瀝青路面再生技術(shù)

可修編可修編-瀝青路面再生技術(shù)介紹了國(guó)外瀝青路面再生技術(shù)的應(yīng)用SLY,從材料和機(jī)械設(shè)備的角度分析了我國(guó)各種再生方式特點(diǎn)，并對(duì)各種再生方式的適用性和應(yīng)用細(xì)節(jié)進(jìn)行了評(píng)價(jià)；進(jìn)一步分析了再生技術(shù)的應(yīng)用方案及發(fā)展趨勢(shì)；總結(jié)了瀝青路面再生技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，提出應(yīng)當(dāng)結(jié)合路面管理系統(tǒng)和其它養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行再生技術(shù)的有效實(shí)施，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，符合中國(guó)道路的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。瀝青路面再生技術(shù)通過重復(fù)利用瀝青混合料，達(dá)到節(jié)約資源、降低工程造價(jià)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的，并還能徹底消除原有路面的擁包、車轍和松散等病害對(duì)上層瀝青混凝土的影響，還可以對(duì)基層病害進(jìn)行適當(dāng)處理。根據(jù)世界銀行的調(diào)查，路面質(zhì)量下降40％時(shí)需花費(fèi)1美元進(jìn)行修復(fù)，若因?yàn)樾迯?fù)不及時(shí)而導(dǎo)致路面質(zhì)量損失了80%,此時(shí)需要花費(fèi)4~5美元進(jìn)行修復(fù)，路面狀況與時(shí)間的關(guān)系。為了使路面保持在良好的路用性能狀態(tài)，必須及時(shí)進(jìn)行修復(fù)以保持路面在一個(gè)特定的狀況。路面再生的種類很多，根據(jù)瀝青再生和回收協(xié)會(huì)ARRA(AsphaltRecyclingandReclaimingAssoci-ation)的定義，瀝青路面再生技術(shù)可分五種方法:(1)廠拌熱再生(HotRecycling)；(2)就地?zé)嵩偕?HotIn-placeRecycling)；(3)冷再生(ColdRecycling)；(4)全深度再生(FullDepthReclamation)；(5)冷銑刨(ColdMilling)。通常按照再生方式和地點(diǎn)的不同分為：(1)廠拌熱再生(HotIn-plantRecy-cling)；(2)就地?zé)嵩偕?HotIn-placeRecycling)；(3)廠拌冷再生(ColdIn-plantRecycling)；(4)就地冷再生(ColdIn-0placeRecycling)。國(guó)外再生技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀1．1國(guó)外再生技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)外對(duì)瀝青路面再生利用研究，最早是從1915年在美國(guó)開始的，1973年石油危機(jī)爆發(fā)后美國(guó)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)才引起足夠的重視，并且迅速在全國(guó)圍進(jìn)行了廣泛的研究。至80年代底美國(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，并且在再生劑開發(fā)、再生混合料設(shè)計(jì)、施工設(shè)備等方面的研究也日趨深入，瀝青路面的再生利用在美國(guó)已用于常規(guī)的工程實(shí)踐。歐洲國(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，在1978年就已將全部舊瀝青混凝土(RAP,ReclaimedAsphaltPavement)加以回收利用。芬蘭幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織RAP的收集和儲(chǔ)存工作。