浅谈沥青混凝土路面就地热再生施工工艺

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  摘  要:沥青混凝土路面就地热再生施工技术是目前高速公路沥青路面大修养护的主要方法,它具有旧材料利用率高、开放交通快等优势。文章结合2014年度连徐支队辖区G30连霍高速公路、G3京台高速公路、G2513淮徐高速公路等路段沥青路面就地热再生养护工程施工实践,详细介绍了沥青路面就地热再生施工工艺、现场施工方案的制定以及现场质量检测,有效指导了就地热再生技术的应用。
  关键词:高速公路养护;就地热再生;施工工艺
  中图分类号:U416.2     文献标识码:A      文章编号:1006-8937(2015)36-0172-01
  1  基本情况
    就地热再生技术是在沥青混凝土上面层出现裂缝、坑槽、车辙、拥包等各类病害时,使用热再生机组就地将旧沥青路面进行加热、铣刨、回收、筛分,同时与再生剂、新集料、新沥青按一定比例重新拌合,通过移动式的再生设备进行二次加热拌合、摊铺、碾压成为新的沥青混凝土面层,从而恢复路面使用性能的工艺。据经验,现场热再生工艺利用的旧料比例约占70%~100%,节约的费用约为17%~50%,节约费用的多少与所用的机械设备、施工工艺以及旧料利用率等密切相关。现场热再生施工工艺采用一种连续不间断的作业方式,一次性完成罩面施工,它具有开放交通快,施工干扰少等特点,特别适用于车流量较大的高速公路养护施工。
    在前期科研项目研究的基础上,养管单位同东南大学签定了技术服务合同, 2014年委托其对辖区路面进行了修复方案设计,养管单位对车辙较大的段落(共长90 km)进行了就地热再生处理,目前看效果良好。
  2  就地热再生技术现场施工方案的确定
    根据制定的G3京台高速公路、G30连霍高速公路和G2513淮徐高速公路2014年度沥青路面养护方案,对三条高速路面技术性能状况不满足决策控制指标要求的路段和强度不足的路段进行以就地热再生为主导方案的局部病害处理养护。为准确评价当前的路面状况,科学、合理地制定路面具体的养护方案,养管单位委托东南大学交通学院承担了路面综合状况和性能评价以及制定合理的治理养护方案等前期工作。对三条高速公路拟处治路段进行了调查和面层钻芯取样,并通过试验确定了具体的就地热再生养护方案和施工指导意见,为就地热再生养护治理的实施提供指导和依据。就地热再生技术首先需要对旧沥青混合料状况进行分析,包括级配、沥青含量以及沥青和集料现有性能等,然后在此基础上提出再生混合料的级配设计组成及相应的调整方案。在得到热再生混合料的组成设计后,需要验证其路用性能是否能够满足要求,特别是各种添加料及其比例对于再生料高温性能的影响需要注重研究。通过实验得到最终的热再生混合料组成设计方案后,还需要根据就地再生施工机组特点和现场施工条件制定合理的就地热再生施工方案,并对关键的施工工艺进行研究。最后,需要提出就地热再生路面的质量检测与评定方法,并应用于实体工程。
  3  就地热再生施工方案
     G3京台高速、G30连霍高速、G2513淮徐高速就地热再生养护项目采用森远SY4500重铺机组进行。整套机组包括二台路面加热机、一台翻松铣刨机、一台加热复拌机、一台常规摊铺机、二台压路机、三台沥青混凝土运输车及其他设备等,可完成路面表面加热、翻松铣刨、添加新集料、分料、集料、输送拌合、摊铺、整平、碾压等工序,主要施工方案如下。
  3.1  微表处罩面的铣刨
    在微表处罩面路段,首先需要将罩面层铣刨处理。
  3.2  原路面加热
