■黃 亮,王亞琴,伍 昕,陶丹萍,吳艷萍,黃 華 ■江西春暉工程有限公司,江西 南昌 330000
舊瀝青路面的再生利用,就是將舊瀝青路面經(jīng)過路面再生專用設備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后,與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。瀝青路面再生國外始于20世紀30年代,50年代廣泛發(fā)展。隨著石油危機的爆發(fā),1975年冷刨設備大規(guī)模生產(chǎn)和應用,使瀝青路面再生技術(shù)得到迅速發(fā)展。1997年國際經(jīng)合組織對14個國家的調(diào)查表明舊料利用率已達75%~100%,其它國家也有不同程度的利用,我國瀝青路面再生起步晚,但近幾年發(fā)展較快。
圖1-1 97年國際經(jīng)合組織《道路工程再生利用戰(zhàn)略》白皮書
廠拌熱再生技術(shù)是將舊瀝青混凝土路面銑刨后運到瀝青混合料拌和場(廠),通過破碎、篩分(必要時),并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、集料級配等情況,摻入一定數(shù)量的新集料、新瀝青、再生劑(必要時)等進行熱態(tài)拌和,使混合料達到規(guī)定的各項指標,并按熱拌瀝青混合料的施工工藝重新鋪筑路面。
就地熱再生技術(shù)(就地熱再生)是指利用專用的就地熱再生設備,對瀝青路面進行現(xiàn)場加熱、翻松,摻入一定數(shù)量的新集料、新瀝青、再生劑等,經(jīng)混拌、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現(xiàn)對表面一定深度范圍內(nèi)(一般不超過6cm)的舊瀝青混凝土路面再生的一種技術(shù)。
圖2-1 就地熱再生
場拌冷再生技術(shù)是將舊瀝青路面銑刨后運到瀝青混合料拌和場(廠),通過破碎、篩分(必要時),并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化度、集料級配等指標,摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料(乳化瀝青、泡沫瀝青等)、再生劑(必要時)進行常溫拌和,使混合料達到規(guī)定的各項指標,按常溫瀝青混凝土的施工工藝重新鋪筑,形成路面基層或者下面層的一種技術(shù)。
圖2-2 場拌冷再生
就地冷再生技術(shù)是指利用專用的就地冷再生設備,對瀝青路面進行現(xiàn)場冷銑刨,摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料(乳化瀝青、泡沫瀝青、水泥、消石灰等)、再生劑(必要時),經(jīng)混拌、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現(xiàn)對表面一定深度范圍內(nèi)的舊瀝青路面再生,形成路面基層或下面層的一種技術(shù)。
圖2-3 就是冷再生
將瀝青層和部分基層材料同時進行就地冷再生,形成路面基層的一種技術(shù)。全深式再生實際上是就地冷再生的一種,只不過是再生厚度范圍內(nèi)包含了部分基層。國內(nèi)全深式再生工程的再生結(jié)合料絕大部分采用水泥,個別采用乳化瀝青和泡沫瀝青。
圖2-4 全深式再生
當路面狀況惡化到養(yǎng)護行為不再有成本效益時,則需進行維修。為確保工程成功,工程評價是舊瀝青路面維修前的首要工作。維修方案選擇得當,再生瀝青路面將經(jīng)濟、耐久。
維修方案選擇時應該以科學的態(tài)度認真地進行,例如,對路面病害造成的原因分析時,出現(xiàn)的裂縫是由荷載還是非荷載造成,如是荷載造成,進而分析是疲勞還是其他原因。在路面破損評價中將路面彎沉與車轍深度相聯(lián)系,以確定道路結(jié)構(gòu)破損的位置,并明確車轍與彎沉是否有關(guān)。選擇可能的維修方案時,在明確維修道路破損類型和程度后,應考慮回收原路面材料的質(zhì)量、維修道路的期望設計年限,原道路結(jié)構(gòu)的承載能力及維修道路性能標準等。
