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隨著我國經濟的快速發展,公路運輸發揮著越來越重要的作用。伴隨的是交通流量的迅猛增長,交通荷載的日益重型化,超載車輛日趨嚴重,這些都對路面造成了極大損壞。很多路面在投入使用后不久,就出現了早期損壞,嚴重的甚至影響路面的正常使用。我國每年都有大量公路需要大中修養護,實現每年產生的數以萬噸計的廢舊瀝青路面材料的有效利用是公路養護部門的重要課題。近年來,我國早期修筑的公路陸續進入維修階段,同時,新建路面的養護工作量越來越大。我國公路建設進入了“建養并重”的階段,通過翻修、重建或改擴建來提高路面的使用功能和服務水平是我國公路建設和發展的主流。路面修筑中的主要材料瀝青和石料急劇增大,這些都不可再生,環境代價巨大。參考國外先進經驗,充分利用廢舊路面材料再生來生成新路面,能有效減輕環境污染,降低能源消耗。路面材料再生是解決廢舊瀝青路面材料利用的一個重要途徑。再生技術分為熱再生技術和冷再生技術。按照施工場地的不同,冷再生技術又分為廠拌冷再生技術和就地冷再生技術。在本文中,主要以廠拌冷再生技術為例,說明了再生技術具有的顯著環保和經濟特性。
1廠拌冷再生技術的特性
廠拌冷再生技術,先使用銑刨設備將舊瀝青路面破松后收集銑刨料,將銑刨料運回拌合廠進行破碎和篩分形成再生料。再根據新筑路面的設計要求進行配合比設計,將適當比例的新集料、瀝青、再生劑及水摻入再生料中拌和形成新混合料,經過攤鋪、碾壓等工序成為新的瀝青路面,從而實現舊瀝青路面的再生利用。廠拌冷再生技術的特點:
1)再生工藝易控制,再生料性能優越。
與廠拌熱再生相比,廠拌冷再生可將廢舊瀝青路面的舊料全部回收利用,利用率高達100%。廢舊瀝青料作為一種集料使用,施工質量不會因使用了廢舊料而降低,具有良好的施工和易性。與瀝青路面就地冷再生相比,廠拌冷再生路面平整度高,再生新路面與新瀝青混合料路面基本一樣,可保持原路面標高,并能及時發現和處理下承層病害,完全恢復路面的承載能力,平整、美觀,確保路面質量。
2)能耗低、污染小。
相對于熱再生技術,冷再生不需要對舊料加熱,能夠有效減少廢氣排放,減輕環境污染和節省能源。
3)適應性強。
對各等級公路的舊瀝青路面材料均可實現再生利用,再生后的新混合料可供高等級公路的基層和低等級公路的面層使用,使用范圍廣泛。廠拌冷再生技術在充分發揮舊料本身所具有的物理性能的前提下,還能使再生混合料達到新路面結構層對混合料的要求,可有效解決路面材料廢棄后造成的污染問題,變廢為寶,達到保護環境、節約資源的目的,社會和環境效益顯著。
2舊瀝青混合料的再生機理
廠拌冷再生技術具有適應性強、工藝簡便的特性,且綠色潔凈,污染較少,材料利用率高,產生的新混合料承載力大,利于提高路面的平整度,確保新筑路面的使用性能。新混合料的使用范圍廣泛,適用于作為瀝青路面的中、下面層及柔性基層,用于高等級公路和其他等級公路的維修、升級和改擴建工程。廠拌冷再生的機理,經過篩分處理的舊瀝青混合料顆粒,通過拌和使含有瀝青再生養護劑的瀝青溶液裹附到其表面,在這些顆粒吸附作用和瀝青溶液滲透作用下,顆粒中的老化瀝青被激活還原,恢復其原有性能。激活后的瀝青與其他顆粒材料一起,在經過一定加工處理后,就變成了可直接用于鋪筑瀝青路面的瀝青混合料。
3施工工藝
由于再生過程中使用的粘結料不同,我國目前常用的冷再生技術主要有以下三種類型:分別是泡沫瀝青冷再生、乳化瀝青冷再生和水泥冷再生。在本文中,以乳化瀝青冷再生技術為例進行施工工藝的介紹。廠拌冷再生技術的施工工藝:將原路面冷銑刨得到廢舊路面材料→廢舊料運輸至拌和廠→破碎和篩分后摻入新料進行拌制→將新混合料運至施工現場→攤鋪→碾壓→養生→加鋪罩面層。
