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就地冷再生技术应用概述

2012-04-03 00:03园路施工


    3 就地冷再生技术施工工艺
  就地冷再生技术施工主要有两种方式。一种是利用专用再生机械在就地铣刨、破碎、加入新料(包括乳化沥青或其它再生剂、稳定剂,必要时还要加入集料)、拌和、摊铺和预压,再由压路机进一步压实。这种再生路面主要用于低等级公路路面和高等级公路路面基层(但将会提高路面高程),不适用于高级路面的面层,一般用于二级以下的公路。另一种方式是在旧路面上洒布再生剂封层,再生剂能渗入路面5~6mm,恢复表层被氧化沥青的活性,并形成抵抗燃油泄漏的封层,可延长路面的使用寿命2~3年。这种再生方式其实属于预防性养护范畴,适用范围窄,并且应充分考虑其对路面抗滑性能的影响。
  就地冷再生添加的稳定剂水泥、水泥稀浆、泡沫沥青、乳化沥青等的施工工艺如下:
  (1)再生二灰稳定碎石基层或水泥稳定碎石基层时可掺加水泥作为稳定剂,再生得到的混合料作为路面的基层使用。水泥(应选择具有缓凝性的矿渣硅酸盐水泥,以便再生混合料在初凝前碾压密实)可以采用以下三种添加方式:
  a.将粉状水泥撒布在再生机前的被再生路面上,再生机经过时可将水泥与被铣刨下来的旧混合料进行拌和。
  b.用专用水泥稀浆搅拌输送车将水泥与水拌和成稀浆状,水泥稀浆可以直接喷洒到再生机的拌 和罩壳内。这样不仅可以保证水泥用量的精确性,同时也防止了因刮风等而损失水泥材料。
  c.采用专用水泥撒布车撒布水泥,撒布车作为再生机组的一部分。
  不论采用粉状水泥方式或水泥稀浆方式添加,水泥用量一般控制在2%~4%(重量百分比)之间;
  (2)再生沥青面层混合料可掺加乳化沥青或泡沫沥青,再生得到的混合料可作为沥青碎石基层或沥青下面层使用。
  乳化沥青可以提高混合料的粘结力和承载力,有助于使旧路面中老化的沥青复原、软化。使用乳化沥青的好处是其粘度低,易于用再生设备中的液体喷洒装置添加,再生材料与乳化沥青拌和后,乳化沥青破乳后沥青有较高的粘度,因此可以提高旧材料的粘结性。
  泡沫沥青是通过在热沥青中加入少量的水(约为沥青用量的2%~3%)产生的。使用的沥青为普通针入度级的沥青,如AH-70号普通沥青。当水注入热沥青时,水会迅速蒸发,从而引起沥青在饱和蒸 气内产生爆炸泡沫,体积膨胀至原来的15~20倍。泡沫沥青的产生如图2所示。泡沫沥青大大增加了沥青的体积和表面活性,在发泡的过程中,沥青的粘度显著降低,从而使沥青能充分地扩散进骨料中去。
  泡沫沥青由再生机上的泡沫沥青输送及喷洒系统产生并直接喷洒进再生机的拌和罩壳内。在粒料中,泡沫沥青的用量一般为3%~5%(重量百分比)。当被再生的混合料中本很含有较多沥青时,其用量可降低为2%~3%。在采用泡沫沥青作为稳定剂时,加入少量水泥(一般为1%~2%)是有好处的,它可以使再生混合料结构层获得所需强度的同时,提高表面质量,防止裂纹的发生。泡沫沥青的优点在于其适合几乎所有的骨料和原道路上再生的筑路材料,与普通沥青相比,提高了沥青的裹覆能力,能理想地裹覆冷的和潮湿的骨料。
  初步的研究和实践均表明,采用沥青就地再生技术,可以充分利用旧料,通过选择适当的配比及新旧料掺和比例,可以再生得到质量相当不错的再生混和料。这种再生混合料可以使用于高等级公路的沥青面层。随着我国沥青路面维修养护量的不断增加,有必要对沥青路面旧料实用再生技术进行更深入、更系统的研究,提出适合我国国情的再生沥青混合料设计规范和施工规范。
  4 就地冷再生设备技术与市场预测分析
  随着国家对环境污染,再生能源工作的重视。特别是随着我国社会主义新农村建设步伐的加快,国家一方面要新建一些乡村公路。另外一方面要对原有的县、乡公路进行升级改造,沥青路面维修养护量不断增加。由于就地冷再生节省能源,不产生环境污染,保护生态等优点,随着二级以下路网的改造,就地冷再生机的市场正在逐年扩大。1999年西筑公司设计生产出了我国第一台WBZ450稳定/再生拌和机,当时冷再生的市场还没有形成。从2005年以后,特别是泡沫沥青技术的发展,各施工单位开始使用冷再生技术进行公路的升级改造试验,冷再生技术在国内逐步推广使用。国内的冷再生施工设备基本依赖进口,已经进口到国内的有20多台。因此就地冷再生机的市场前景看好。预计国内市场年总需求为10~20台,每年将会有5台的增加量。最近几年,国内许多机械设备生产厂家开始研发就地冷再生设备。

