(揭阳市公路勘察设计院,广东,揭阳,522031)
【摘要】目前,国家对循环经济的发展越来越重视,在道路建设与养护方面,倡导采用先进的养护技术为国家的节能减排政策的推进做出贡献。经过全面的调研之后,了解到就地热再生技术和过去的沥青路面维修之间的差异在于,不仅可以节省沥青、砂石等材料,降低公路工程投资建设成本,同时还有助于对废料进行处理,保护生态环境,所以能够凸显出较大的经济效益、环境效益以及社会效益。通过研究调查,推荐使用就地热再生技术对公路沥青路面实施维护。
【关键词】热再生技术;工艺流程;技术优势;应用分析
一、现场热再生施工工艺流程
(1)准备工作
施工作业开始之前必须要做好路面清理工作,确保再生混合料质量。针对热熔型标线和裂缝灌缝胶,必须提前清理或者加热过程中进行人工清理。
为确保施工过程中边界顺直,施工之前必须确定基准线,即再生设备行走基准线,根据目前的标线进行参考,把标线相连构成连续基准线。基准线必须保证平滑和顺直,确保驾驶员与作业人员便于操控。另外为确保施工作业起点段纵向施工接缝保持顺直,必须从施工起点之后延50m画基准线,以便于机械设备提前就位。
(2)加热作业
准备工作完成后,就地热再生系列机组进行施工,在加热时必须要控制好加热工艺,各加热车辆根据设定施工速度匀速进行,同时最大限度的降低车辆的间距。为防止热量损失,车辆底部位置与每一台车辆间的空隙应当设置保温板,借助于上述办法确保加热温度满足施工要求。
(3)耙松、再生剂、热沥青喷洒及旧料收集
加热之后的路面通过机械翻松之后,开起喷洒系统,对喷洒量予以调整,喷洒一定再生剂。选择收集器把被翻松之后的沥青混合料朝着路面中心一次收集为连续梯形截面料带,降低热量损失同时选择再生剂和旧料进行充分融合。
(4)添加新料、收集再生料进行搅拌
按照试验确定新加入沥青混合料配比,在混合料带上根据设定比例加入新的沥青混合料,新料加入具体剂量通过电子控制系统按照具体的施工参数自动调节,同时通过提升机把再生料和新料共同提升到搅拌器之中,经过加热与搅拌之后,输送到摊铺机实施摊铺作业。施工过程中始终对收集过再生料之后的旧路面实施加热,保证摊铺之前路面温度能够提高到90℃,让新摊铺层和旧的里面热粘结,从而让新摊铺层和旧路面能够构成整体,增加路面整体质量。
(5)再生料摊铺
摊铺机必须提前就位,在复拌设备之后,确保复拌设备供料不会洒落于地面中。对摊铺厚度进行合理调整,确保摊铺机能够保持直线前进,从而确保摊铺作业保持直顺。
(6)新沥青混合料摊铺、碾压
摊铺再生沥青混合料完成后,新摊铺沥青混合料同时把再生沥青混合料与新沥青混合料融合实施碾压。
(7)路面养生
就地热再生施工作业结束后,等到路面温度降低到50℃之内后开放交通。
二、就地热再生技术优势
就地热再生技术对过去的路面实施了原价值就地再生利用,同时还具有施工速度快等优势,综合效益较高。
(1)质量优势
就地热再生技术从材料以及结构两个方面确保路面施工质量。施工过程中选择间歇式加热对路面实施加热,确保施工作业所需的温度以及施工深度,进而可以选择疏松耙的手段对路面予以翻松,在不破坏原路面骨料的情况下可以确保再生完成后沥青混合料的级配控制;另外在施工时应用盘式撒布技术对再生剂和热沥青进行相对均匀的喷洒,喷洒作业一般经由计算机进行管控,能够保证再生混合料的均匀性。新拌沥青混合料即使在进行拌合前清洗,也非常容易在它的表面产生矿粉或者灰尘等,这些杂志通常会依附在石料表层,从而让石料表层与沥青混合料之间产生空隙,会在一定程度上降低沥青混合料的稳定性。公路投入使用时间的慢慢增长,其路面沥青混合料集料以及沥青结合料之间的空隙会逐渐消除,沥青结合料也会逐渐粘附于石料表层,会增加混合后沥青溶液以及石料的裹附力,提高起稳定性。就地热再生技术在沥青路面施工中的应用不但不会对沥青结合料和石料的裹附力带来影响,反而会凭借其裹附力大的优势,提高再生料的稳定性。如图2-2所示。
图2-1再生混合料的稳定性变化
