瀝青路面熱再生技術(shù)探討

陳志良

(山東省濱州公路工程有限公司，山東 濱州 256600)

0 引 言

公路交通事業(yè)發(fā)展的過程中，早期建設(shè)的部分高速公路在長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)過程中已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的瀝青路面病害，公路的維修和養(yǎng)護(hù)已經(jīng)受到了國(guó)家相關(guān)部門的廣泛重視。根據(jù)不完全的統(tǒng)計(jì)顯示，每年由于瀝青路面翻修而產(chǎn)生的瀝青廢料就高達(dá)220萬(wàn)t，且該數(shù)據(jù)還在逐年增長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，也對(duì)資源造成了大量的浪費(fèi)。相關(guān)部門也意識(shí)到這個(gè)問題，并加大了對(duì)路面材料循環(huán)利用的重視程度。瀝青路面熱再生技術(shù)作為一門新工藝技術(shù)，通過對(duì)瀝青混合料的再生，能夠很大程度的回收利用廢舊混合料，減少了對(duì)新材料的開采。對(duì)整個(gè)社會(huì)的節(jié)能減排都具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和時(shí)代意義。

1 瀝青路面再生方法

瀝青路面再生技術(shù)是要將舊瀝青路面材料經(jīng)過專業(yè)機(jī)械設(shè)備處理，同時(shí)按照設(shè)計(jì)的配合比摻入一定新的瀝青、集料、再生劑等，使得瀝青混合料能夠達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，然后再通過機(jī)械的攤鋪碾壓形成路面的結(jié)構(gòu)層。按照施工溫度的不同，可以將瀝青路面再生技術(shù)劃分為熱再生和冷再生兩類；根據(jù)施工場(chǎng)合的不同，又可以將其劃分為就地再生和廠拌再生。具體的瀝青路面再生技術(shù)如圖1所示。

圖1 瀝青路面再生技術(shù)分類

1.1 廠拌熱再生

廠拌熱再生技術(shù)是將鏟除的舊瀝青混合料運(yùn)送至攪拌廠中，在拌合廠中先破碎舊瀝青，并對(duì)其進(jìn)行篩分，同時(shí)還需要對(duì)就瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，根據(jù)舊瀝青混合料的老化程度，以及需要配制的再生瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)，向舊料中摻入各部分材料，達(dá)到相關(guān)的要求，送至現(xiàn)場(chǎng)攤鋪碾壓。廠拌熱再生對(duì)泛油、松散、車轍、裂縫等病害的修復(fù)效果較好，能夠讓道路依舊保持原有的線形和高程，能夠在確保厚度基本不變的情況下對(duì)路面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，該方法最大的缺點(diǎn)就是舊瀝青材料需要運(yùn)送至指定的拌合場(chǎng)進(jìn)行加工，導(dǎo)致其運(yùn)輸成本受到增加，而且該方法在施工過程中對(duì)交通的影響也相對(duì)更大。

1.2 就地?zé)嵩偕?/h3>

就地?zé)嵩偕夹g(shù)與廠拌熱再生的不同點(diǎn)就在于，瀝青混合料的在原地進(jìn)行加熱翻松，摻入新料并拌和，拌和之后直接進(jìn)行攤鋪和碾壓，就地?zé)嵩偕ǔ?yīng)用于預(yù)防性的道路養(yǎng)護(hù)中。該方法中廢料和廢棄物不需要進(jìn)行搬運(yùn)，節(jié)約了廢料堆放的場(chǎng)地，減少了對(duì)環(huán)境的污染，也降低了成本。整個(gè)工程的施工周期較短，進(jìn)度較快，對(duì)交通的影響也較小。但該種方式的熱再生技術(shù)由于需要現(xiàn)場(chǎng)的加熱施工，所以容易受到寒冷氣候的影響。

就地?zé)嵩偕€有三種形式，分別為整形再生、復(fù)拌再生以及復(fù)拌加鋪再生，每種熱再生工藝的適用范圍和工藝特點(diǎn)略有不同。在選擇就地?zé)嵩偕┕すに囍斑€需要對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行調(diào)查分析，針對(duì)路面不同破壞形式下的熱再生工藝適用性如表1所示。

表1 不同破壞形式適用的就地?zé)嵩偕に?/p>

1.3 冷再生

與熱再生相比，冷再生技術(shù)最大的區(qū)別就在于瀝青加熱溫度的不同，冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于沒有加熱過程，避免了瀝青混合料的老化，此外還能夠有效的避免因?yàn)闉r青加熱而導(dǎo)致的空氣污染。而冷再生技術(shù)的缺點(diǎn)在于路用性能與熱再生相比較差，而這也正是冷再生技術(shù)應(yīng)用并不廣泛的主要原因。

2 就地?zé)嵩偕旌狭吓浜媳仍O(shè)計(jì)

再生瀝青混合料配合比的設(shè)計(jì)是就地?zé)嵩偕夹g(shù)中最為重要的部分，且配合比的設(shè)計(jì)也較難以把控。要對(duì)再生瀝青混合料配比進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先還需要對(duì)原路面的瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，其主要目的是評(píng)價(jià)舊瀝青混合料，測(cè)出舊瀝青混合料中各部分材料的含量以及瀝青的老化程度。之后確定再生瀝青混合料需要達(dá)到的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過計(jì)算得出舊瀝青中需要添加的各部分材料的量。

