沥青路面就地热再生技术应用现状分析
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总第
121
期
内蒙古公路与运输
Highways&Tran
sportationinInnerMongolia
49
文章编号
:1005-0
574-(2011)02-0049-03
沥青路面就地热再生技术应用现状分析
满都拉,
银花
,
信志刚
,
张树文
(
内蒙古大学交通学
院
,
内蒙古呼和浩特
010070)
摘要
:
沥青路面就地热
再生技术是一种新的路面养护技术
。
文章从就地热再生技术的原理出发
,
分析
了就地热
再生技术的特点和适用条件
,
以及判断是否适合就地热再生应注意的问题,
比较了就地热再生与传统工艺的优势和差
介绍了就地热再生技术在国内外的应用现状。
别
,
关键词
:
沥青路面
;
就地热再生技术<
br>;
应用现状分析
+
中图分类号
:U414.7
5
文献
标识码
:A
Abstract:In-placehotrecyclingtechnolo
gyisanewpavementmaintenancetechnology.Thepaperanal
yzesthecharacter-
isticsandapplicableconditions
basedonthetheory,andsomeproblemsneedingattentionin
judgingifsuitableforhotin-place
recyclingtechno
logy,thencomparesthesuperioritiesanddifferencesoft
histechnologywithtraditionaltechnology,.Finallyint
ro-
ducesitsapplicationstatusathomeandabroad.Keywords:asphaltpavement;in-placehotrecyclingtec
hnology;analysisofapplicationstatus
我国公路及城市道路路面
中的绝大多数是沥青路
资源循环利用
、
环境保护的日益迫面
。
随着节
能减排
、
切
,
道路建筑材料价格上涨
、
交通流量日益增大<
br>,
如何
环保
、
安全
、
经济
、
高效地
修复沥青路面已经成为当前
重要的课题
。
沥青路面就地热再生
(HIR)工艺是对旧
沥青路面就地加热
、
翻松
、
拌和
、
摊铺
、
压实
,
一次性将
旧沥青路面翻新成型的施工方法
[1
]
刨
,
经破碎
、
筛分
,
然后将可利用的合格骨料运
至工厂
,
用热再生剂进行集中再生
。
1.2.2
就地再生
①
就地冷再生
:
利用就地冷再生机组在现场就地
将破损的沥青路面铣刨
、
喷洒黏结剂
,
经搅拌
、
摊铺
、
压
实成型
。
②就地热再生
:
利用就地热再生机组在现场将破
损的沥青路面就地加热、
翻松
,
添加再生剂
、
新沥青混
合料或沥青
,
经搅拌
、
摊铺
、
压实成型
。
2
就地热再生
的类型与工程机组
沥青路面就地热再生技术
,
依据旧路面损坏程度
通常使用整
形型﹑复拌型﹑加铺型的三种技术方
法
[3]
。
按工程需要来
添加新
集料
、
新沥青
、
再生剂和新
HMA,
以提高现有道
HIR
可处理的道路破损通常有松散
、
路性能
,
坑槽
、泛
油
、
摩擦系数降低
、
车辙
、
波浪
、
推挤
、
滑移
,
纵向
、
横向
和反射裂缝,
膨胀
、
壅包
、
凹陷和沉降引起的行驶质量
差等
。
本文结合工程实例
,
研究和和分析
HIR
技术应
用现状
仅供同行参考和借鉴
。
1
1.1
沥青路面的维修方式
传统维修方式<
br>经清扫
、
喷洒将破损的沥青路面用铣刨机冷铣刨
,
黏结油
,<
br>然后用全新的沥青混合料铺筑路面
。
1.2
1.2.1
再生维修方式<
br>集中再生
①集中冷再生
:
将破损的沥青路面用铣刨机冷铣
刨
,
经破碎
、
筛分
,
然后运至工厂
,
