沥青路面现场热再生技术研究

时间:2013-11-29 分类:交通运输

摘要:沥青路面现场热再生在我国是一种新型的道路养护技术,本文对其技术原理、技术优势、适用范围及施工工艺等关键技术进行研究,以有效地指导沥青路面现场热再生技术的应用,促进该技术的进一步推广。

关键词:沥青路面;现场热再生;施工

在我国已经建成的高等级公路中,沥青路面结构约占总量的80%~90%。虽然高等级沥青路面的设计寿命为15年,但从实际情形看,多数沥青路面在运营后的2~3年,长的8~10年就需要进行大面积的维修和改造。当前,随着交通运输负荷的增加,20世纪80年代后期修建的大批路面已出现车辙、变形、磨损、裂纹等病害,维修改造迫在眉睫。若采用传统的方法将大量翻挖、铣刨的沥青混合料废弃,既污染环境,且对于我们优质沥青较为匮乏的国家来说是一种资源的极大浪费。而沥青路面的再生技术作为一种近20年来迅速发展起来的新技术,目前已成为国际上道路维修改造的主要方法之一,其中,在美国的道路建设中,有50%采用沥青混凝土再生料,直接建设成本平均下降20%以上,对能源和环保等产生的间接效益很大。近年来,我国也逐步引进沥青路面现场热再生技术和有关设备,下面,笔者几何工作实践,就沥青路面现场热再生技术相关问题进行探讨,以促进该技术的进一步推广应用。

1现场热再生技术原理及技术优势

所谓\"热再生技术\",即由特殊结构的加热墙提供强大的热量,在短时间内将沥青路面加热至施工温度,通过旧料再生等一些工艺措施,使病害路面达到或接近原路面技术指标的一种技术。沥青混凝土现场热再生技术是专门用来修复沥青道路表面病害的,其基本工作原理如下:先用专用的加热板(提供100%高强度辐射热)加热待修补的区域,经3min~5min之后,路面被软化;再将加热软化的路面耙松,喷撒乳化沥青,使旧沥青混合料现场热再生;最后加入新的沥青料,搅拌摊平,然后压实完成。

沥青路面现场热再生技术的优越性表现为:1)有利于沥青路面层间连接。沥青混凝土路面如果层间不连接或连接不好,层间剪应力显著增大,极易造成沥青混凝土面层的剪切破坏。沥青混凝土路面的破坏往往是由于层间出现了剪切应力而产生的。采用沥青混凝土路面现场热再生技术,由于再生层与老路面的连接是热连接,几乎为一体,杜绝了层间连接不良的问题;2)有利于沥青混凝土路面深层裂纹的愈合。沥青混凝土路面现场热再生施工时,在路表以下5cm处的温度约有100℃,经路面机械碾压后,再生路面以下原有的细小裂纹可以愈合,从而确保路面的使用寿命得以延长;3)没有接缝漏水的问题。传统的冷铣刨方式,如果是全路面铣刨后全宽摊铺新沥青混凝土路面,不存在接缝问题;如果只是铣刨摊铺一个车道,就存在接缝问题。由于冷铣刨时,接缝处原路面粒料往往会被铣松,新旧路面如果结合不好,极容易漏水,使路面再接缝处过早破坏。采用现场热再生技术时,纵向接缝是热接缝,彻底杜绝了接缝漏水而产生的病害。

2现场热再生技术适用范围

2.1由于自然及行车因素的作用,沥青混凝土面层沥青材料的物理和化学性质发生变化,沥青变硬变脆与集料粘结性能变差,致使路面贫油进而产生裂缝、龟裂、松散等破坏,严重影响路面的使用性能,需要进行热再生。

2.2 对于沥青混凝土中下面层和基层病害处理面积超过5%的路面,由于路面大量病害,而病害及四周因为冻融产生裂缝,导致处理完病害的路面极易造成水损害,形成新的病害。并且过多病害处理,严重影响路面平整度,无法满足路面性能。通过热再生形成新的路面,提高路用性能,延长使用寿命。沥青混凝土路面基本都适合热再生,对于中下面层、基层破损可处理后进行热再生。

3 现场热再生技术施工工艺

3.1调查分析原路面状况

3.1.1 调查路面基本情况:路面的平整度、原有路面材料调查、路面面层厚度的均匀性、基层情况、道路养护及交通量等。

3.1.2 采集及整理数据。主要有:路面车辙的测量、原路面的平整度、原路面的养护情况、原路面的相关技术数据(包括原混合料的级配、旧沥青品质、油石比、理论密度)等。

3.2 制定技术方案

再生混合料的配合比设计包括:热再生方案、添加的新沥青混合料的配合比及添加数量、再生剂的配方及添加比例等。一般采用马歇尔方法进行设抗裂性能与高温稳定性指标。

3.3 施工前的准备

施工前的准备是质量、安全、管理的重点与难点,具体如下:1)施工、操作、管理、交管等人员必须提前到位,明确分工;2)配备齐全施工机械及人员的安全标识;3)对于各种警告、警示、限速等标志标牌须提前到位,其他施工前准备工作也必须提前完成。