法國(guó)現(xiàn)在對(duì)再生技術(shù)的研究也頗為重視,在高速公路和一些重交通道路的路面修復(fù)工程中開始逐步推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。1997年國(guó)際經(jīng)濟(jì)合作組織的調(diào)查結(jié)果表明瀝青路面再生技術(shù)已在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用。縱觀歐美等國(guó)的瀝青路面再生利用技術(shù)的研究發(fā)展?fàn)顩r，特別重視再生技術(shù)的實(shí)用性研究，在再生劑的開發(fā)以及實(shí)際工程應(yīng)用中的各種機(jī)械設(shè)備的研制方面都取得了很大的成就，正逐步形成一套比較完整的瀝青路面再生實(shí)用技術(shù)，并且達(dá)到了規(guī)化和標(biāo)準(zhǔn)化的成熟程度，為瀝青路面再生技術(shù)付之于實(shí)用提供了科學(xué)依據(jù)，但目前世界上對(duì)于瀝青路面再生技術(shù)還沒有統(tǒng)一的規(guī)。1．2國(guó)再生技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀我國(guó)在上世紀(jì)80年代，針對(duì)當(dāng)時(shí)的渣油路面，進(jìn)行過瀝青路面再生技術(shù)的研究。當(dāng)前，我國(guó)公路主要采用半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式，在90年代中后期陸續(xù)建成的瀝青路面已經(jīng)進(jìn)入大、中修期，大量的翻挖、銑刨瀝青混合料被廢棄，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)瀝青極為匱乏的國(guó)家來說是一種資源的浪費(fèi)，同樣大量開采礦山會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境破壞。我國(guó)公路網(wǎng)的規(guī)劃和現(xiàn)有瀝青路面迫切需要養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)狀標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)公路建養(yǎng)并重的時(shí)代。目前，再生技術(shù)已在我國(guó)的高等級(jí)或低等級(jí)公路中實(shí)施了實(shí)體工程，并取得了一定的經(jīng)驗(yàn)和成果；但各種再生方式技術(shù)的發(fā)展還有待進(jìn)一步的科學(xué)的理論指導(dǎo)、設(shè)計(jì)方法及機(jī)械設(shè)備的支持。隨著我國(guó)高等級(jí)瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加，再生技術(shù)的研究、推廣和相關(guān)專用設(shè)備的引進(jìn)和開發(fā)，對(duì)降低建設(shè)成本、合理利用資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境及促進(jìn)公路建設(shè)都有極其重大的意義。再生技術(shù)介紹及適應(yīng)性分析2．1廠拌熱再生廠拌熱再生在世界圍得到了廣泛的應(yīng)用，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯被認(rèn)為是一種非常有效的方法，適用于我國(guó)不同等級(jí)的瀝青路面。根據(jù)高速公路路面不同層次的質(zhì)量和技術(shù)要求，進(jìn)行再生料的配合比設(shè)計(jì)，確定RAP的添加比例（添加比例宜為10%~30%）,通過合理的施工控制，從而獲得性能優(yōu)良的再生瀝青混凝土。廠拌熱再生按拌和設(shè)備的不同分為連續(xù)式和間歇式兩種。廠拌熱再生技術(shù)近年來在國(guó)也逐步得到了應(yīng)用，省廣佛高速公路大修工程中，采用了雙滾筒連續(xù)式瀝青混凝土拌和設(shè)備，這是國(guó)首次在高速公路上應(yīng)用廠拌熱再生技術(shù)。