用冷再生设备进行
集
中冷再生
。
②集中热再生
:
将破损的沥青路面用铣刨机冷铣
[2]
。
就地热再生机组目前国内常用的为两大类
,
热风
循环加热
方式
(
燃料为柴油
)、
红外线辐射加热方式
(
燃料为炳烷<
br>)。
国内目前共有
20
套就地热再生机
组
。
图
1
所示燃料为柴油的热风循环加热方式
,
图
2
所示燃料为炳烷的红
外线加热方式
。
3
就地热再生工艺
[4]
①对旧路面进行烘干和加热
(
采用热辐射和红外
预热器
)。
②耙松加热软化后的沥青路面
(
气压或液压齿
耙
,
耙松深度
20~40mm)。
50
内蒙古公路与运输
Highways&TransportationinInn
erMongolia2011
年第
2
期
能性服务性能
[5]
。
运用综合技术处理病害﹑分析路
并综合分析经济
、
技术
、
交通
、
环保
、
工期面病害原因
,
等各种因素
,<
br>最后判断是否适合就地热再生
。
判断是
否适合就地再生设计阶段是最重要环节<
br>。
③根据需要加入沥青再生剂
。
④拌和松散的再生沥青混合料
(
螺旋搅拌器
)。
⑤通过刮板或整平梁摊铺再生沥青混合料
(
配合
螺
旋输料装置
,
刮板可加热和预压
)。
⑥常规碾压机具压实成型
(轮胎压路机初压
,
双
钢轮压路机复压
)。
4
就地热再生
的适用条件
(
表
1)
表
1
项目
旧路面的厚度
cm
车辙深度
cm
推移
磨耗
6.1
设计方案确定前首先进
行室内试验室试验
就地热再生的实施同传统维修设计有着重要区
确定设计方案前首先进行室内试
验
。
别
,
传统维修
:
设计院路况调查
→
制
定维修方案
。
再生工艺
:
路况调查
→
现场取样
→<
br>再生混合料室
内试验
(
满足规范要求
)
→
选择再生方
案
→
完成初步
设计
。
目前国内绝大多数设计单位没有自己的专业试验
室和专业试验仪器
。
6.2
试验段施工各项指标满足规范要求后才能正式就<
br>地热再生施工
因室内配合比试验与现场再生施工存在明显差
加热方式也不同
。<
br>室内试验满足规范要求了
,
但实异
,
际施工时因再生料温可能低
,
再生混合料的压实度
、
空
渗水系数达不到路用使用要求
,
造成选择设计方隙率
、
案失误
。
为避免再生设计方案失误
,
室内试验除进行
常规
(JTG-F41
再生沥青规范
)
检验外,
还应增加下
列检测
:
①增加再生沥青料
(RAP)
含
水率检测
。
当路面含水率大于
3%
时
,
应认为不适合就地热
再生工艺
。
试验显示当原路面中残留水分为
3%
时
,
对再生路面加热
60min
以内都不能将水分脱净
,
这是
加热的热
因为加热时当再生料中水分温度达到沸点
,
量被水蒸气阻隔
,
水气上升
,
热量随水分蒸发而散失
,
再生料温不稳定
。
②增加再生料
(RAP)
油石比检测
。
就地热再生的适用条件
适用条件
>5<5
<3
<40
>20
龟裂率
%
旧路面沥青针入度(0.1mm)
路面结构强度满足要求
采用加铺法时
,
沥青混合料推移车
辙一般
<3cm
应
用
时
的
注
意
点
采用复拌法时
,
沥青混合料推移车辙一般
<5cm
如果事先将车辕进行铣刨<
br>,
车辙深度可适当放宽
当旧沥青混合料级配满足要求时
,
可采用复拌法
也可采用加铺法
当旧沥青混合料级配不满足要求时
,
可采用复拌法
如果仅仅是
表层龟裂
,
不受此限制
当局部龟裂累及表层以下时
,
可事先挖补5
6
就地热再生的实施步骤
(
图
3)
判断是否适合就地
热再生应注意的事项
就地热再生针对沥青混凝土路面表面层
,
仅对表
面层进行
性能恢复
、
整型
,
改善沥青混凝土路面的功
总第121
期满都拉等
:
沥青路面就地热再生技术应用现状分析
表
2
大气污染物
一氧化碳
氮氧化物
硫氧化物
微粒
总碳氢化合物<
br>注
:
选自美国
EPA
报告
51
就地热再生的环境污染
kgt
当再生路面抽提油石比小于
3.5%,
不适宜就地
热再生工程
。
