沥青路面养护技术分析

2019-06-30 版权声明 举报文章

近年来我国公路建设事业迅速发展,修建了大量的沥青混凝土路面,但大部分沥青混凝土路面在运营后3~5年即进入维修改造期。在路面维修中,最常用的方法是将原路面铣刨重新铺设新路面,这种方法使得大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃,并耗用大量新沥青和新集料。大量废弃沥青混合料造成了环境污染,新石料的开采也将造成水土流失等环境破坏。从材料性状角度,沥青的老化没有从本质上改变沥青的结构特征,因此,对沥青路面进行再生利用的改造方法是可行的。

1就地热再生路面养护技术的应用现状

我国政府相关部门对沥青路面的再生利用也相当重视,从1982年起交通部门就开始了沥青混凝土再生路面技术的研究,并在1997年进行了沈阳至大连高速公路的再生重铺。其后,京津唐高速公路、沪宁高速等工程也采用了就地热再生技术。近几年来,就地热再生技术在国内的发展突飞猛进,国产的就地热再生设备也在陆续出现,部分设备的技术性能甚至达到了国际领先水平。总的看来,虽说在国内因种种原因导致就地热再生技术的应用并不普遍,但这种施工方法无论是从技术方面还是从经济方面来看都是可行的,而且有利于环保,是一种很有发展前景的沥青路面养护维修技术。

2就地热再生路面存在的问题

对旧沥青路面进行再生利用,将废旧沥青路面材料应用于道路建设和养护中,既可以减少废弃的旧沥青混合料,降低对环境的污染,又可节约新沥青和新集料,具有巨大的经济效益。我国于2008年颁布了《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008),但其中对就地热再生工程质量控制的规定却极为简单,需要通过对影响就地热再生路面性能的因素进行分析,从而提出切实可行的施工质量控制措施。据对江苏省高速公路沥青就地热再生路面的大量现场调查,就地热再生路面施工完成后发现的最大问题除反射裂缝外,离析也是一个重要问题。离析问题主要表现在面层孔隙明显较大和集料分布不均匀两个方面,这在江苏省沥青就地热再生路面中普遍存在。热再生沥青混合料的离析主要是由热拌合、摊铺、压实温度不足或再生时伴随压实质量较差、孔隙率较大等问题,导致沥青路面出现松散剥落以及水损害现象,影响路面使用的耐久性。

3就地热再生路面性能的影响因素

就地热再生是近年来兴起的一种新型路面养护方式,与传统的养护方式相比,其具有原路面沥青混合料100%利用、施工一次性完成、工效高、处理浅层病害效果好等优点。江苏省高速公路处于全国领先水平,养护工作及时到位,道路状况普遍良好,仅存在浅层的病害需要维修或养护,目前在汾灌高速、宁靖盐高速、宁宿徐高速、沿江高速、宁杭高速等路面养护工程中都采用了就地热再生技术。通过大量的调查发现,部分高速公路采用就地热再生技术,路面养护效果较好,而也有一些出现了较为严重的问题。影响就地热再生路面性能的因素较多,但再生剂与新沥青的添加量、拌合温度与摊铺温度、压实质量是其中最主要的三个因素。

3.1再生剂与新沥青的添加量

再生剂通过改变沥青的流变性状和粘度,恢复老化沥青的性能,促使沥青膜转移,沥青重新分布,从而改善再生沥青混合料性能。较理想的再生剂为针对沥青老化性质开发的特殊油分。再生剂应具有足够的亲和渗透能力,从而可以迅速融入旧沥青中;再生剂黏度应适中,若黏度过高则不宜与旧沥青相融,若黏度过低则加热时容易挥发;再生剂还应具有良好的流变性质和溶解沥青质的能力。再生剂添加量应适中:若再生剂剂量过多,则沥青黏度较低,路面“较软”,影响路面高温性能,易出现泛油、车辙;若再生剂剂量过少,则路面老化得不到改善,粒料不粘,易出现离析,压实困难,再生效果差。再生剂与新沥青的添加量与空口压力和材料黏度有关,而机组的行进速度由风力温度和湿度等因素决定,因此应根据机组行进速度及时调节沥青和再生剂的添加量。

3.2拌合温度与摊铺温度

拌合温度是保证沥青混凝土热再生质量的一个关键因素,拌合时的温度影响再生剂与沥青融合、沥青膜的转移和重分布以及铣刨的质量,从而决定了再生沥青混凝土的质量。研究表明,沥青混合料的沥青膜厚度与沥青混合料的施工温度相关。在沥青混合料中,为了使沥青混合料具有良好的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水害、耐疲劳等特性,必须保证集料周围裹附的沥青膜有一定的厚度。沥青膜厚度对沥青混合料性能影响甚大,沥青膜越厚,沥青混合料越显柔韧和耐久性,沥青膜越薄,沥青混合料越脆,越易产生开裂和剥落。采用联合机组对路面多次逐级加热,可以从一定程度上防止表面过热和受热过于集中。此外,还可以采用预铺骨料的办法来防止表层集中受热,高温的骨料在拌合时起到热源的作用,使受热更加均匀。另外,摊铺温度对就地热再生路面也起着至关重要的作用。局部加热不均匀或散热较快会引起局部摊铺温度不足,局部摊铺温度不足会引起粒料不粘,从而导致摊铺路面严重离析。

3.3压实质量

由于再生沥青混合料劲度较高,粒料外热内冷,温度下降快,因此控制压实质量是保证就地热再生路面使用性能的另一个关键因素。碾压对沥青混合料的强度和耐久性起着至关重要的作用。通常采用大吨位压路机,特别是轮胎压路机紧跟碾压。影响其压实性能的主要因素有压实温度、压实速度、压实应力和沥青用量等。控制压实温度是控制压实质量的关键。压实温度不足导致压实质量较差,是江苏省就地热再生路面存在的普遍问题。为确保热再生设备的加热效率,通常就地热再生机组设置三道加热装置,前两次加热在铣刨拌合前使用,另一次在拌合之后熨平摊铺之前使用。压实温度与整个温度控制系统有关,但通过调节最后一级加热温度可直接影响压实温度。压实温度还与气温和风速等因素相关,通常应选择在20℃以上施工。初压应用双钢轮压路机静压1遍,复压采用双钢轮压路机振压2遍,行驶速度控制在4km/h-5km/h。然后用轮胎式压路机碾压2遍,行驶速度控制在4km/h-5km/h。低温压实导致的压实度不足会引发较严重的压实类车辙复发、路面平整度较差以及构造面积过大等问题。

4结论

就地热再生是路面再生利用技术中的重要方式之一,通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序,一次性实现就地旧沥青混凝土路面再生,可以对出现轻微车辙、裂缝等浅层病害的高速公路进行维修养护。通过采用合理的措施控制再生剂与新沥青的添加量、拌合温度与摊铺温度、压实质量等影响再生路面性能的三个关键因素,可以提升再生路面的使用性能。因此,就地热再生技术具有良好的经济与社会效益,应用前景十分广阔。

作者:屈鹏程 单位:嘉峪关公路管理局

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