3.4施工注意事项

3.4.1做好交通管制工作。施工中要做好如下工作:1)要求有专门的交管人员负责交通管制、夜间值班及前场安全工作;2)必须遵循规范要求,施工时在打算作业路段提前设置各类标志标牌及锥形标;3)要求交管人员在保护区内不间断巡查,发现问题及时解决,如标志移位、损坏等需及时修复;4)对于社会车辆,不许严格禁止其进入施工保护区,并认真做好路政、交警、施工三方的协调工作,各司其责;5)作业结束路面冷却后及时拆除设置的标志标牌,同时需注意方向应与车流方向相反;6)设备及施工车辆要有醒目的标志,所有施工人员需在保护区内作业,并穿反光服以防止交通事故的发生;7)夜间作业机械应顺序停放在紧急停靠带上,并加密设置交通标志,且需设有照明设备及标志灯车等,防止过往车辆与设备碰撞导致事故;8)交管人员必须及时提醒并制止交管区内出现的违规行为;9)若在施工作业区有堵车现象发生,交管人员应依据具体情况及时疏导车辆通行。#p#分页标题#e#

3.4.2 起点终点预处理。由于再生铣刨鼓为品字形设置,需要对再生施工段落起点及终点进行预处理,以保证接缝顺直为直线。控制宽度等于再生宽度,控制深度等于面层厚度,长度为2m,采用人工切缝、凿除处理。

3.4.3 加热机预热。具体如下:1)与再生宽度相比,加热宽度应比其两侧各多5cm;2)起点处加热应确保温度达到施工要求,1#加热机加热方式为往复多次及低功率、长时间加热;3)终点处加热同起点处,2#加热机采用加热方式同1#加热机;4) 根据施工时的气温、风力等,两台加热机间隔控制在10~20m之间,2#机与主机的间隔在1O~15m之间;5)两台加热机应保持与主机之间的联络,根据主机的行进速度控制速度及间隔;6) 根据主机反馈的信息在加热过程中及时调整加热功率。

3.4.4 再生铣刨。深度及宽度依照设计要求,按方案要求添加沥青混合料或再生剂。要确保铣刨无夹层,纵向接缝顺直。铣刨找平采用拖杠两侧纵坡仪控制。

3.4.5拌和。要确保添加新料数量的准确性,同时严格控制拌和速度,确保新旧混和料拌和均匀。

3.4.6摊铺。具体如下:1)松铺系数取1.18~1.20,以原路面为基准面;2)摊铺找平采用两侧纵坡仪控制,行进速度3~4m/min;3))在摊铺过程中为确保新老路面平顺连接,必须加强接缝处的控制;4)接缝时,清理遗留在路面的集料,并用竹扫帚将接缝处大料撬除,用细料填充。

3.4.7接缝处理。要做好公路维修工程,一方面要确保维修路段的内在质量,另一方面要重视新老路面结合的平顺,以确保车辆行经此处时无颠簸、跳车感。因此,纵、横缝必须做到密实、平整、粘结良好、无高差、无离析。

3.4.8 碾压。碾压设备为双钢轮压路机及胶轮压路机各一台。面层碾压时,双钢轮压路机初压2遍(第l遍稳压,第2遍高频低振、前进不振后退振),复压5遍,终压2遍。需注意如下问题:1)压路机应按规定路线行走,不准在接缝处出现啃边;2)碾压速度应慢而均匀,初压2.5km/h左右,复压4km/h左右,终压4~5km/h左右,重叠为轮宽的I/2;3)初压应紧跟摊铺进行,但不得出现推移、发裂等现象。4)应先碾压横缝再压纵缝,逐次向中心推移;5) 及时用细料填补复压接缝出现局部蜂窝、离析处;6)胶轮碾压时,为预防粘轮,应用沾有柴油、水混和液、洗涤剂的拖把涂抹轮胎;7)碾压过程中,为预防出现粘轮现象,特别是上面层碾压时,必须有专人照看。

3.4.9开放交通。在碾压完毕后,完全自然冷却后,表面温度降低至50℃以下时方可开放交通。需要提早开放交通时,可洒水降低温度。标志拆除前,必须将作业区内的所有废料清除干净,不得将废料和垃圾丢弃到边坡、边沟和中间分隔带。拆除标志时,应逆车流方向进行并注意人身安全。

参考文献:

【1】孙才荫.沥青路面现场热再生关键技术研究【J】.交通标准化,2010(4):122-125.

【2】蒋双全,杨博,董刚.旧沥青路面现场热再生技术的应用现状【J】.西部交通科技,2009(2):63-66,94.

【3】马培新.沥青路面现场热再生技术及施工【J】.青海交通科技,2008(5):44-45.

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