維修方法有一次維修法及分期維修法
分期維修法是采取上述某種再生方法部分地維修道路,達到一定性能和結(jié)構(gòu)承載能力,日后加鋪新HMA層,求取經(jīng)濟實用的厚度。這種方法尤其適用于舊面層不平、表面狀況較差,或只需輕微加強的情況。
分期維修可將主要投資費用分散到其他項目,以提高效益,延緩主要投資費用的支付等。
維修方案選擇的步驟見圖3-1
圖3-1 維修方案選擇的步驟
設計原則:恢復舊路面老化瀝青到新瀝青的性能?;謴屠匣癁r青的措施是摻加專用再生劑或再生劑。再生劑有:軟質(zhì)瀝青、乳化瀝青、泡沫瀝青等。
(1)摻配圖法:
主要考慮老化瀝青的粘度和所需再生劑的用量,見圖4-1摻配圖設計流程。
圖4-1 摻配圖設計流程
由流程可看出此法較簡單,僅選用再生劑和確定摻加比例。
為提高舊路面混合料的性能,通常進行穩(wěn)定處理改善其強度、水穩(wěn)性和耐久性。
穩(wěn)定方法有機械的,瀝青的,化學的和復合的四種。
4.2.1 機械穩(wěn)定法配合比設計
機械穩(wěn)定材料有粗、細集料及回收破碎的舊水泥混凝土材料等。論證機械穩(wěn)定適用性時,必須需要考慮道路線型狀況,如跨線結(jié)構(gòu)的凈跨徑、路緣石的高度、道路寬度和邊坡等以確定容許加入粒料的數(shù)量。此外,應用此法時,當?shù)丶弦S富。當舊料標高等受到限制,當?shù)丶暇o缺或需遠運,則采用無機穩(wěn)定法更為合適。對基層有柔性要求時宜用瀝青穩(wěn)定。
4.2.2 瀝青穩(wěn)定法配合比設計
瀝青穩(wěn)定材料有乳化瀝青、泡沫瀝青等,采用乳化瀝青和泡沫瀝青的組成設計步驟大體相同,但稍有差別。選用泡沫瀝青其優(yōu)點是可在更寬松的氣候條件下施工,有足夠和易性,易壓實。用泡沫瀝青作穩(wěn)定劑,級配中小于0.075mm應在5-15%范圍,以免形成富瀝青團,或成潤滑劑,從而降低再生混合料的強度和穩(wěn)定性。對礦粉的塑性指數(shù)不宜高,否則會阻止泡沫瀝青裹覆和穩(wěn)定混合料。如用乳化瀝青作穩(wěn)定劑,其原因是適合與冷濕再生材料混合,但要注意乳化瀝青與再生材料的相容性及工藝中用水的相容性。乳化瀝青使用不同的乳化劑與添加劑,其相容性也是不同的。
4.2.3 化學穩(wěn)定法配合比設計
化學穩(wěn)定的材料有水泥、石灰和粉煤灰等無機穩(wěn)定劑。水泥、石灰等除用粉狀外還可以用漿體,因漿體計量精確,且利于保護環(huán)境。水泥可以提高早期強度,水泥適用于再生材料中塑性指數(shù)小于10,如果超過10,通常使用石灰穩(wěn)定,石灰與再生材料中的粘土相互作用可以降低塑性。水泥、石灰等穩(wěn)定劑可提高早期強度,如摻有粉煤灰可減少收縮導致的路面開裂。再生材料中含粗粒料多且粒徑均一可增加細料,如果再生材料太細或塑性指數(shù)高則加粒料。
4.2.4 復合穩(wěn)定法配合比設計
復合穩(wěn)定材料是化學穩(wěn)定材料和瀝青穩(wěn)定材料的復合應用。其組成設計可綜合4.2.2和4.2.3進行。
FDR法設計步驟匯總 表4-2
目前瀝青再生技術(shù)在我國的應用越來越廣泛,隨著社會對于環(huán)保的要求越來越高,瀝青再生技術(shù)在我國的應用也將越來越廣泛,目前,就地熱再生技術(shù)在京津塘高速、京石高速、成渝高速、京福高速山東段、滬寧高速公路等都有應用,累計施工面積超500萬平方米。廠拌熱再生在廣佛高速,北京、上海等地有應用,就地冷再生應用于京沈高速天津段和河北段、京滬高速河北段、四川成渝高速等。遼寧、河北、山東、浙江、天津、黑龍江、吉林等地在油路改造中也大量使用就地冷再生。廠拌冷再生則在江蘇滬寧、江西昌九高速、陜西西寶高速等有應用。
[1]楊平,聶憶華,查旭東.舊瀝清路面材料再生利用調(diào)查和評價[J].中外公路,2005(1):98-100.
[2]李清.瀝青再生可行性及亟待解決的問題[J].石油瀝青,2006(6):65-68.
[3]倪小軍,陳仕周,凌天清.瀝青路面再生利用技術(shù)綜述[J].重慶交通學院學報,2004(10):39-42.