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        淺談就地熱再生技術與瀝青路面養護
        信息來源:http://www.gzopen.com.cn/ 編輯時間:2016-07-12 14:55

                摘要 到2006年底,全國公路通車總 里程達348萬公里,高速公路達4.54萬公里,目前高速公路總里程僅次于美國,位居世界第二位,其中瀝青路面現已成為我國高等級 公路的最主要路面型式。瀝青路面在營運過程中由于環境、氣候、交通荷載等諸多因素的影響,也不可避免地出現了各類病害,需 要及時地進行養護維修?,F在,我國在20世紀90年代陸續建成的高等級公路已進入大、中修期,近期建成的高等級公路也需要做好 日常性的養護工作。

         

                到2006年底,全國公路通車總里程達348萬公里,高速公路達4.54萬公里,目前高速公路總里程僅次于美國,位居世界第二 位,其中瀝青路面現已成為我國高等級公路的最主要路面型式。瀝青路面在營運過程中由于環境、氣候、交通荷載等諸多因素的影 響,也不可避免地出現了各類病害,需要及時地進行養護維修?,F在,我國在20世紀90年代陸續建成的高等級公路已進入大、中修 期,近期建成的高等級公路也需要做好日常性的養護工作。

         

                值得注意的是,近年來,由于高等級公路建設水平的快速提高,特別是針對瀝青路面早期損壞問題,從設計、施工等環節采 取了一系列比較有效的防治措施,不少省份近期建成的瀝青路面早期損壞現象現在已基本消除,可以預見,在今后的高等級公路路 面管理和養護中,將會逐漸將重點轉向由于瀝青路面表面功能下降而進行的養護維修工作。

         

        一、傳統養護方式的不足之處

         

                在我國瀝青路面傳統養護維修過程中,普遍采用挖補和銑刨重鋪的工藝,大量的舊瀝青混合料被廢棄,同時每年需要消耗數 千萬噸的石料和上百萬噸的瀝青,這一方面造成環境的污染,另一方面,由于大量的使用新石料,開采石礦會導致森林植被減少、 水土流失等嚴重的生態環境破壞,同時對于我國這種優質瀝青極為匱乏的國家來說,這種方式是一種資源的浪費。

        礦山開采前、開采中、開采后環境對比圖

        礦山開采前、開采中、開采后環境對比圖

         

                從施工質量來說,采用傳統瀝青路面養護維修方法進行施工時,熱的瀝青混合料攤鋪在冷的下承層上,而且和周圍接觸界 面都是冷的混合料,這樣造成層間薄弱界面和縱向冷接縫,施工時這些部位壓實度較難滿足要求。這樣,一旦接縫處治不當,雨水 容易從縱向冷接縫處下滲,滯留在路面結構內,同時層間接觸不良導致路面抗剪強度低,整體受力性能較差,縮短了道路的使用壽 命。

         

                在施工周期上,傳統瀝青路面養護維修方法由于工序較多,施工時間較長,影響道路的正常通行,由于養護施工造成的交 通延誤越來越受到社會的關注。過長的占道維修時間和高速公路日益增長的交通量需求已經產生了矛盾,有時候為了保證交通,就 不允許長時間占道維修,而由于維修時間得不到保證,病害又來不及處理,這樣病害越來越多,形成惡性循環。

         

        二、就地熱再生技術的優勢

         

                就地熱再生是通過現場加熱、翻松、混拌、攤鋪、碾壓等工序,一次性實現舊瀝青混凝土路面的100%就地再生,相對于傳 統的路面病害處治方式,就地熱再生技術的優勢主要體現在以下幾個方面:

         

        1、提高了路面修補質量

         

                就地熱再生技術進行病害處治時,由于對病害區域和周圍區域都進行加熱,實現了修補區域和四周側面、底面的熱粘結,消 除了原先傳統處治方法存在的弱接縫和弱界面,極大地提高了修補后新舊路面的結合力,提高了路面修補質量。

         

        2、提高了路面養護工作效率

         

                傳統的路面病害處治方式,工序比較復雜,有時候為了一個病害要調用多臺大型設備,而采用就地熱再生技術,一臺瀝青 路面熱再生修補車就可以進行全過程處理;對于較長段落的病害處理,可以使用大型就地熱再生機組進行處理,其施工速度可達3~ 10米/分鐘,效率高于傳統銑刨重鋪的方法。而且,施工時占用的工作面小,不受大的交通流量限制,施工結束后即可開放交通。

         

        3、實現材料的100%就地再生利用,節約環保

         

