瀝青路面再生技術(shù)設(shè)計(jì)

■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

1 瀝清再生技術(shù)發(fā)展概況

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(shè)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(guó)外始于20世紀(jì)30年代，50年代廣泛發(fā)展。隨著石油危機(jī)的爆發(fā)，1975年冷刨設(shè)備大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用，使瀝青路面再生技術(shù)得到迅速發(fā)展。1997年國(guó)際經(jīng)合組織對(duì)14個(gè)國(guó)家的調(diào)查表明舊料利用率已達(dá)75%～100%，其它國(guó)家也有不同程度的利用，我國(guó)瀝青路面再生起步晚，但近幾年發(fā)展較快。

圖1-1 97年國(guó)際經(jīng)合組織《道路工程再生利用戰(zhàn)略》白皮書

2 瀝青路面再生技術(shù)分類

2.1 廠拌熱再生

廠拌熱再生技術(shù)是將舊瀝青混凝土路面銑刨后運(yùn)到瀝青混合料拌和場(chǎng)(廠)，通過破碎、篩分(必要時(shí))，并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化程度、集料級(jí)配等情況，摻入一定數(shù)量的新集料、新瀝青、再生劑(必要時(shí))等進(jìn)行熱態(tài)拌和，使混合料達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，并按熱拌瀝青混合料的施工工藝重新鋪筑路面。

2.2 就地?zé)嵩偕?/h3>

就地?zé)嵩偕夹g(shù)(就地?zé)嵩偕?是指利用專用的就地?zé)嵩偕O(shè)備，對(duì)瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)對(duì)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?zé)嵩偕?/p>

2.3 場(chǎng)(廠)拌冷再生

場(chǎng)拌冷再生技術(shù)是將舊瀝青路面銑刨后運(yùn)到瀝青混合料拌和場(chǎng)(廠)，通過破碎、篩分(必要時(shí))，并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化度、集料級(jí)配等指標(biāo)，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(shí))進(jìn)行常溫拌和，使混合料達(dá)到規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，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(chǎng)拌冷再生

2.4 就地冷再生

就地冷再生技術(shù)是指利用專用的就地冷再生設(shè)備，對(duì)瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)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(shí))，經(jīng)混拌、攤鋪、碾壓等工序，一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)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

2.5 全深式再生

將瀝青層和部分基層材料同時(shí)進(jìn)行就地冷再生，形成路面基層的一種技術(shù)。全深式再生實(shí)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(guó)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(gè)別采用乳化瀝青和泡沫瀝青。

圖2-4 全深式再生

3 工程評(píng)價(jià)

當(dāng)路面狀況惡化到養(yǎng)護(hù)行為不再有成本效益時(shí)，則需進(jìn)行維修。為確保工程成功，工程評(píng)價(jià)是舊瀝青路面維修前的首要工作。維修方案選擇得當(dāng)，再生瀝青路面將經(jīng)濟(jì)、耐久。

3.1 維修方案選擇

維修方案選擇時(shí)應(yīng)該以科學(xué)的態(tài)度認(rèn)真地進(jìn)行，例如，對(duì)路面病害造成的原因分析時(shí)，出現(xiàn)的裂縫是由荷載還是非荷載造成，如是荷載造成，進(jìn)而分析是疲勞還是其他原因。在路面破損評(píng)價(jià)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(shí)，在明確維修道路破損類型和程度后，應(yīng)考慮回收原路面材料的質(zhì)量、維修道路的期望設(shè)計(jì)年限，原道路結(jié)構(gòu)的承載能力及維修道路性能標(biāo)準(zhǔn)等。

3.2 維修策略

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(dá)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(jì)實(shí)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(qiáng)的情況。

分期維修可將主要投資費(fèi)用分散到其他項(xiàng)目，以提高效益，延緩主要投資費(fèi)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

4 配合比設(shè)計(jì)瀝青路面再生配合比設(shè)計(jì)分熱拌再生、現(xiàn)場(chǎng)熱再生、全厚

設(shè)計(jì)原則:恢復(fù)舊路面老化瀝青到新瀝青的性能。恢復(fù)老化瀝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。

4.1 HIR法

(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(shè)計(jì)流程。

圖4-1 摻配圖設(shè)計(jì)流程

由流程可看出此法較簡(jiǎn)單，僅選用再生劑和確定摻加比例。

4.2 FDR法

為提高舊路面混合料的性能，通常進(jìn)行穩(wěn)定處理改善其強(qiáng)度、水穩(wěn)性和耐久性。

穩(wěn)定方法有機(jī)械的，瀝青的，化學(xué)的和復(fù)合的四種。

4.2.1 機(jī)械穩(wěn)定法配合比設(shè)計(jì)

機(jī)械穩(wěn)定材料有粗、細(xì)集料及回收破碎的舊水泥混凝土材料等。論證機(jī)械穩(wěn)定適用性時(shí)，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(yīng)用此法時(shí)，當(dāng)?shù)丶弦S富。當(dāng)舊料標(biāo)高等受到限制，當(dāng)?shù)丶暇o缺或需遠(yuǎn)運(yùn)，則采用無機(jī)穩(wěn)定法更為合適。對(duì)基層有柔性要求時(shí)宜用瀝青穩(wěn)定。

4.2.2 瀝青穩(wěn)定法配合比設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)步驟大體相同，但稍有差別。選用泡沫瀝青其優(yōu)點(diǎn)是可在更寬松的氣候條件下施工，有足夠和易性，易壓實(shí)。用泡沫瀝青作穩(wěn)定劑，級(jí)配中小于0.075mm應(yīng)在5-15%范圍，以免形成富瀝青團(tuán)，或成潤(rùn)滑劑，從而降低再生混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。對(duì)礦粉的塑性指數(shù)不宜高，否則會(huì)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(xué)穩(wěn)定法配合比設(shè)計(jì)

化學(xué)穩(wěn)定的材料有水泥、石灰和粉煤灰等無機(jī)穩(wěn)定劑。水泥、石灰等除用粉狀外還可以用漿體，因漿體計(jì)量精確，且利于保護(hù)環(huán)境。水泥可以提高早期強(qiáng)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(qiáng)度，如摻有粉煤灰可減少收縮導(dǎo)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(xì)料，如果再生材料太細(xì)或塑性指數(shù)高則加粒料。

4.2.4 復(fù)合穩(wěn)定法配合比設(shè)計(jì)

復(fù)合穩(wěn)定材料是化學(xué)穩(wěn)定材料和瀝青穩(wěn)定材料的復(fù)合應(yīng)用。其組成設(shè)計(jì)可綜合4.2.2和4.2.3進(jìn)行。

FDR法設(shè)計(jì)步驟匯總 表4-2

5 瀝青再生技術(shù)國(guó)內(nèi)應(yīng)用情況

目前瀝青再生技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用越來越廣泛，隨著社會(huì)對(duì)于環(huán)保的要求越來越高，瀝青再生技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用也將越來越廣泛，目前，就地?zé)嵩偕夹g(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(yīng)用，累計(jì)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(yīng)用，就地冷再生應(yīng)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(yīng)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(píng)價(jià)［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(xué)院學(xué)報(bào)，2004(10):39-42.