摘 要:泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用不僅可以對路面進(jìn)行快速維修,還可以對廢舊路面材料進(jìn)行再生循環(huán)使用,具有節(jié)約、降耗、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。
關(guān)鍵詞:泡沫瀝青 冷再生 損壞分析 適應(yīng)性
中圖分類號:U417.67 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)02(c)-0055-01
低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式是我國本世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要方向,是我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。隨著我國瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加,尤其是高速公路的快速發(fā)展,推動我國瀝青路面冷再生技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。公路瀝青路面的再生利用,既可節(jié)約大量材料資源和資金,也可避免環(huán)境污染,是今后公路養(yǎng)護(hù)維修的發(fā)展方向。歐美等發(fā)達(dá)國家都特別重視再生瀝青實(shí)用性的研究,他們在再生劑的開發(fā)以及實(shí)際工程應(yīng)用中的各種機(jī)械設(shè)備的研制方面都取得了很大的成就,路面廢料再生利用的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到50%~80%,已形成一套比較完整的再生實(shí)用技術(shù),達(dá)到了規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的程度。
泡沫瀝青冷再生技術(shù)是將回收瀝青路面材料運(yùn)至拌和廠(場、站),經(jīng)破碎、篩分,以一定的比例與新集料、泡沫瀝青再生結(jié)合料、水泥活性填料、水,在常溫下拌和、攤鋪、碾壓形成路面基層或下面層。
泡沫瀝青的應(yīng)用無論是對環(huán)保,還是對路面使用性能都很有價(jià)值。與普通瀝青和其他穩(wěn)定劑(如水泥,乳化瀝青等)比較,泡沫瀝青具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用效果。
(1)泡沫瀝青具有更好的結(jié)構(gòu)承載力、抗車轍和抗疲勞性能,泡沫瀝青混合料增加了粒料的減切強(qiáng)度,降低了水敏感性,可以有效地防止反射裂縫。
(2)泡沫瀝青混合料拌好后可以立即攤鋪壓實(shí),壓實(shí)結(jié)束即可開放交通,這在城市道路維修中能有效地減少對交通的影響。
(3)泡沫瀝青混合料可以長時(shí)間儲存(最長可以達(dá)一個(gè)月),方便儲存,而不影響其施工質(zhì)量。
(4)提高了瀝青的裹覆能力,可以和冷、濕集料形成良好的粘結(jié),因此即使在陰雨等不利天氣下也可以進(jìn)行施工,而不影響施工質(zhì)量。
(5)幾乎適應(yīng)所有的骨料和原有道路上再生的材料,可以根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境就地取材。
1 泡沫瀝青路面的適應(yīng)性分析
1.1 路面結(jié)構(gòu)損壞原因分析
以我市103省道杭金線應(yīng)用來看,該公路建設(shè)年限較早,瀝青路面改造完成后經(jīng)過多次瀝青加鋪,瀝青面層平均厚度在15 cm左右,交通荷載條件惡劣,車輛的超載嚴(yán)重,基層病害一般,但公路路面結(jié)構(gòu)還存在許多問題,通過調(diào)查,路面主要有兩種不同的類型。
第一類瀝青路面本身的結(jié)構(gòu)型問題,瀝青面層骨料普遍偏細(xì),骨料級配較差,孔隙率偏大,局部路段瀝青含油量偏低,導(dǎo)致路面產(chǎn)生的不同程度的如水損壞、龜裂、縱橫向裂縫等早期損壞,個(gè)別嚴(yán)重路段產(chǎn)生如唧漿、坑洞、松散等病害,且在重載車輛影響下,局部面層較厚的路面及交叉口、紅綠燈位置出現(xiàn)明顯的車轍、擁包等。
