沥青路面再生技术

可修编可修编-沥青路面再生技术介绍了国外沥青路面再生技术的应用SLY,从材料和机械设备的角度分析了我国各种再生方式特点，并对各种再生方式的适用性和应用细节进行了评价；进一步分析了再生技术的应用方案及发展趋势；总结了沥青路面再生技术应用的关键点，提出应当结合路面管理系统和其它养护技术进行再生技术的有效实施，具有重大的经济效益和社会效益，符合中国道路的可持续发展战略。沥青路面再生技术通过重复利用沥青混合料，达到节约资源、降低工程造价和保护生态环境的目的，并还能彻底消除原有路面的拥包、车辙和松散等病害对上层沥青混凝土的影响，还可以对基层病害进行适当处理。根据世界银行的调查，路面质量下降40％时需花费1美元进行修复，若因为修复不及时而导致路面质量损失了80%,此时需要花费4~5美元进行修复，路面状况与时间的关系。为了使路面保持在良好的路用性能状态，必须及时进行修复以保持路面在一个特定的状况。路面再生的种类很多，根据沥青再生和回收协会ARRA(AsphaltRecyclingandReclaimingAssoci-ation)的定义，沥青路面再生技术可分五种方法:(1)厂拌热再生(HotRecycling)；(2)就地热再生(HotIn-placeRecycling)；(3)冷再生(ColdRecycling)；(4)全深度再生(FullDepthReclamation)；(5)冷铣刨(ColdMilling)。通常按照再生方式和地点的不同分为：(1)厂拌热再生(HotIn-plantRecy-cling)；(2)就地热再生(HotIn-placeRecycling)；(3)厂拌冷再生(ColdIn-plantRecycling)；(4)就地冷再生(ColdIn-0placeRecycling)。国外再生技术应用现状1．1国外再生技术应用现状国外对沥青路面再生利用研究，最早是从1915年在美国开始的，1973年石油危机爆发后美国对这项技术才引起足够的重视，并且迅速在全国围进行了广泛的研究。至80年代底美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半，并且在再生剂开发、再生混合料设计、施工设备等方面的研究也日趋深入，沥青路面的再生利用在美国已用于常规的工程实践。欧洲国家也十分重视这项技术，联邦德国是最早将再生料应用于高速公路路面养护的国家，在1978年就已将全部旧沥青混凝土(RAP,ReclaimedAsphaltPavement)加以回收利用。芬兰几乎所有的城镇都组织RAP的收集和储存工作。法国现在对再生技术的研究也颇为重视,在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中开始逐步推广应用这项技术。1997年国际经济合作组织的调查结果表明沥青路面再生技术已在发达国家得到了广泛应用。纵观欧美等国的沥青路面再生利用技术的研究发展状况，特别重视再生技术的实用性研究，在再生剂的开发以及实际工程应用中的各种机械设备的研制方面都取得了很大的成就，正逐步形成一套比较完整的沥青路面再生实用技术，并且达到了规化和标准化的成熟程度，为沥青路面再生技术付之于实用提供了科学依据，但目前世界上对于沥青路面再生技术还没有统一的规。1．2国再生技术应用现状我国在上世纪80年代，针对当时的渣油路面，进行过沥青路面再生技术的研究。当前，我国公路主要采用半刚性基层沥青路面的结构形式，在90年代中后期陆续建成的沥青路面已经进入大、中修期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏的国家来说是一种资源的浪费，同样大量开采矿山会导致生态环境破坏。我国公路网的规划和现有沥青路面迫切需要养护的现状标志着我国已经进入一个公路建养并重的时代。目前，再生技术已在我国的高等级或低等级公路中实施了实体工程，并取得了一定的经验和成果；但各种再生方式技术的发展还有待进一步的科学的理论指导、设计方法及机械设备的支持。随着我国高等级沥青路面维修养护量的不断增加，再生技术的研究、推广和相关专用设备的引进和开发，对降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境及促进公路建设都有极其重大的意义。再生技术介绍及适应性分析2．