                任何直接重鋪或銑刨后再填補的工程都可以采用熱再生的方法,就地熱再生技術能夠很好地保證骨料的尺寸大小不變,通過 添加再生劑可以恢復瀝青性能,實現了舊路面混合料就地再生利用,也就不再不需要運輸廢料及準備廢棄物堆放場地,節約了能源 、材料和土地,保護了環境,符合國家的可持續發展戰略。

         

        4、可以緩解半剛性基層反射裂縫問題

         

                半剛性基層反射裂縫是一個一直困擾我們的問題,采用就地熱再生技術可以對裂縫進行比較好的處理,通過再生罩面,路面 的裂縫寬度相比傳統罩面施工大大減少,能有效的緩解或解決裂縫問題。

        就地熱再生施工前后路況對比之二

        就地熱再生施工前后路況對比之二

        就地熱再生施工前后路況對比之三

         就地熱再生施工前后路況對比之三

         

        三、就地熱再生技術的應用

         

        1、進行瀝青路面日常病害修復

         

                對于高速公路瀝青路面而言,在日常營運過程中發生的主要病害主要有以下幾類:一、變形類,如車轍、局部沉陷、橋頭跳 車等;二、裂縫類,如縱向裂縫、橫向裂縫等;三、松散類,如面層坑塘、松散、麻面等。針對這些病害采用就地熱再生技術來進 行修復是非常適合的工藝。

         

                采用就地熱再生技術進行路面病害修復時,關鍵是設備,正是由于設備的創新帶來了技術的進步?,F以我國《公路瀝青路面 養護技術規范JTJ 073.2-2001》中推薦的PM系列瀝青路面熱再生修補車以PM400-48-TRK型號為例作簡單介紹,該型號設備配有熱再 生加熱墻、料倉、振動壓路機、自動加熱恒溫乳化瀝青噴灑系統、二組獨立的液壓疏松耙、廢料倉、工具箱等。其熱再生加熱墻是 以液化石油氣為燃料,采用熱輻射式加熱方式,加熱系統可以根據設定的加熱溫度區間智能化地實行間歇性的加熱,在任何季節都 可以確保在路面不燒焦的情況下,將瀝青面層加熱至工作溫度,是真正意義上的熱再生式修補。

         

        對于瀝青路面常見病害的處治工藝如下:

         

            1.對于沉陷和車轍病害,采用瀝青路面熱再生修補車對發生車轍或沉陷的路段進行加熱,耙松,重新根據標高要求整平后 碾壓,即可修復病害?,F場施工工藝簡單,處理效果好。對于橋頭跳車病害,傳統處治方式也是銑刨重鋪的方法,現在也可以采用 就地熱再生的方法進行處治,即對橋頭一定范圍的路面進行加熱,耙松,根據標高要求增加一部分新的瀝青混合料,整平后碾壓, 即可恢復橋頭的平順線形。

         

            2.對于裂縫類的病害,根據對裂縫的觀測,高速公路通車一兩年后,半剛性基層的干縮裂縫的寬度已不再發展,半剛性基 層的溫縮裂縫的寬度也是隨溫度的變化在某一個范圍內變化,對于這類已趨于穩定狀態的裂縫,可以采用就地熱再生的方法進行處 治,其專門設備為PM180熱修補車,該修補車配備有可展開式加熱板,可以在一個車道寬度范圍內對裂縫兩側一定寬度范圍內的瀝青 面層進行加熱,然后將上面層和中面層上部1cm范圍內路面結構耙松,整平后碾壓,經過這樣的處理,裂縫的發展得到很大的緩解, 今后很可能就不再反射到表面,可以達到徹底處理的目的。

         

            3.對于面層坑塘、松散、麻面等松散類病害,采用瀝青路面熱再生修補車對發生病害的區域和病害周圍一定范圍的路面進 行加熱、耙松、視需要再添加新的混合料、整平、碾壓即可完成修復工作,由于對病害周圍區域也進行了加熱,這樣就保證了修補 區域和周圍區域的熱粘結,極大地提高了修補質量。

         

        進行瀝青路面大中修

         

                瀝青路面使用一定年限之后,需要進行大中修施工,以恢復道路的行車舒適性并延長道路的使用壽命,目前比較多的是采取 銑刨重鋪或直接加鋪的工藝,但不是一種理想的工藝,綜合從施工的質量、費用、速度和環保等多方面考慮,就地熱再生技術具有 明顯的優勢,而且可以根據病害的情況靈活地選擇整形型、加鋪型或者復拌型就地熱再生工藝。

