瀝青路面就地冷再生技術(shù)應(yīng)用概述與分析
瀝青路面的再生施工技術(shù)按溫度可分為熱法施工和冷法施工。冷法施工按施工工藝又可分為就地冷再生法和廠拌冷再生法。就地冷再生法是指充分利用現(xiàn)有瀝青道路舊鋪層材料(面層與基層)必要時(shí)加入部分新骨料,并按比例加入一定量的添加劑(水泥、水泥稀漿、泡沫瀝青、乳化瀝青、石灰、粉煤灰等)在自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型,從而修筑出具有所需性能質(zhì)量的新基層的作業(yè)過(guò)程。
1就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用背景和意義
就地冷再生是國(guó)外80年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù),目前已成為國(guó)際上道路維修改造的主要方法之一。國(guó)外對(duì)瀝青路面再生利用研究,最早從1915年在美國(guó)開(kāi)始的,但由于以后大規(guī)模的公路建設(shè)而忽視了對(duì)該技術(shù)的研究。1973年石油危機(jī)爆發(fā)后美國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)才引起重視,并在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行廣泛研究,到八十年代末美國(guó)再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半,并且在再生劑開(kāi)發(fā)、再生混合料的設(shè)計(jì)、施工設(shè)備等方面的研究也日趨深入。西歐國(guó)家也十分重視這項(xiàng)技術(shù),聯(lián)邦德國(guó)是最早將再生料應(yīng)用于高速公路路面養(yǎng)護(hù)的國(guó)家。法國(guó)現(xiàn)在也已開(kāi)始在高速公路和一些重交通道路的路面修復(fù)工程中推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。此技術(shù)已得到了較為普遍的應(yīng)用,并常常作為路面維修的首選方案,隨著我國(guó)98年引進(jìn)第一臺(tái)就地冷再生機(jī)后,近幾年來(lái),就地冷再生技術(shù)在我國(guó)受到了業(yè)內(nèi)人士普遍的關(guān)注與認(rèn)同,推廣普及速度很快,例如遼寧、吉林及河北等地區(qū)已經(jīng)應(yīng)用相當(dāng)普遍,并且取得了良好的效果。
目前我國(guó)的公路建設(shè)飛速發(fā)展,每年投資規(guī)模已經(jīng)超過(guò)2000億元。在90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已進(jìn)入大、中修期,大量翻挖、銑刨的瀝青混合料被廢棄,一方面造成環(huán)境污染,另一方面對(duì)于我國(guó)這種優(yōu)質(zhì)瀝青極為匱乏國(guó)家來(lái)說(shuō)是一種資源的浪費(fèi),而且大量的使用新石料,開(kāi)采石礦會(huì)導(dǎo)致森林植被減少,水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。按照瀝青的設(shè)計(jì)壽命(15~20年),從現(xiàn)在起,每年有12%的瀝青路面需要翻修,舊瀝青廢棄量將達(dá)到每年220萬(wàn)噸之巨,如能加以利用,每年可節(jié)省材料費(fèi)3.5億人民幣,而這個(gè)數(shù)字是以每年15%的速度增長(zhǎng)的。10年以后,瀝青路面的大、中修產(chǎn)生的舊瀝青混合料將達(dá)到1000萬(wàn)噸,屆時(shí)通過(guò)再生利用每年可節(jié)約材料費(fèi)15億元。否則這些為數(shù)巨大的瀝青混凝土層翻挖后只能白白的廢棄掉,不僅浪費(fèi)了資源,也會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此,瀝青再生技術(shù)的研究、推廣和相關(guān)專用設(shè)備的開(kāi)發(fā),對(duì)降低建設(shè)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及對(duì)我們國(guó)家的公路建設(shè)都有極大的意義。
2就地冷再生施工技術(shù)特點(diǎn)
道路就地冷再生屬于道路維修、改造的范疇,不僅適用于高等級(jí)公路的維修與改造,也適用于一般道路及鄉(xiāng)間公路的維修與改造。它主要解決瀝青路面上基層破損的問(wèn)題。具體講,過(guò)去主要是用于等級(jí)低的道路或鋪筑基層使用,國(guó)外多用于鄉(xiāng)村道路的翻修,近幾年已開(kāi)始應(yīng)用于重交通道路上。
