沥青道路就地冷再生试验及检测研究

2013-04-29 08:26王立平
关键词:生态环境利用率

王立平

摘要:随着我国公路建设的高速发展,大量早期建设的公路逐渐进入大中修期采用何种有效方式进行维修将是一个亟待解决的问题。对沥青路面废旧材料进行再生利用,可以有效提高资源利用率,保护生态环境,符合国家提出的发展循环经济、实现可持续发展的战略方针,是一个极有效的方法。因此,对沥青路面再生技术进行研究具有重要的意义。

关键词:高速发展;利用率;生态环境

在进行沥青路面养护时,必须要把旧路中需要进行修补的沥青面层挖除。目前,我国沥青路面的维修工程量越来越大,浪费的原料也不断在增加,据调查,我国每年在维修时所浪费的沥青混合料每年都在200万吨以上,在总量中,沥青就占了10万吨以上。这不仅大量地提高了资源的浪费率,同时对周围环境的影响也是有害无益的。沥青路面的再生技术,是将旧沥青路面经过翻挖、回收、筛选等一系列的过程后,按一定的比例将再生剂、新沥青材料、新集料等与新沥青混合在一起,成为一种新型的材料,且在使用时具有一定的路用性能。

一、道路就地冷再生技术的概述

道路就地冷再生技术应用非常广泛,它主要应用于对旧路的维修、改造、升级,它能充分地利用旧路现有的资源,加入适量的的稳定剂(如沥青类稳定剂、无机结合料类稳定剂等),水,在自然环境和常温下,经过拌和、碾压、摊铺而形成新的再生结构层。就冷地再生技术施工速度非常快、对现有交通影响较小、因减少大量运输车辆而更加具有经济及环保效益,但是如果已经有大量的旧路面材料堆置,或者是必须将旧面层翻出之后对基层进行翻修而不能采用就地再生方法时,则可采用厂伴冷再生就是最恰当的选择了。

二、道路就地冷再生技术的工作原理

主要是使用机械来完成的,最关键的是用一个装有若干个硬质合金刀具的切削转子。随着转子的转动,由再生机推动水车中的水,经软管输送给再生机,再由机载系统喷洒进拌和罩壳内。喷水量是由微机控制系统进行精确的计算,被削下的沥青与水在拌和罩壳内要充分的拌匀,才能使含水量达到最大化。乳化沥青最后是经软管输送到拌和罩壳内。泡沫沥青是由喷洒系统直接洒进拌和壳内。

三、冷再生技术的优缺点

与沥青路面热再生技术相比,冷再生具有以下几个显著的优点:

(1)可用于处治多种路面病害的类型。

(2)冷再生技术可大大减少路面中反射裂缝的出现。

(3)可以在不改变路面纵横线形的前提下改善路面的结构承载力。

(4)与传统的路面维修技术相比,可以减少路面施工过程中对能源、集料、沥青等的要求,从而可以降低工程成本。

(5)可以减少环境的污染,节约自然资源,解决废物堆置等问题,这对环保有很重要的意义。

但是,冷再生技术也存在相应的不足之处,主要有:

(1)与传统的路面维修技术相比,路面冷再生过程中材料及施工的变异性较大,易对冷再生路面结构的性能带来不利的影响。

(2)冷再生混合料通常需要一定的养生期才能达到规定的强度。

(3)冷再生施工过程受环境的影响较大,主要是温度和湿度的影响。

四、冷再生技术试验及检测方法研究

(一)材料的配合比

我们对冷再生某个地方现场取样的材料进行了研究,表现了很大的变异性,而不同地方的材料的差异性也较大,这样配合比设计带来了很大的困难。通过分析,采取了加大取样频率,进行多组筛分选最具代表性级配进行下步设计。

(二)制备试件的强度

由于原材料中含有部分原沥青料,大量二灰,制备的试件强度出现了较大的波动性,强度差异偏大,为了能够保证工程的质量,必须选取水泥剂量较大的一组。所以,在冷再生配合比设计中,怎样选取具有代表性试样和如何减小强度的波动是研究的主要方向,在施工的准备阶段应进行加大试验频率,通过多组试验来选择适宜的配合比。

(三)施工中的试验

施工过程中主要试验为含水量控制和水泥剂量测定。

1.含水量的控制

为了能够最快地取得施工含水量,通常采用现场燃烧法测定含水量,通过观察发现,现场测得的含水量要比实际的含水量高,且发现破碎料中的一些沥青要被同时烧失,所以,在施工之前,可以使用多组试验来确定燃烧法与烘干法所测定含水量间的比例关系。

2.水泥剂量测定

在施工检测时发现水泥剂量要远远大出预期的剂量,这很明显已经超出了所考虑的损耗标准,通过观察分析表明,破碎料中还含有石灰等成分,会影响其结果。然后,对没有添加水泥的破碎料进行了滴定,通过计算与研究,可以测出一定的剂量。所以,在施工之前必须要对破碎料进行滴定,并计算其数值,在施工试验时消除其影响。

3.施工完后的检测

施工完后要检测其压实度、强度以及弯沉检测。其中的强度和弯沉检测跟实际的是一样,压实度检测因为老路材料的变异性,检测中经常出现压实度过密实,或者达不到预期的要求,特别是大面积施工时表现得很明显。所以,压实度的检测不能单纯地以理论数据来判定它是不是合格的。在这种情况下,可以采用控制压实数来达到目的,如果想更快地知道其结果的准确性,可以现场取样然后进行对比分析。因为其压实度是不可估摸的,所以,在施工完成后,要加大其弯沉检测的频率。通过以上的分析,得知沥青路面就地冷再生技术在试验检测的环节上与普通半刚性基层有较大的区别,而一般的方法都不能很精确的反映实际工程状况,大多数数据必需要通过远超规定频率的试验来确定。

五、冷再生技术的社会效益分析

大修工程如果是按照传统的做法进行施工,就会产生大量的废弃物,旧沥青混凝土以及结构层需要全部挖除外运,不仅会污染环境,同时,还会大量的占用土地。但是,如果采用新型的冷再生技术,就会无任何废弃物,它是属于环保型工程,对社会的发展有很大的促进作用。除此之外,传统施工方法必须中断交通施工,并且其工期较长,过往的车辆必须全部都绕行,对社会的影响较大,就地冷再生技术能够较好的解决这个问题。综上所述,就地冷再生技术是一项切实可行、有广阔发展前景的技术,尤其适用于缺乏砂石材料的地区和道路的大中修改建。

参考文献:

[1]交通运输部新闻办公室.改革开放三十年公路交通发展成就[C].公路,2008,12(12).

[2]孟书涛.沥青路面合理结构的研究[D].东南大学,2005.

[3]沈金安,李福晋,陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004.

[4]郝培文,张登良,胡西宁.沥青混合料低温约束温度应力试验研究[J].西安公路交通大学学报,2000(3):34-36.

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