行再生循环使用，全面提升路面性能，发挥出厂拌热再生技术的应用价值，保障城市道路沥青面层使用质量，提升资源利用率，且成本造价低廉。因此，在城市道路养护中，应用再生技术的优势显著，是我国城市建设的发展方向。
参考文献：
[1]吴凡，吴广文，仰建岗. 沥青路面就地热再生沥青混合料配合比设计[J].公路交通科技(应用技术版). 2018(11)：121-123.
[2]杨梓钰,张碧.基于厂拌热再生技术的高速公路RAP制备及其性能[J].粘接,2021,46(04):193-196.
[3]程培峰，寇洪源，李炬辉. 旧料掺量对热再生沥青混合料拌和压实温度及性能的影响[J].中外公路. 2018(05)：56-61.
[4]杨尔南,王新宇. 试论公路沥青路面病害原因及防治措施[J].黑龙江科技信息,2010(8):221.
[5]卢建,金生斌. 高速公路改扩建中既有中小跨径桥梁处置方案[J].公路,2019, 64(02):142-146.
[6]孔国永，王法亮．沥青混凝土路面常见裂缝成因及处理措施[J]．黑龙江交通科技，2009(7)：78-81.
[7]黄森信．公路沥青混凝土路面施工技术应用探讨[J]．科技信息，2012(13)：325+ 389.
[8]郑凯. 沥青路面厂拌热再生技术应用研究[J].交通世界,2021,(17):82-83.
[9]李安宁. 普通公路养护管理存在的问题与对策研究[J].黑龙江交通科技，2016（7）：121-122.
[10]李新海,常虹. 国省干线公路养护管理策略研究[J].价值工程，2012（10）：65-66.
[11]李安宁. 普通公路养护管理存在的问题与对策研究[J].黑龙江交通科技，2016（7）：56-57.
[12]闫红邺. 加强公路桥梁养护管理需要采取的策略[J].交通世界，2016（13）：221-223.
[13]孔国永，王法亮．沥青混凝土路面常见裂缝成因及处理措施[J]．黑龙江交通科技，2009(7)：121-122.
[14]张向阳. ECA罩面就地热再生技术在高速公路中的应用[J].科技创新与应用. 2018(31)：78-79.
[15]罗群星,潘惠雄,王文峰,李明尧. RAP掺量对厂拌热再生沥青混合料模量影响研究[J].工程技术研究,2021,6(04):30-31+121.