目前，國(guó)設(shè)備廠商成功開發(fā)了適用于間歇式拌和設(shè)備的廠拌熱再生加熱設(shè)備，間歇式拌和樓的廠拌熱再生技術(shù)也得到了逐步的推廣，目前，、、等省市部分瀝青路面維修改造中均成功使用了間歇式熱廠拌再生技術(shù)。2．2就地?zé)嵩偕偷責(zé)嵩偕夹g(shù)僅能對(duì)瀝青路面的表層進(jìn)行再生修復(fù)，僅處理路表4—5cm的部分病害，對(duì)表面層以下的功能性和結(jié)構(gòu)層破壞的無修復(fù)能力，因此這種技術(shù)在歐洲、北美有一定規(guī)模的應(yīng)用。近年來，我國(guó)陸續(xù)引進(jìn)了從德國(guó)、加拿大、芬蘭、日本等國(guó)的10余套就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組，并成功的運(yùn)用于多條高速公路的修復(fù)，如京津塘高速公路、京石高速公路、成渝高速公路、京福高速公路段、滬寧高速公路段、京珠高速公路段、廣深高速公路等都成功實(shí)施了面積不等的瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)。2．3廠拌冷再生目前國(guó)已經(jīng)開發(fā)出適合于乳化瀝青和泡沫瀝青廠拌冷再生設(shè)備：并在實(shí)際工程中得到了成功的應(yīng)用。乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在滬寧高速公路擴(kuò)建工程中得到了成功的應(yīng)用，乳化瀝青再生料作為下基層，在應(yīng)用中使用了國(guó)第一次研發(fā)的廠拌冷再生設(shè)備。2006年西閻高速公路大修工程中，也成功地應(yīng)用了泡沫瀝青廠拌冷再生技術(shù)用于新建路面的基層。國(guó)廠拌冷再生主要使用乳化瀝青和泡沫瀝青再生。廠拌冷再生技術(shù)已廣泛應(yīng)用于高等級(jí)公路尤其是高速公路的基層中，該技術(shù)目前已在省、省、省、省、省等省份采用泡沫瀝青或乳化瀝青進(jìn)行廠拌冷再生后用于高速公路的基層或底基層。2．4就地冷再生就地冷再生使用再生劑對(duì)舊路材料進(jìn)行處理，根據(jù)處理深度的不同，可以分為部分深度再生（再生厚度75~100mm）和全深度再生（再生厚度100~300mm）,部分深度再生可以對(duì)面層病害進(jìn)行有效的處治；全深度再生不僅對(duì)面層且對(duì)基層的病害進(jìn)行有效的處治。我國(guó)近年來從國(guó)外引進(jìn)就地冷再生設(shè)備40多套，就地冷再生技術(shù)國(guó)已經(jīng)大量使用了水泥和泡沫瀝青進(jìn)行再生，而對(duì)于乳化瀝青就地冷再生技術(shù)，2005年首次在營(yíng)大線進(jìn)行了乳化瀝青就地冷再生，2007年省錫澄路和S239實(shí)施了直接用作面層的乳化瀝青就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用。2．5適用性分析基于病害分析，ARRA推薦作為選擇再生方法的指導(dǎo)，對(duì)于應(yīng)用不同的再生方法（如就地冷再生）的技術(shù)步驟和具體事項(xiàng)的詳細(xì)討論。再生方法的選擇指導(dǎo)路面病害類型廠拌熱再生就地?zé)嵩偕鷱S拌冷再生就地冷再生表面病害松散XX2泛油XX5滑移X變形X搓板XX5車轍—淺XX5車轍—深XX6X6.7龜裂/載荷相關(guān)X龜裂XXX縱向-輪跡XX8XX路面邊修XXX滑移XX裂縫/載荷不相關(guān)X塊椒收縮）XXX縱向接縫XX10XXX反射裂縫XXX維修補(bǔ)丁濺水X11X11X剝落X11X11X坑洞XXX凹陷（熱拌）XXX基層/路基問題X行駛質(zhì)量/平整度通常的不平整XX沉降X12X12X13路?。▋雒洠12X12X14。不同再生方法的應(yīng)用和細(xì)節(jié)方法應(yīng)用細(xì)節(jié)廠拌熱再生能夠用于處治表面病害，變形，與荷載相關(guān)和不相關(guān)的裂縫，維修補(bǔ)丁。料堆貯存從舊路上獲得的RAP，料堆貯存的RAP能在拌和廠和其它材料拌和再生利用。能夠使用的RAP含量取決于再生混合料的類型和熱混合料拌和廠的類型。