摘 要:沥青路面再生就是将旧青路面或回收沥青路面材料(RAP)使用专用机械设备进行处理之后将一定比例的新沥青、新集料、再生剂掺加进去,再通过碾压形成路面结构层的技术。文章分析对比了几种沥青路面再生方式,结果表明采用合理的沥青路面再生技术对旧路面沥青进行回收再利用不仅能够提高施工的效率、降低成本,同时还可以减小维修对环境和交通的影响,具有很高的经济和社会效益。
关键词:沥青;再生技术;厂拌;冷再生;热再生
引言
随着社会经济的不断发展,大量的资源也在日渐消耗,我国的沥青路面逐渐进入养护时期,将会有大量的废旧沥青路面材料被挖除废弃。因此,处理废旧沥青路面材料,有效避免环境的污染,同时实现资源合理化利用,将成为人们最为关注的话题。
1 沥青路面再生的意义分析
1.1 沥青路面再生的意义
沥青路面再生技术是指将不能满足路面性能要求的旧沥青路面,进行铣刨或者翻挖回收旧沥青混合料后,再加入一定量的添加剂、再生剂、新集料和新沥青等材料进行拌合,使其满足相应的路用性能要求后,再将其重新铺筑到路面[1]。随着我国经济的不断发展,沥青路面以其行车舒适、易于维修的优点得到了广泛的应用,因此沥青等原材料的需求量急剧增加,同时筑路成本也水涨船高。除此之外,随着道路交通量和超载车辆不断地增加,一些路面出现了水损害、车辙、开裂等病害,如果修筑的高等级沥青路面的寿命按照15~20年计算,那么每年因为道路翻修而废弃的沥青就将有220万吨,如果能合理利用这些沥青,那么我国每年就可以节省3亿元以上的材料费[2],这样不仅解决了废料堆放的问题,还保护了环境,并且为建设资源节约、环境友好型社会作出了贡献。
1.2 沥青路面再生的优点
沥青路面再生技术以其独特的优点得到了广泛的应用,其主要表现为:
(1)缓解沥青材料需求不断增长和沥青资源有限的矛盾,做到节约资源,建设节约型社会。
(2)使用旧沥青混合料,发挥其再生的效果,可以节约大量矿料,并且降低了砂石矿料开采给环境带来的污染。
(3)旧沥青混合料的堆放会占用大量土地,回收利用旧沥青可以很好地保护土地资源。
(4)对旧路路面材料的回收并利用,可以有效降低路面养护的成本。
2 沥青路面再生技术及其应用
2.1 沥青路面再生技术分类
沥青路面再生技术根据施工地点和施工工艺可以分为厂拌和现场两种,根据沥青生产时的温度又可以分为冷再生和热再生,因此沥青路面再生方式分为厂拌热再生、厂拌冷再生、现场热再生和现场冷再生四种方式[3]。
2.1.1 厂拌热再生技术
将回收的沥青路面材料运输到沥青拌和厂,经过破碎、筛分,根据不同的路面层次质量要求设计配合比,以一定的比例与新沥青、新集料、再生剂等进行热态拌和,之后再生成混合料,得到良好的沥青混凝土,用其铺筑成再生沥青路面,这样的过程就是厂拌热再生。目前较为成熟的技术可使得沥青路面材料的回收比例接近20%[4]。
2.1.2 现场热再生技术
现场热再生是指使用专用的热再生设备对沥青路面进行铣刨、加热,并且就地掺入适当比例的新沥青及新沥青混合料再生剂等,经过热态拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面的再生。
2.1.3 厂拌冷再生技术
将回收的沥青路面材料运至拌和厂,经过破碎、筛分之后,掺入一定比例的新集料、活性填料、水进行常温拌合,再通过常温铺筑,形成路面结构层的沥青路面再生技术,就是厂拌冷再生。厂拌冷再生技术用于各等级公路回收沥青路面材料进行冷再生利用,再生后的沥青混合料可以根据其工程情况以及性能可用于各等级公路的基层或面层[5]。
2.1.4 现场冷再生技术
常温下,在使用冷再生设备的同时,对沥青路面进行现场冷铣刨,在破碎后的旧路面结构层中,再添加再生材料,随后经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术即是现场冷再生。目前用于现场冷再生的沥青材料主要包括泡沫沥青和乳化沥青两种。
2.2 沥青路面再生方式优缺点
2.2.1 厂拌热再生
其优点是再生沥青性能优越,可用于沥青路面表层松散、泛油、推挤、集料磨光、车辙和裂缝等,可以维持原路面的线形和标高;缺点对交通的干扰大,且混合料运输的费用较高。