就地热再生施工加热是依靠再生料外裹
履沥青油膜渗透导热
,
加热
方式与厂拌沥青混合料完
全不同
。
就地热再生施工时
,
石料外裹履的
沥青油膜
越少
,
热量传导
、
热量渗透性就差
,
再生
料温就越低
。
改性沥青就地热再生料温比普通重交沥青需要更高的
料温
,改性沥青就地热再生施工时
,
油石比小于
3.7%
就不适宜再生
。
③增加再生料
(RAP)
筛分
0.075mm
筛孔通过率
检测
。
对原路面筛分
,
当
0.075mm
筛孔通过率大于规
范设计级配最大值
4%~6%
时
,
不适宜就地热再生工
艺<
br>。
再生路面的
0.075mm
筛孔通过率偏大
,
因灰尘
、
土等随水分进入路面沥青层中
,
这些灰尘
、
土混在再生
混合料当中
,
导致再生料难以加热
,
对路面的水稳定性
造成不利影响
,
从而进一步影响路面的耐久性能
。
7
7.1
就地热再生与
传统工艺的比较
技术比较
①直接罩面
:(a)
由于原路面往往有车辙
、
纵向沉
降等病害
,
假如直接增厚罩面会出现面层强度不均匀
现象<
br>;(b)
经服役后旧路面表面光滑而且表面污染等
仅靠一层黏结层抵抗不住面层剪切破坏
因素的存在
,
力
。
②铣刨罩面
:
由于旧路面平整度以及车辙
会影响
维修成本
。
7.2
就地热再生优势
①通过热连接提高再生面层
和下面层的整体性
问题
。
②改善混合料级配形式
,
降低孔隙率
,
延长路面
服役寿命
。
③就地热再生技术提高了旧路面因环境影响造
成的沥青老化等问题
。
④路表以下
5cm
处的温度通常有
80℃<
br>左右
,
经
再生层结合部原有的裂纹可以愈合
,
路面施工碾压后
,
可延长路面的服役寿命
。
⑤热接缝能防止接缝漏水现象
。
⑥单车道交叉施工减少了交通干扰和堵塞问题
。
⑦节约材料﹑降低排放有害物质等环境保护优<
br>势明显
。
表
2
所示为就地热再生的环境污染分析
。
一
方面减少砂
、
石
、
沥青等新材料的投入
,
另一方面
减少
废沥青混合料对周边环境的污染
,
并且减固体废弃物
、
少排放<
br>CO
2
及材料运输成本
。
8
8.1
AR2000机组再生施工
0.0085
0.0014
0.0017
0.00090.0007
沥青拌和楼生产
0.19
0.18
0.146
0.
14
⑧通过再生材料的全部利用大大降低了投资成本
。
就地热再生技术在国内外的应用
国外应用情况
再生利用的沥美国从
1915
年开始到
1980
年末
,
青混合料约为全部路用沥青混合料的一半
。
目前
,
美
国每年再生利用的沥青混合料约为
3
亿
t,
沥青路面再
生
利用已成为美国常规实践
,
其重复利用率高达
80%;
欧洲国家也很重视就地
热再生技术
,
芬兰有很多
城镇都采用过就地热再生技术
;
日本从1974
年开始到
2008
年
,
全国再生利用的沥青混合料达<
br>8500
万
t。
8.2
我国就地热再生的现状
1970
年代开我国沥青路面就地热再生起步较晚
,
1980
年代对沥青路面始渣油路面再生
利用试验研究
,
1990
年代对世界上沥青路面再生再生进行试验研究
,但均为技术研究
。
直到
2001
年设备进行考察和引进
,
华北高速才引进一套设备正式用于路面再生生产
。
到
目前
,
已有吉
林省
、
湖北省
、
河北省
、
江苏省
、
上海市
等
地从国外引进了就地热再生设备
。
洋浦华宇路桥科技
有限公司已在京津塘高
速公路
、
成渝高速公路
、
京石高
速公路
、
京珠高速
公路
、
连霍高速公路
、
八达岭高速公
路和北京
、
廊
坊
、
承德
、
石家庄等地方城市道路成功进
行了约
700万
m
的热再生施工
,
积累了一些理论和施
工实践经验
。
2008
年
7
月
1
日发布实施中华人民共
(JTG-
和国行业标准
《
公路沥青路面再生技术规范
》
41-2008)。
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,
2
收稿日期
:2011-01
-11