另一類的病害主要是由于瀝青路面中瀝青砼本身的耐久性差。瀝青路面在陽光、水、冰凍等惡劣天氣的影響下,使用壽命難以達(dá)到設(shè)計(jì)年限15年,許多公路基本需要在5~8年之內(nèi)就需要重新修復(fù),這種情況帶有普遍性、全局性,對社會和交通的影響較大。究其原因,一部分受施工質(zhì)量影響,另一部分受瀝青面層的材料耐久性影響,我國普遍采用的70號石油瀝青,針入度小,粘度大,對施工的質(zhì)量要求高,瀝青中含有較高的硫雜質(zhì),易受光照老化,也較大程度的影響了瀝青路面的耐久性。結(jié)構(gòu)型路面的老化導(dǎo)致面層整體性下降,各種病害迅速發(fā)展。
1.2 傳統(tǒng)罩面工藝的缺點(diǎn)
經(jīng)過多年公路建設(shè)發(fā)展,我市的國省道公路網(wǎng)絡(luò)已逐步完成,特別是瀝青路面的迅速增長,進(jìn)行例行養(yǎng)護(hù)的道路也越來越多,目前傳統(tǒng)的改造工藝主要包括兩種: 翻修和罩面。
翻修是指挖除原路面結(jié)構(gòu)層,然后重新進(jìn)行維護(hù)建設(shè)。這種工藝存在以下缺點(diǎn)。
(1)改造造價(jià)較高,施工工期較長。
(2)翻修將產(chǎn)生大量銑刨廢料,如不加以利用,會一定程度的污染環(huán)境。
(3)施工會對交通造成較大影響,社會反響較大。
罩面是指在原路面上鋪筑新的路面結(jié)構(gòu)層。這種工藝存在以下缺點(diǎn)。
(1)路面結(jié)構(gòu)承載力增長有限,中下面層的病害,不能徹底解決,存在潛在危險(xiǎn)。
(2)路面不斷抬高,對沿線建筑及附屬設(shè)施產(chǎn)生不良影響。
(3)路面結(jié)構(gòu)趨于不合理,面層過厚也易產(chǎn)生車轍、波浪等病害。
1.3 泡沫瀝青再生技術(shù)適用性分析
從國內(nèi)大量研究和實(shí)踐證明,瀝青面層的厚度對防止基層裂縫反射是有效的,且瀝青層的厚度不宜小于15 cm。比較公認(rèn)的是,比起其它措施來講,增加瀝青層的厚度的措施增加建設(shè)成本要高于其他技術(shù)措施。
因此僅僅靠增加厚度的辦法并不是上策,省內(nèi)早有專家開始在半剛性基層上研究加鋪半柔性基層過渡的試驗(yàn)。從目前的多地試驗(yàn)的結(jié)果來看,采用半柔性基層和半剛性底基層的過渡組合結(jié)構(gòu)是適宜的。這樣可以減緩半剛性材料的拉應(yīng)變減小反射效果,受溫度、水分等環(huán)境的影響也減小,對防止反射裂縫有較好的效果,而且造價(jià)也增加有限。
經(jīng)過多地考察和設(shè)計(jì)研究,我市在杭金線上采用瀝青面層+泡沫瀝青+半剛性基層的組合式路面結(jié)構(gòu),該項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)。
(1)杭金線公路等級為公路二級,經(jīng)過多年罩面,瀝青面層均較厚,采用泡沫瀝青再生,有足夠數(shù)量的瀝青混合料可以循環(huán)使用,面層材料的利用價(jià)值高,再生后的瀝青混合材料性能較好。
(2)杭金線基層質(zhì)量具有較高的承載能力,病害主要集中在面層和基層上部,因此通過泡沫瀝青冷再生工藝對損壞的基層上部進(jìn)行挖除,可以繼續(xù)利用基層較高的承載力,又可以通過瀝青再生層減小反射裂縫的發(fā)展。
(3)泡沫瀝青再生材料不需要加熱,能較大程度節(jié)省能源;冷再生材料不需要新的砂石材料,節(jié)省運(yùn)輸和使用成本。泡沫瀝青再生材料屬于結(jié)合材料,其強(qiáng)度、回彈摸量等指標(biāo)要明顯高于基層上常用的級配碎石,具有很好的結(jié)構(gòu)承載能力。
2 結(jié)語
為了更好的探索該技術(shù)在我市的適用性,我市103省道杭金線路面改造項(xiàng)目中進(jìn)行了試驗(yàn)與應(yīng)用,通過2年時(shí)間的運(yùn)營,效果良好,特別是裂縫類病害難覓蹤跡。實(shí)踐證明該技術(shù)不僅可以對路面進(jìn)行快速維修,還可以對廢舊路面材料進(jìn)行再生循環(huán)使用,具有節(jié)約、降耗、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。尤其對于改造省內(nèi)多地具備半剛性基層的瀝青路面來說,能夠補(bǔ)充完善路面結(jié)構(gòu)性能的合理轉(zhuǎn)變,可以顯著減少裂縫發(fā)生,避免路面早期損壞,延長路面使用壽命。因此,泡沫瀝青冷再生技術(shù)的引進(jìn)、開發(fā)與吸收具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,該技術(shù)不僅豐富了路面改造手段,促進(jìn)了道路維修工藝改革創(chuàng)新,推進(jìn)了道路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)代化進(jìn)程。
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