2.2.2 厂拌冷再生
其优点是可以修正非结构承载力不足而引起的结构表层破坏,用于沥青路面基层稳定的表层破坏。路面高程和桥梁净空得到保证;缺点为不适于旧路有明显基层破坏不规则的频繁修补。
2.2.3 现场热再生
优点是修复面层和基层的病害,对反射裂缝和行驶质量低下的病害修复效果良好,可改善路面的几何线形;缺点是混合料的运输费用较高。
2.2.4 现场热再生
优点是能够对大多数路面破坏类型进行结构性的处治,使路面恢复所需要的线形、断面和标高,消除原路面的车辙、不规则和不平等的区域,消除横向、纵向和反射裂缝,对交通的影响小;缺点是路面标高可能有变。
2.3 路面再生技术对材料的要求
2.3.1 粗集料
粗集料适合采用耐磨且强度高的石料,从而发挥骨架的作用,其要求为:
(1)碎石需干燥、洁净、无风化,并具有足够的耐磨耗性和强度;
(2)碎石的粒径规格应符合规范要求;
(3)粗集料的质量以及粘附性、磨光值的技术指标应符合表1的要求。
2.3.2 细集料
(1)细集料采用机制砂或石屑;
(2)细集料质量技术要求应符合表2的要求。
2.3.3 沥青
使用进口改性浙青或者进口重交通道路石油,其技术要求应符合JTG F40-2004道路石油沥青A级要求。沥青标号的选用依据气候和图纸设计要求。基质浙青及改性涵青质量技术指标必须符合表3的要求。
3 沥青路面再生方式的选择
沥青路面再生技术种类较多,每种技术方式都有各自的优点,因此在进行沥青路面再生时,再生方式的选择就显得尤其重要,沥青路面再生方式的选择原则是:
(1)旧路面的性能评价及工程特点。通过实地勘察获得旧路面性能的各项指标,确定路面维修的等级及施工的特点,例如对路面表层的维修可选择厂拌热再生,对交通影响较小的维修可选择现场冷再生等。
(2)路面再生方式的优缺点和经济效益。对比各种再生方式的优缺点,如表1所示,并结合实际工程分析各种再生方式的经济效益,综合选择最优方案。
(3)符合国家相关标准和环保要求。
4 沥青路面再生技术应用中注意事项
4.1 原路面调查分析
沥青路面在施工之前必须对原有路面进行详细的勘察,调查原有的设计施工资料和养护记录资料等。对不同路段的路面结构及材料组成,特别是混合料施工时沥青的含量及混合料级配进行详细了解,此外还需对交通、自然气候环境、轴载及施工条件、沥青路面材料的现状及各种原材料的供应情况做详细调查。
4.2 配合比设计
再生沥青混合料的设计应首先满足规范中的路用要求,同时又能够应地制宜,经济适用。在进行再生混合料的配合比设计时需要确定新旧集料的参用比例[6,7],以及再生剂的参配类型和参配比例。再生混合料除了满足普通混合料的要求外,还应考虑在施工中和自然状态下的抗老化能力,以便具有较长的使用寿命。另外,在满足路用的前提下,尽可能的利用旧料,提高旧料的参配率,以最大程度地降低工程成本。
5 结束语
沥青路面再生技术作为一种新型的施工技术,以其低成本、低污染、低消耗的优点在公路施工中将会占据主导地位,合理地选择沥青路面再生方式不仅可以缩短施工周期提高效率,还可以降低成本,同时减小对环境及交通的影响。
参考文献
[1]仇银吉.沥青路面再生技术的研究与应用[D].山东大学,2013.
[2]雒泽华.沥青路面再生技术在我国的发展应用[J].建设机械技术与管理,2007(7):25-34.
[3]韩慧仙.沥青路面现场热再生技术的研究[D].长安大学,2005.
[4]中华人民共和国交通运输部.JTG F41-2008.公路沥青路面再生技术规范[S].北京:人民交通出版社,2008
[5]周进.浅析公路沥青路面的再生技术江苏建筑[J].江苏建筑,2013,4:28-30.
[6]交通部公路科学研究所.JTGE20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2011.
[7]黄晓明,赵永利.沥青路面再生利用试验分析[J].岩土工程学报,2001,23(4):468-471.
作者简介:杨媛媛(1979,12-),女,高级工程师。