RAP/新料混含比例通常是10：90--30：70，最高比例為50：50。就地?zé)嵩偕軌蛴糜谔幹伪砻娌『?，搓板，表面車轍，縱向裂縫和滑移裂縫。、深度可達(dá)到50mm,1日路材料能夠完全利用，只需少量的新料，因此節(jié)省了大量的運(yùn)輸費(fèi)用。該方法能夠明顯地減少修復(fù)時(shí)間，對(duì)于交通量大的公路是合適的，不需要封閉交通很長(zhǎng)時(shí)間．就地?zé)嵩偕笠欢〝?shù)黛的重型機(jī)械和設(shè)備。由于較高的費(fèi)用。應(yīng)該在一些特定的區(qū)域進(jìn)行使得成本費(fèi)用較低。同樣，由于該方法通常有較長(zhǎng)的設(shè)備車隊(duì)，因此對(duì)于城市道路并不適合，只有非常有限的空間用于操作設(shè)備。對(duì)于路面有明顯數(shù)量的由于液體瀝青材料和灌縫材料構(gòu)成的補(bǔ)丁，該方法會(huì)產(chǎn)生空氣質(zhì)量問題。就地冷再生能夠處治在面層下瀝青層的車轍，荷載相關(guān)的塊狀和一溫縮裂縫，維修補(bǔ)丁。舊路材料能夠完全地使用，因此，節(jié)省了大量運(yùn)輸新材料的費(fèi)用。同樣，由于該技術(shù)沒有使用加熱，不會(huì)產(chǎn)生空氣污染．節(jié)約能源和節(jié)省資金。該方法能夠提高舊路的結(jié)構(gòu)能力。同樣只有較短的交通中斷，可以用于交通量大的道路。只需封閉交通很短的時(shí)間。在許多實(shí)例中，就地冷再生需要一個(gè)養(yǎng)生時(shí)間，然后加鋪一個(gè)磨耗層，盡管較少的機(jī)械是可用于就地冷再生的；但實(shí)施該技術(shù)時(shí)也可以包括很長(zhǎng)的車隊(duì)，因此對(duì)于城市道路并不適合，只有非常有限的空間用于操作設(shè)備。全深度再生能夠處治表面層下的車轍，包括基層，荷載相關(guān)的塊狀和溫縮裂縫，維修補(bǔ)丁，該技術(shù)特別適用于慕層有問題或結(jié)構(gòu)能力不足的路面。因?yàn)樵摲椒ɑ旧鲜且粋€(gè)就地冷再生過程，它具有就地冷再生所具有的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，包括節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用和節(jié)約能量，不會(huì)出現(xiàn)空氣質(zhì)量問題。全深度再生通常會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的基層。必須加鋪一個(gè)合適的磨耗層。作為就地冷再生目前FDR缺少合適的修建指導(dǎo)原則和技術(shù)規(guī)。整個(gè)過程必須要有經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行指導(dǎo)監(jiān)督。由于有一部分不是瀝青層也要再生，最終的混合料必須小心地監(jiān)控，防止由于不其他材料的污染（比如植被和大塊的RAP）。再生技術(shù)的應(yīng)用方案及發(fā)展趨勢(shì)3．1再生技術(shù)的應(yīng)用方案每種再生方式都有其局限性，必須充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，以最大限度地滿足瀝青路面養(yǎng)護(hù)需求。因此在對(duì)舊路決定實(shí)施再生技術(shù)時(shí)，對(duì)于具體瀝青路面再生方式的選擇或應(yīng)用可以參照?qǐng)D2。3．2廠拌熱再生廠拌熱再生作為世界圍應(yīng)用最為廣泛的瀝青路面再生方法之一，在中國(guó)將有著較好的發(fā)展方向：由于我國(guó)熱拌瀝青混合料的生產(chǎn)95％以間隙式拌和樓為主，因此，需重點(diǎn)發(fā)展間隙式瀝青拌和站的再生配套設(shè)備以滿足添加RAP的需要；改造的同時(shí)應(yīng)注意保證再生料一定的生產(chǎn)效率；當(dāng)前廠拌熱再生混合料中的RAP用量一般為10~30%，當(dāng)前連續(xù)式拌和樓中RAP最高用量可以達(dá)到50％；應(yīng)考慮如何在不降低再生料性能的前提下，考盡量提高RAP用量；國(guó)家政策及