再生劑是實(shí)現(xiàn)瀝青混合料再生使用的重要材料，再生劑能夠改善老舊瀝青的流變性，此外還能夠起到穩(wěn)定膠體結(jié)構(gòu)的作用，可以有效的提高瀝青混合料的各項(xiàng)性能。目前再生劑主要可以分為三類，分別為軟瀝青、專用瀝青再生劑以及低粘度的油分。再生劑摻量的確定也是較為關(guān)鍵的一部分，可以通過溶度參數(shù)法、經(jīng)驗(yàn)預(yù)估法以及性能設(shè)計(jì)法來確定再生劑的用量。溶度參數(shù)法來確定再生劑的用量，在理論方面具有可行性，但是由于計(jì)算的過程需要應(yīng)用專門的試驗(yàn)設(shè)備來明確舊瀝青的組合和溶度參數(shù)，所以在實(shí)際工程中較難推廣應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)預(yù)估法的關(guān)鍵就是準(zhǔn)確估算混合料中瀝青的含量，對(duì)于瀝青用量不夠明確的情況，不建議用此方法。性能設(shè)計(jì)法其核心思想就是通過添加再生劑使得舊瀝青的技術(shù)指標(biāo)得以恢復(fù)至規(guī)定的范圍之內(nèi)，為了使得舊瀝青混合料性能能夠達(dá)到最佳的狀態(tài)來調(diào)整再生劑的用量，該種方法的計(jì)算思路相對(duì)而言更加清晰明確，能夠更好的把握再生瀝青混合料的性能指標(biāo)。

完成了再生劑類型的選擇以及用量的確定之后，再摻入瀝青和集料使其形成新的再生瀝青混合料，然后就需要對(duì)混合料的各項(xiàng)路用性能展開檢測(cè)，其中重點(diǎn)要關(guān)注混合料的耐久性、抗裂性、抗疲勞性、抗老化性等。對(duì)性能的檢測(cè)一方面是未能夠再次確保再生劑和集料摻量的合理性，此外還能夠?qū)r青混合料進(jìn)行間接評(píng)價(jià)。待這些性能經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試均能夠滿足規(guī)范要求，方可鋪筑試驗(yàn)路段，若均能滿足相關(guān)要求，則確定此配合比為再生瀝青混合料的配合比。

3 就地?zé)嵩偕夹g(shù)的工程應(yīng)用

加熱系統(tǒng)和再生系統(tǒng)是就地?zé)嵩偕鷻C(jī)械中最為重要的兩個(gè)系統(tǒng)，高的熱效率是加熱系統(tǒng)的關(guān)鍵，通過加熱系統(tǒng)能夠?qū)訜岬臏囟冗M(jìn)行靈活及時(shí)的調(diào)節(jié)，除了確保路面的加熱溫度能夠滿足施工的需要以外，還需要確保瀝青不會(huì)老化，此外還需要具備有良好的經(jīng)濟(jì)性和安全性。再生系統(tǒng)通常由新瀝青的混合料供給裝置、廢舊料銑刨裝置、新老料的拌和裝置以及混合料的攤鋪裝置所組成。

在瀝青正式的鋪筑之前通常需要選取200 m左右的道路作為試驗(yàn)段，先檢驗(yàn)道路的施工情況是否能夠符合設(shè)計(jì)中相關(guān)的試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)。如若符合要求則可按照程序進(jìn)行施工。為了避免路面雜物影響再生瀝青混合料的性能，首先需要清掃路面，然后畫出導(dǎo)向線，確保施工過程線形的控制。下一步需要加熱舊瀝青路面，加熱的具體溫度以及攤鋪的速度需要綜合路面狀況、氣溫、風(fēng)速的幾方面的因素來共同確定，通常情況下舊路面的加熱溫度一般控制在160～180 ℃，再生混合攤鋪料的溫度需要控制在130～140 ℃。銑刨舊路面時(shí)需要深度均勻，為了方便再生瀝青混合料的結(jié)合，需要保持銑刨面有一定的粗糙度。舊瀝青路面經(jīng)加熱機(jī)加熱之后，復(fù)拌機(jī)對(duì)舊路面進(jìn)行再生攤鋪。之后采用鋼輪和膠輪壓路機(jī)對(duì)再生瀝青混合料進(jìn)行交替碾壓，壓實(shí)度通常需要控制在98%以上。當(dāng)再生層壓實(shí)之后路表溫度低于50 ℃后方可開放交通。

就地?zé)嵩偕┕み^程中需要嚴(yán)格的對(duì)施工質(zhì)量加以控制，重點(diǎn)是對(duì)再生瀝青混合料、路面形狀以及施工溫度三個(gè)方面的控制，其控制標(biāo)準(zhǔn)分為如表2和表3所示。

表2 再生混合料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

表3 施工溫度控制

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上，通過就地?zé)嵩偕夹g(shù)能夠充分的循環(huán)利用舊瀝青路面的廢棄料，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于瀝青路面的翻修養(yǎng)護(hù)中。文中闡述了瀝青路面熱再生和冷再生的路面再生方法，分析了就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的設(shè)計(jì)流程，以及再生劑的選擇和用量。最后闡述了就地?zé)嵩偕夹g(shù)的機(jī)械設(shè)備、施工工藝以及質(zhì)量控制點(diǎn)。