1)廢舊瀝青料的堆放和存儲。
將舊瀝青路面使用專用設備破松、用運輸車輛運回攪拌廠儲存備用。回收的廢舊瀝青混合料按照以下要求進行存儲:a.按照不同料源、品種、規格分開堆放,不得混雜,保證材料均勻一致。b.堆放高度以材料不結塊成團為宜。堆放場地具有良好的排(防)水設施,露天存放必須覆蓋帆布防雨防曬。
2)使用專用設備進行拌合。
a.礦粉、水泥、水和乳化瀝青的添加設備必須經常檢查,保持暢通,確保進料的精確計量和均勻拌合。料倉應裝配機械振搗設備,必要時加以人工振搗,確保各種材料均勻出料。b.停止拌和冷再生混合料后,在拌和機停機前應用水沖洗干凈拌缸和乳化瀝青輸送管道。
3)新混合料的運輸。
a.裝料時,應從車廂前、后、中部分三次裝料,每次汽車應至少移動兩次,以減少離析現象。運輸途中不得隨意停留,卸料前方可撤除覆蓋物。b.運輸車的數量應根據拌和機的生產能力、運輸距離、道路狀況、車輛噸位綜合確定,施工過程中攤鋪機前方應確保有三輛運料車等候。c.卸料時,為防止運輸車撞擊攤鋪機,運輸汽車應在攤鋪機前一定距離處停車,掛空擋等候攤鋪機推動前行。d.對出現的離析、結塊、卸料時滯留于車上的冷再生混合料,以及低于規定鋪筑溫度或被雨水淋濕的冷再生混合料都應廢棄。
4)混合料攤鋪。
a.攤鋪前,使用掃帚或鼓風機清掃下層表面,對污染使用高壓水沖洗干凈,并待下層表面的水分基本蒸發后再鋪筑。對不平整表面進行處置,使用銑刨或用水穩料或冷再生料鋪筑整平層。b.現場鋪攤。通常采用兩臺性能接近的攤鋪機組成梯隊聯合攤鋪,兩幅之間應有一定寬度的搭接,確保接縫為濕接縫。攤鋪速度應與供料速度平衡,緩慢、均勻、連續不斷的攤鋪。攤鋪過程中,不應隨意變換速度或中途停頓。c.派專人清掃干凈攤鋪機兩條軌鏈板的行駛路線,確保攤鋪平整度。安排專人緊跟攤鋪車,對出現的離析、平整度不足等部位進行人工修補。
5)碾壓。
再生料的壓實度是決定路面性能的重要因素之一。壓實效果差時,在行車載荷下會導致早期車轍出現,嚴重的甚至導致強度不足,從而影響路面的使用壽命。a.初壓。采用1臺~2臺8t~12t鋼輪壓路機靜壓1遍、中或低檔位振壓1遍,緊跟攤鋪機進行碾壓,并保持較短的初壓長度,一般不超過50m。b.復壓。先采用2臺35t以上單鋼輪壓路機低或中檔位振壓3遍,不宜開高檔振動。再采用2臺30t以上輪胎式壓路機揉壓3遍,以基本消除輪跡。壓路機碾壓段的總長度應盡量縮短,通常不超過60m~80m。在復壓過程中,用3m直尺連續檢測碾壓平整度。復壓應緊跟在初壓后開始,不得隨意停頓。c.終壓。采用1臺8t~12t雙鋼輪壓路機靜壓1遍。終壓應緊跟復壓,經終壓后已無明顯輪跡時,可完成終壓。
6)養生、開放交通。
a.鋪筑好的冷再生層應嚴格控制交通,做好保護,保持整潔,不得造成污染,一般養生期為3d~7d。養生期頭72h,禁止一切車輛行駛。72h后,可視情況允許小型車輛勻速慢行通過,車速不高于20km/h,不得急剎車和原地掉頭。b.養生過程中應及時檢測路面含水量,當路面含水量小于2%或者用鉆孔取芯機能取出完整樣時,方可進行下道工序的施工。c.養生期間做好防雨準備,在下雨前應將養生路段冷再生層覆蓋嚴密,并做好路肩排水。
4結語
廠拌冷再生實現了對廢舊瀝青混合料的集中加工與處理。與傳統銑刨加鋪維修技術比較,在不影響路面使用性能的前提下,可有效消除原路面較深層位病害。同時,節省加熱能源,減少廢氣排放,顯著提高舊路面材料的利用率。瀝青路面再生技術節能減排效果顯著,特別是將其應用于高等級公路和其他等級公路的維修和改擴建工程,可有效延長路面使用壽命,具有明顯的經濟效益和社會效益,極具推廣應用前景。
作者:李逢源 單位:山西長興路橋工程有限公司