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的宣傳，使人們接受廠拌熱再生混合料在合理的設(shè)計(jì)、施工條件下，廠拌熱再生混合料性能不低于傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料為避免RAP中的瀝青進(jìn)一步的老化，拌和樓中混合料的加熱溫度不能過高，進(jìn)而廠拌熱再生混合料的攤鋪溫度比傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料略低，可供碾壓的時(shí)間也略有減少，可能會(huì)導(dǎo)致路面的壓實(shí)度不夠。因此可結(jié)合當(dāng)前溫拌技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，通過在熱料中添加化學(xué)添加劑，在保證再生料性能滿足的前提下，拌和和碾壓溫度可以明顯地降低，避免RAP進(jìn)一步老化和保證碾壓充分。3．3就地?zé)嵩偕偷責(zé)嵩偕夹g(shù)由于僅能對(duì)有限的瀝青表面層(4—5cm)的病害進(jìn)行處治，而我國(guó)瀝青路面是以半剛性基層結(jié)構(gòu)為主，瀝青路面的病害往往以中下面層，甚至是基層為主。因此在使用該技術(shù)時(shí)必須進(jìn)行路況調(diào)查，確定病害類型及成因，綜合考慮該技術(shù)的適用性、經(jīng)濟(jì)性，定位好該技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用市場(chǎng)，就地?zé)嵩偕夹g(shù)的發(fā)展方向：就地?zé)嵩偕O(shè)備龐大、技術(shù)復(fù)雜，目前這種設(shè)備主要依賴進(jìn)口，設(shè)備資金投入較大，進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)設(shè)備的自主研發(fā)及創(chuàng)新；當(dāng)前僅能處理最大處理4—5cm，應(yīng)該進(jìn)一步開展加熱技術(shù)的研究，以保證處理深度的進(jìn)一步加深；合理而科學(xué)的再生劑應(yīng)用對(duì)就地?zé)嵩偕蛷S拌熱再生混合料性能的影響較為關(guān)鍵，再生劑的開發(fā)研制，可以從軟化劑、回收劑、改性劑、稀釋劑、補(bǔ)充劑和芳香油等方面開展研究，以降低當(dāng)前昂貴的再生劑價(jià)格，提高熱再生料的性能。3．4廠拌冷再生廠拌冷再生可用于修復(fù)面層和基層的病害，廠拌冷再生對(duì)反射裂縫和行駛質(zhì)量低下等病害的修復(fù)效果良好，廠拌冷再生一般采用水泥、乳化瀝青、泡沫瀝青進(jìn)行再生。目前，廠拌冷再生技術(shù)是國(guó)應(yīng)用十分廣泛的再生技術(shù)，可用于瀝青路面的基層和下面層，具有良好的推廣應(yīng)用前景，廠拌冷再生技術(shù)的發(fā)展方向：泡沫瀝青廠拌冷再生，但需要關(guān)注的是泡沫瀝青的發(fā)泡效果及其水穩(wěn)定性；乳化瀝青廠拌冷再生，隨著表面活性劑技術(shù)的不斷發(fā)展，開展用于冷再生的不同類型的乳化瀝青的研究；廠拌冷再生設(shè)備，目前廠拌冷再生設(shè)備主要是連續(xù)式，需要進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)備，以保證計(jì)量的準(zhǔn)確性和均勻性。.可修編-3．5就地冷再生就地冷再生冷主要采用水泥、泡沫瀝青和乳化瀝青作為再生劑，在我國(guó)主要以采用水泥為主，隨著材料和設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，泡沫瀝青和乳化瀝青已經(jīng)逐步應(yīng)用于就地冷再生中，當(dāng)前主要是現(xiàn)場(chǎng)施工工藝水平有待進(jìn)一步提高，就地冷再生技術(shù)的發(fā)展方向：由于就地冷再生的推廣應(yīng)用，需要昂貴的設(shè)備，進(jìn)一步在國(guó)自主研發(fā)的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，關(guān)鍵是銑刨深度、計(jì)量系統(tǒng)等合理優(yōu)化與控制