1厂拌热再生厂拌热再生在世界围得到了广泛的应用，其技术优势明显被认为是一种非常有效的方法，适用于我国不同等级的沥青路面。根据高速公路路面不同层次的质量和技术要求，进行再生料的配合比设计，确定RAP的添加比例（添加比例宜为10%~30%）,通过合理的施工控制，从而获得性能优良的再生沥青混凝土。厂拌热再生按拌和设备的不同分为连续式和间歇式两种。厂拌热再生技术近年来在国也逐步得到了应用，省广佛高速公路大修工程中，采用了双滚筒连续式沥青混凝土拌和设备，这是国首次在高速公路上应用厂拌热再生技术。目前，国设备厂商成功开发了适用于间歇式拌和设备的厂拌热再生加热设备，间歇式拌和楼的厂拌热再生技术也得到了逐步的推广，目前，、、等省市部分沥青路面维修改造中均成功使用了间歇式热厂拌再生技术。2．2就地热再生就地热再生技术仅能对沥青路面的表层进行再生修复，仅处理路表4—5cm的部分病害，对表面层以下的功能性和结构层破坏的无修复能力，因此这种技术在欧洲、北美有一定规模的应用。近年来，我国陆续引进了从德国、加拿大、芬兰、日本等国的10余套就地热再生机组，并成功的运用于多条高速公路的修复，如京津塘高速公路、京石高速公路、成渝高速公路、京福高速公路段、沪宁高速公路段、京珠高速公路段、广深高速公路等都成功实施了面积不等的沥青路面就地热再生技术。2．3厂拌冷再生目前国已经开发出适合于乳化沥青和泡沫沥青厂拌冷再生设备：并在实际工程中得到了成功的应用。乳化沥青厂拌冷再生技术在沪宁高速公路扩建工程中得到了成功的应用，乳化沥青再生料作为下基层，在应用中使用了国第一次研发的厂拌冷再生设备。2006年西阎高速公路大修工程中，也成功地应用了泡沫沥青厂拌冷再生技术用于新建路面的基层。国厂拌冷再生主要使用乳化沥青和泡沫沥青再生。厂拌冷再生技术已广泛应用于高等级公路尤其是高速公路的基层中，该技术目前已在省、省、省、省、省等省份采用泡沫沥青或乳化沥青进行厂拌冷再生后用于高速公路的基层或底基层。2．4就地冷再生就地冷再生使用再生剂对旧路材料进行处理，根据处理深度的不同，可以分为部分深度再生（再生厚度75~100mm）和全深度再生（再生厚度100~300mm）,部分深度再生可以对面层病害进行有效的处治；全深度再生不仅对面层且对基层的病害进行有效的处治。我国近年来从国外引进就地冷再生设备40多套，就地冷再生技术国已经大量使用了水泥和泡沫沥青进行再生，而对于乳化沥青就地冷再生技术，2005年首次在营大线进行了乳化沥青就地冷再生，2007年省锡澄路和S239实施了直接用作面层的乳化沥青就地冷再生技术的应用。2．5适用性分析基于病害分析，ARRA推荐作为选择再生方法的指导，对于应用不同的再生方法（如就地冷再生）的技术步骤和具体事项的详细讨论。再生方法的选择指导路面病害类型厂拌热再生就地热再生厂拌冷再生就地冷再生表面病害松散XX2泛油XX5滑移X变形X搓板XX5车辙—浅XX5车辙—深XX6X6.7龟裂/载荷相关X龟裂XXX纵向-轮迹XX8XX路面边修XXX滑移XX裂缝/载荷不相关X块椒收缩）XXX纵向接缝XX10XXX反射裂缝XXX维修补丁溅水X11X11X剥落X11X11X坑洞XXX凹陷（热拌）XXX基层/路基问题X行驶质量/平整度通常的不平整XX沉降X12X12X13路隆（冻胀）X12X12X14。不同再生方法的应用和细节方法应用细节厂拌热再生能够用于处治表面病害，变形，与荷载相关和不相关的裂缝，维修补丁。料堆贮存从旧路上获得的RAP，料堆贮存的RAP能在拌和厂和其它材料拌和再生利用。能够使用的RAP含量取决于再生混合料的类型和热混合料拌和厂的类型。RAP/新料混含比例通常是10：90--30：70，最高比例为50：50。就地热再生能够用于处治表面病害，搓板，表面车辙，纵向裂缝和滑移裂缝。、深度可达到50mm,1日路材料能够完全利用，只需少量的新料，因此节省了大量的运输费用。该方法能够明显地减少修复时间，对于交通量大的公路是合适的，不需要封闭交通很长时间．就地热再生要求一定数黛的重型机械和设备。由于较高的费用。应该在一些特定的区域进行使得成本费用较低。同样，由于该方法通常有较长的设备车队，因此对于城市道路并不适合，只有非常有限的空间用于操作设备。对于路面有明显数量的由于液体沥青材料和灌缝材料构成的补丁，该方法会产生空气质量问题。就地冷再生能够处治在面层下沥青层的车辙，荷载相关的块状和一温缩裂缝，维修补丁。