該設(shè)備主要由瀝青路面銑刨裝置、乳化瀝青噴灑裝置、螺旋分料裝置、熨平裝置及行走系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。其工作過(guò)程為:隨著設(shè)備的行走,銑刨裝置將舊路面銑削并破碎,噴灑裝置按照配比的要求噴入乳化瀝青,同時(shí),銑刨裝置將各種材料攪拌均勻,經(jīng)過(guò)分料螺旋在攤鋪寬度范圍內(nèi)均勻分料,再經(jīng)過(guò)熨平裝置熨平,最后用壓路機(jī)壓實(shí)路面成型。對(duì)于低等級(jí)公路特別是鄉(xiāng)村公路,這種路面就是最終路面;對(duì)于高等級(jí)公路,這種路面可作為高等級(jí)公路的基層。
就地冷再生技術(shù)的主要施工機(jī)具為集破碎與拌和為一體的冷再生機(jī),冷再生機(jī)的核心是裝有大量專用刀頭的銑刨和拌和轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子向上旋轉(zhuǎn)銑刨原路面材料,冷再生機(jī)向前行進(jìn)時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)水通過(guò)軟管從再生機(jī)連接的水車中運(yùn)送過(guò)來(lái),并在再生機(jī)的拌和倉(cāng)中噴灑。水的輸送量通過(guò)微處理器控制的泵送系統(tǒng)精確控制。銑刨轉(zhuǎn)子將水與銑刨料充分拌和,并達(dá)到需要的最佳含水量,從而達(dá)到混合料的最大壓實(shí)度。為了提高再生材料的強(qiáng)度往往需要加入穩(wěn)定劑,穩(wěn)定劑主要有水泥、水泥稀漿、乳化瀝青、泡沫瀝青、石灰、粉煤灰等。液體穩(wěn)定劑,例如熱瀝青(WR2500S冷再機(jī)自帶泡沫瀝青發(fā)泡裝置,可將熱瀝青加熱到160~180℃與少量水混合發(fā)泡)可通過(guò)專門設(shè)計(jì)的噴灑嘴將泡沫瀝青噴灑到拌和腔,在拌和罩內(nèi)與被切削下來(lái)的材料進(jìn)行充分均勻地混合;粉狀穩(wěn)定劑,如水泥,需按設(shè)計(jì)添加量事先撒布在再生機(jī)前的路面上,再生機(jī)將粉狀穩(wěn)定劑與再生料和水一次性拌和。如遇再生層原級(jí)配不良的情況,可在再生前將所缺少的部分集料撒布在路面上,通過(guò)與舊料拌和來(lái)改善原路面材料的級(jí)配。就地冷再生施工技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn),概括起來(lái)可歸納為以下5點(diǎn):
?。?)成本低道路就地冷再生由于全部利用了舊的鋪層材料,從而減少了道路維修或改造時(shí)舊鋪層材料的挖起運(yùn)輸、廢置和新材料的購(gòu)置,節(jié)約能源,從而導(dǎo)致成本大幅度下降。據(jù)國(guó)外施工資料介紹,與在舊鋪層上加鋪新料的維修方法相比,淺層就地再生約可降低成本20%,深層就地冷再生約可降低成本46%;
?。?)效率高道路就地冷再生機(jī)械施工一次性可以完成銑刨、破碎、添加、拌和及攤鋪,從而簡(jiǎn)化了施工程序,縮短施工工期。使用就地冷再生機(jī)械,每天施工可完成5000~8000m2的工作量。創(chuàng)造了道路改造快速施工的一里程碑;
?。?)質(zhì)量好就地冷再生可以根據(jù)不同道路舊鋪層材料的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),選擇不同的添加劑,配比準(zhǔn)確,可以保證再生材料的優(yōu)秀品質(zhì)和施工質(zhì)量,形成施工成型厚而均勻的粘結(jié)層,從而保證了維修后道路的使用期限,使再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當(dāng)。同時(shí)由于對(duì)舊材料進(jìn)行重復(fù)利用,施工過(guò)程中路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持;
(4)污染少使用傳統(tǒng)的道路維修方法,瀝青路面廢棄量十分巨大,對(duì)環(huán)境造成污染大量新材料的開(kāi)采,也會(huì)造成資源減少和環(huán)境的破壞。采用冷再生技術(shù)則可完全避免上述問(wèn)題。由于舊料得以充分再生利用,從而大大減少了新筑路材料的開(kāi)采量;也不存在舊料的運(yùn)輸與存放問(wèn)題,是一項(xiàng)綠色環(huán)保技術(shù)。它不僅可以節(jié)約大量投資,更有利于環(huán)境保護(hù),因此被人們稱之為“綠色”施工技術(shù);
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