     原路面加热由两台加热机完成。开启热风炉,产生热空气,路面加热器由液压驱动下落接近地面,通过加热器上的喷射孔向路面喷射热气,对冷硬路面进行加热,多余的热量回收入热风炉,循环利用,形成大面积循环加热。工作时,加热机与机组工作速度同步,一边行进一边对路面加热。热风的温度可达500 ℃,路面加热的深度在4 ~5 cm范围内。路面经过两台加热机加热后,路表温度可达到180 ℃。
  3.3  原路面铣刨
    由加热铣刨机对加热后的沥青混凝土面层进行铣刨,且保持铣刨厚度均匀一致。加热铣刨机位于路面加热机之后,对路面进行二次加热,加热深度一般不超过6 cm。加热铣刨机后有左、右、中铣刨鼓,连续完成对沥青路面的加热、两侧路面铣刨及集料、中间路面的铣刨及拌和等工序,将路面混合料向中间收拢,形成料垄,将再生剂喷洒于待收拢料上,收集旧料时将再生剂混合在内部,同时通过导油管添加新沥青。再生剂量要准确,以保持沥青混合料适当光泽。加热铣刨机与整套机组速度同步行驶。
  3.4  新料的添加与再生混合料的拌合
    由加热复拌机完成对新料的添加和混合料的拌合。整套机组工作中,加热复拌机位于加热铣刨机后面,向铣刨机收拢料中添加新料并复拌处理。通过复拌机前配备沥青混合料翻斗车,持续向复拌机受料斗内添加新集料,并通过受料斗刮板输送器将新料均匀撒布在已收拢的路面料堤上。分料装置将料堤均匀摊铺成薄层料面,铺于路上。加热复拌机前行的同时,一边将料面锪成条沟,一边对沥青混合料进行除湿加热。集料装置再次将被加热料收集于路面中央,通过刮板输送器将料传送入强制搅拌装置,同时添加温拌剂,进行强制搅拌。加热复拌机搅拌均匀后,将物料推入摊铺机料斗内,进行路面摊铺。摊铺机同样与机组的工作速度保持同步。
  3.5  再生料的摊铺与压实
    摊铺机紧跟于加热复拌机之后,将拌合好的热再生混合料进行摊铺,摊铺温度保证不低于120 ℃,一般在125 ℃。摊铺机后紧跟压路机进行压实,由于再生沥青混合料的温度下降快,影响压实效果。具体的压实方法按照高速公路密级配热拌沥青混合料面层的压实方法进行,完成新沥青面层施工。
  3.6  施工路段的跟踪观测与检验
    从2014年10月11日到10月25日,养管单位委托东南大学交通学院对每天的施工路段进行了跟踪观测与检验,现场取得芯样和再生混合料进行室内试验,检验每天的施工质量是否性能稳定并满足要求。主要检验的内容包括再生面层的摩擦系数和渗水系数、芯样的体积参数(空隙率)、再生混合料的级配组成和油石比、芯样的动态蠕变试验和浸水飞散试验、以及使用再生混合料成型车辙板试件进行车辙试验。连续多日的检测数据表明,就地热再生施工质量稳定,变异性小,其各项性能指标都能满足设计的要求。路面没有出现任何病害,尤其是车辙平均深度基本接近于0。对于就地热再生路面的长期路用性能,还需要持续观测。
  4  结  语
    就地热再生技术作为一种新兴的养护工艺,能够实现旧沥青混合料的重复利用,从而节约材料、降低污染、减少养护费用和提高经济效益,是我国高等级公路养护持续发展的必由之路。它为高速公路养护维修提供了一种经济、快捷、高效的养护维修技术,具有十分广泛的应用前景。
  目前,就地热再生养护技术在我国还处于起步阶段,存在着很多的不足,有很多需要改进和进一步研究的地方。我们坚信,随着不断的成功推广应用,就地热再生技术也将日趋成熟和完善,必将成为我国高速公路沥青路面养护维修的重要手段之一,推动我国沥青路面养护维修技术不断向前发展。
  参考文献:
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