国外的冷再生设备发展较早,但是由于施工材料发展速度滞后,该设备的发展曾受到一定程度的影响,早期的添加再生材料多数是乳化沥青。但是最近几年,泡沫沥青技术、水泥沙浆技术的发展,冷再生技术得到了迅速发展。其共同的特点是节能、环保,深受各国公路行业的关注并具广阔发展前景。生产这种设备的有美国CMI公司、德国WIRTGE公司和BOMAG公司等。 目前,用于二级以下路面就地再生的代表产品是德国WIRTGEN的轮胎式WR2500冷再生机,BOMAG轮胎式MPH121冷再生机和美国CMI的轮胎式RS-500B的就地再生设备。 用于高速公路路面再生的代表产品是德国WIRTGEN的履带式大功率现代化冷再生机(铣刨宽度3.5~4.0m、切深:250~300mm、功率:1000HP以上)和美国ASTEC的履带式就地再生设备(配有计算机控制的再生料破碎、筛粉、计量、粘油的比例添加、搅拌、摊铺等配套装置)。可以说到目前为止,我国自行设计制造的大型冷再生设备还处于研发生产市场开拓阶段. 最近几年,国内除西筑公司外,其它厂家也在研发生产该产品,有徐州威马机械有限公司,山东德工机械有限公司等。
  目前,国际上著名的维特根WR2500就地冷再生机、宝马MPH1212型就地冷再生机等是冷再生技术中广泛应用的设备。国内外冷再生机的性能参数比较如上表1:
        5 就地冷再生技术在国内的应用情况
  就地冷再生设备现在得到了比较普遍的使用,廊坊市交通公路工程有限公司,太原市市政工程总公司,铜川市公路局,无锡市路中养护工程有限公司等都拥有自己的就地冷再生设备。1998 年,邯郸市交通局首次利用冷再生新工艺对一段公路进行了冷再生改造。1999年邯大线29.5km 大修工程中广泛应用。2005 年,滦县102 国道30.88km的滦县段采用冷再生技术进行大修工程,采取路面冷再生工艺,将旧路结构层用冷再生机破碎加水泥拌和后,用作新路的道路基层;2003年,由太原市政工程总公司承建的滨河西路翻修工程采用了路面冷再生施工工艺。京沪高速公路代用线(天津南段)做冷再生试验段;江西2005年,铺筑了昌九高速公路就地冷再生试验路;山东在山东烟台龙口市204 国道龙口段,使用就地冷再生设备对面层进行重修重铺试验,取得了良好的效果。
        沥青路面在服务几年后其破坏速度会大大加快,但及时的维修,如重新罩面或再生利用等方法可以保持路面的质量并延长道路的使用寿命。根据世界银行的调查,路面质量下降40%时需花费1美元进行修复,若因为修复不及时而导致路面质量丧失了80%,此时修复就得花费4~5美元。从目前的工程实践来看,沥青路面冷再生技术在道路再生中具有明显的优势,随着我国陆续建成的等级公路进入大、中修期及乡村公路的升级改造,沥青路面就地冷再生技术将得到普遍重视。
  6 结束语
  综上所述,由于沥青路面冷再生节约了大量的建设和养护资金,减少了资源的浪费和环境的破坏,具有巨大的经济效益和社会效益,目前路面冷再生技术在我国还处于试验推广阶段,在强调可持续发展的今天,进一步加强研究路面就地冷再生技术,对我国公路的建设发展都具有特别重要的意义。
  随着人们对环保、社会效益的关注及技术的进步,沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视。就地冷再生作为一种新兴的施工技术,与传统筑路方法相比,“就地冷再生技术”可缩短工期、提高作业效率,完全利用废旧材料,大大节省施工成本,对交通的干扰最小等优势,在我国公路事业飞速发展的今天,将会以其独特的施工工艺、特点、牢固立足于公路施工工艺的竞争行列之中。
  参考文献
  1. 吕伟民、严家及. 沥青路面再生技术. 人民交通出版社.1989
  2. 张启安. 沥青路面冷再生技术初探. 工程建设机械. 2005.6
  3. 任栓哲. 沥青路面再生方式及设备综述. 建筑机械技术与管理. 2006.7
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