就地热再生施工作业借助于热粘结的手段能够有效处理好弱接面与弱接缝的问题,即是在加热、耙松的路面直接摊铺一层新的沥青混合料,把下承层耙松部分和上层新摊铺沥青混合料放在一起压实,确保上下层构成整体,实现层间连续,在很大程度上增强高层间抗剪强度以及路面的防水性能,极大的改善路面行驶质量。如图2-2所示。
图2-2粘层油方式与热粘结方式层间粘结对比
(2)速度优势
就地热再生技术的施工过程十分便利,施工各个环节之间的联系也相对紧凑,作业效率在很大程度上优于以前的施工技术,作业速度可达4~6m/min,该技术使用的设备自身的模块化组合能够让施工作业机组在30min内实现进退场,同时按照施工环境的改变对设备组合予以调整,符合施工需求。
(3)社会效益
就地热再生技术能够实现旧路面材料100%原价值利用,不仅能够解决传统施工技术所带来的环境污染,确保生态环境不会受到破坏,与我国可持续发展战略要求相符合;同时由于降低了材料的使用量,在很大程度上能够减轻施工建设材料供应不足的问题,降低新石料和开采矿石所带来的生态环境问题。
三、就地热再生技术应用
揭阳G206(砲台段)就地热再生技术应用(2016年)
(1)施工前路况
砲台段长18.819km,双向8车道,2010年进行“白改黑”改造。路面结构如图3-1所示。
图3-1砲台段路面结构图
养护维修前对该段沥青路面进行了综合检测。主要检测项目包括:路面强度(弯沉)检测、路面表观(平整度、车辙及路面破损等)检测、路面取芯分析及路面材料试验分析。检测结果显示砲台段基层承载力整体较好,局部需要基层及路基补强,路面行车舒适性下降,路面破损主要集中为裂缝病害,局部纵向裂缝已深至基层和路基,需进行维修改造,改造重点针对于沥青层,结合局部基层和路基处理,恢复路面承载能力和使用性能。
(2)施工技术方案及施工情况
①原路面沥青混合料的抽提、筛分试验试验采用的沥青混合料为揭阳国道206砲台至小坑段沥青路面现场取样,根据原路面材料抽提筛分结果,级配保持得较好,在AC-16范围内,但沥青含量相对较低,就地热再生施工过程中在对原级配进行优化的同时添加少量新沥青以提高再生混合料油石比,新沥青添加量为原沥青混合料含量的0.3%。
②沥青回收及再生剂添加试验
对原路面沥青混合料进行沥青回收,之后分别实施回收沥青三项指标、回收沥青掺加5%与8%再生剂之后的试验,试验结果如下表3-2所示。
③确定再生剂掺量
按照上述原路面沥青材料得到的试验数据信息,针对沥青混合料分别掺加其质量5%与8%再生剂实施马歇尔击实试验,其结果如下表3-1和表3-2所示。
注:理论密度为实测值
④再生后旧料的浸水马歇尔试验验证
针对掺加5%再生剂的原路面再生沥青混合料实施浸水马歇尔试验,从而对再生后沥青混合料抗水损害性能进行评价,相关结果如下表3-4所示,结果表明其抗水损害性能符合要求。
⑤结果分析
按照回收沥青掺加各种惨量再生剂性能试验结果和旧料中掺加各种掺量再生剂的马歇尔试验结果以及体积指标,笔者提出国道206工程砲台至小坑段沥青路面现场热再生工程施工中,再生剂掺量为旧路面沥青混合料中沥青含量的5%,新沥青添加量为旧路面沥青混合料的0.3%。
(3)施工后路况
进行热再生施工之后,降低路面病害情况,实现整治出新的目标。同时对施工之后路面实际质量情况予以检测,如压实度、路面平整性、构造深度、渗水系数等指标,试验结果表名都符合规范要求。
四、小结
G206线揭阳段公路沥青路面就地热再生技术能够有效提升资源的综合利用效率,促进生态环境保护,实现可持续发展。公路养护过程中沥青材料是一种非常珍贵的资源,若无法合理利用则非常容易导致更多的浪费,对地热再生技术的深入研究与推广实施,能够在很大程度上减少建设成本。另外,沥青混凝土路面推广热再生技术的稳定性问题还需要我们进行更加深入的研究。
参考文献:
[1]赵市元沥青路面就地热再生技术简介《深圳土木与建筑》-2014-01-15
[2]朱建华就地热再生技术处治高速公路车辙病害研究《南京林业大学硕士论文》-2012-06-01
[3]李志刚;高磊;熊国萍.就地热再生技术在S340省道中的应用《交通世界(建养.机械)》-2011-12-08