旧路材料能够完全地使用，因此，节省了大量运输新材料的费用。同样，由于该技术没有使用加热，不会产生空气污染．节约能源和节省资金。该方法能够提高旧路的结构能力。同样只有较短的交通中断，可以用于交通量大的道路。只需封闭交通很短的时间。在许多实例中，就地冷再生需要一个养生时间，然后加铺一个磨耗层，尽管较少的机械是可用于就地冷再生的；但实施该技术时也可以包括很长的车队，因此对于城市道路并不适合，只有非常有限的空间用于操作设备。全深度再生能够处治表面层下的车辙，包括基层，荷载相关的块状和温缩裂缝，维修补丁，该技术特别适用于慕层有问题或结构能力不足的路面。因为该方法基本上是一个就地冷再生过程，它具有就地冷再生所具有的全部优点，包括节省运输费用和节约能量，不会出现空气质量问题。全深度再生通常会产生一个新的基层。必须加铺一个合适的磨耗层。作为就地冷再生目前FDR缺少合适的修建指导原则和技术规。整个过程必须要有经验的工程师进行指导监督。由于有一部分不是沥青层也要再生，最终的混合料必须小心地监控，防止由于不其他材料的污染（比如植被和大块的RAP）。再生技术的应用方案及发展趋势3．1再生技术的应用方案每种再生方式都有其局限性，必须充分发挥其优势，以最大限度地满足沥青路面养护需求。因此在对旧路决定实施再生技术时，对于具体沥青路面再生方式的选择或应用可以参照图2。3．2厂拌热再生厂拌热再生作为世界围应用最为广泛的沥青路面再生方法之一，在中国将有着较好的发展方向：由于我国热拌沥青混合料的生产95％以间隙式拌和楼为主，因此，需重点发展间隙式沥青拌和站的再生配套设备以满足添加RAP的需要；改造的同时应注意保证再生料一定的生产效率；当前厂拌热再生混合料中的RAP用量一般为10~30%，当前连续式拌和楼中RAP最高用量可以达到50％；应考虑如何在不降低再生料性能的前提下，考尽量提高RAP用量；国家政策及相关专业技术人员的宣传，使人们接受厂拌热再生混合料在合理的设计、施工条件下，厂拌热再生混合料性能不低于传统的热拌沥青混合料为避免RAP中的沥青进一步的老化，拌和楼中混合料的加热温度不能过高，进而厂拌热再生混合料的摊铺温度比传统的热拌沥青混合料略低，可供碾压的时间也略有减少，可能会导致路面的压实度不够。因此可结合当前温拌技术的优势，通过在热料中添加化学添加剂，在保证再生料性能满足的前提下，拌和和碾压温度可以明显地降低，避免RAP进一步老化和保证碾压充分。3．3就地热再生就地热再生技术由于仅能对有限的沥青表面层(4—5cm)的病害进行处治，而我国沥青路面是以半刚性基层结构为主，沥青路面的病害往往以中下面层，甚至是基层为主。因此在使用该技术时必须进行路况调查，确定病害类型及成因，综合考虑该技术的适用性、经济性，定位好该技术在我国的应用市场，就地热再生技术的发展方向：就地热再生设备庞大、技术复杂，目前这种设备主要依赖进口，设备资金投入较大，进一步加强国设备的自主研发及创新；当前仅能处理最大处理4—5cm，应该进一步开展加热技术的研究，以保证处理深度的进一步加深；合理而科学的再生剂应用对就地热再生和厂拌热再生混合料性能的影响较为关键，再生剂的开发研制，可以从软化剂、回收剂、改性剂、稀释剂、补充剂和芳香油等方面开展研究，以降低当前昂贵的再生剂价格，提高热再生料的性能。3．4厂拌冷再生厂拌冷再生可用于修复面层和基层的病害，厂拌冷再生对反射裂缝和行驶质量低下等病害的修复效果良好，厂拌冷再生一般采用水泥、乳化沥青、泡沫沥青进行再生。目前，厂拌冷再生技术是国应用十分广泛的再生技术，可用于沥青路面的基层和下面层，具有良好的推广应用前景，厂拌冷再生技术的发展方向：泡沫沥青厂拌冷再生，但需要关注的是泡沫沥青的发泡效果及其水稳定性；乳化沥青厂拌冷再生，随着表面活性剂技术的不断发展，开展用于冷再生的不同类型的乳化沥青的研究；厂拌冷再生设备，目前厂拌冷再生设备主要是连续式，需要进一步改进设备，以保证计量的准确性和均匀性。.可修编-3．5就地冷再生就地冷再生冷主要采用水泥、泡沫沥青和乳化沥青作为再生剂，在我国主要以采用水泥为主，随着材料和设备技术的发展，泡沫沥青和乳化沥青已经逐步应用于就地冷再生中，当前主要是现场施工工艺水平有待进一步提高，就地冷再生技术的发展方向：由于就地冷再生的推广应用，需要昂贵的设备，进一步在国自主研发的基础上进行创新，关键是铣刨深度、计量系统等合理优化与控制