         

                瀝青路面就地熱再生技術的難點為:如何將原路面需要再生的結構層均勻地加熱至合適的施工溫度。合適的溫度是再生質量 好壞的關鍵,如果溫度過低,那么路面難以翻松,根本就無法進行再生;如果溫度過高,那么路面將會過度老化,溫度太高會燒焦 路面。再生加熱溫度問題困擾著諸多就地熱再生設備制造廠商。進行就地熱再生施工時,如果無法有效地將熱能進行滲透,那么原 路面就難以耙松,只能采用銑刨的工藝將原路面表層刨除,在銑刨的過程中勢必會打碎一部分骨料,造成混合料級配的變異,而且 骨料打碎后的新破碎面上是沒有裹附瀝青的,這對于瀝青路面的性能會帶來不良影響。英達熱再生有限公司通過眾多科研技術人員 多年的刻苦鉆研,成功地開發出性能卓越的“熱輻射式加熱墻專利技術”解決了這個難題。目前,英達公司的大型就地熱再生機組 是世界上唯一不需打碎原路面骨料的再生設備。

         

        下面以路面維修施工中常用的加鋪型就地熱再生工藝為例,簡單說明主要施工步驟:

         

        (1)準備工作

         

                準備工作階段需做好交通布控、路面深層病害的預先處理和機械設備的調試工作等。

         

        (2)加熱作業

         

                準備工作一切就緒后,就地熱再生系列機組開始施工,在加熱過程中應嚴格控制加熱工藝,各加熱車輛統一按照設定的施工 速度勻速行進,并盡可能縮短車輛之間的間距,為避免熱量的過多散失,車輛底部和車輛之間空隙可加裝保溫板,通過以上措施保 證加熱的溫度、深度符合施工控制要求。

         

        (3)再生劑噴灑、原路面耙松和整形作業

         

                再生劑的噴灑要求計量準確、噴灑均勻,耙松設備為液壓疏松耙,操作人員需調整好疏松耙的氣壓,保證施工寬度和深度符 合施工控制要求,耙松后的路面通過再生設備自帶的熨平板進行整形,同時配合人工對接縫處的混合料進行修正,保證鋪面效果。

         

        (4)攤鋪、碾壓作業

         

                加鋪型就地熱再生需要在再生層表面攤鋪一層新的瀝青混合料,其攤鋪工藝和一般新建路面的上面層攤鋪工藝基本相同,加 鋪層混合料攤鋪后和下面的再生層兩層結構共同碾壓,碾壓時按照試驗確定的碾壓工藝進行,并做好接縫處的碾壓施工。

        就地熱再生施工工藝流程圖

        就地熱再生施工工藝流程圖

         

        (5)施工結束

         

                碾壓工序結束后,待路表溫度降至50℃以下后可開放交通,根據以往工程經驗,一般在施工后第二天開放交通比較適宜。在 施工中要求施工單位做到“工完場清”,路面上不得遺留任何雜物與隱患。

                就地熱再生技術是非常適合我國瀝青路面維修養護 的技術手段,在公路養護工程中已得到的比較多的應用,英達就地熱再生技術已在江蘇省廣靖錫澄高速、河南省漯平高速、浙江省 杭金衢高速、福建省福泉高速、福銀高速、福寧高速等工程中得到應用,另外,在南京中山陵風景區的景區道路罩面工程中也成功 地應用了英達熱再生技術進行施工。

         

        四、結語

         

                就地熱再生技術在國際上已是一項成熟的先進技術,隨著我國經濟的發展、交通運輸負荷的增加、原材料資源的日益緊張、 環保意識的增強及降低工程費用要求的提高,在我國采用就地熱再生技術的意義重大,其研究推廣與應用已迫在眉睫。在完成大規 模交通基礎設施建設之后,我國公路的舊路改造、維護保養的高峰即將到來,就地熱再生技術也必將得到大規模的推廣應用,這也 是實現循環經濟、走可持續發展之路的必然選擇。

         

        參考文獻

         

            1.楊盛福,陳永耀等 公路工程技術標準  人民交通出版社  2004.1

            2.張奎鴻等  公路瀝青路面養護技術規范  人民交通出版社  2001.10

            3.鄧學鈞  路基路面工程  人民交通出版社  2000.2

            4.黃曉明,吳少鵬,趙永利 瀝青與瀝青混合料  東南大學出  版社2002.9

            5.徐時梁  瀝青路面現場熱再生技術在高速公路上的應用  中國市政工程 2004 第二期

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