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试论沥青路面温拌再生技术及工程应用

发布时间: 2022-04-15 08:27:33 浏览:

摘 要:温拌沥青技术是利用掺加温拌改性剂,调整沥青粘度的方式,达到降低混合料施工温度及节能环保的目标。在旧沥青路面再生利用中合理应用温拌沥青技术,不仅能够循环利用大量路面旧料,还能减小再生沥青混合料施工温度、节约能耗,降低有害气体及粉尘排放,具有重要的现实意义。为此,本文在充分了解温拌再生沥青混合料路用性能的前提下,与具体工程实例相结合,对沥青路面温拌再生施工技术要点及路面使用性能检测进行了探讨,以期有效提高工程质量,延长工程使用寿命。

关键词:沥青路面;温拌再生技术;工程概况

在低碳环保、节能减排时代背景下,公路建设工程如何实现节能、环保这一目标已经成为必须思考的重要课题。伴随科学技术水平的不断进步,厂拌热再生技术与沥青混合料温拌技术在公路工程施工中得到了广泛应用,充分结合以上两种技术,不仅能够充分提升旧料回收利用率,还能减小沥青混合料拌和、施工温度。温拌再生技术是指充分结合温拌、厂拌热再生技术,在低于热再生温度20~30℃的情况下,利用降粘减阻剂、新矿料等材料拌和再生,在保证路面质量的基础上,不仅能够实现再生旧路利用率的有效提高,还能达到减小施工温度的作用,据相关资料显示,回收材料再生掺加比例可提升到45%~50%之间,以此确保再生沥青混合料性能良好。温拌技术的应用,可充分涵盖热再生技术、温拌技术的优点,能够有效克服热再生技术旧料利用率低下的缺点,同时还能充分发挥温拌技术的优点,提高工程整体质量。

一、温拌再生沥青混合料路用性能研究

1、高温稳定性

高温条件下或长期高荷载作用下沥青路面都会出现严重变形现象,其中还包含无法恢复的永久变形,进而出现路面病害,如车载、拥包等。沥青混合料高温稳定性是指在高温作用下沥青混合料能够对车辆荷载的反复作用予以抵抗,且不会出现嚴重的永久变形,确保路面平整度的特性。一般可选用车辙试验对温拌再生沥青混合料高温稳定性进行评价

(1)试验方法。沥青拌和完成后,即可进行车辙试件制作,在一定条件下沿同一轨道利用一定荷载轮子进行来回行走,在变形稳定阶段对混合料产生1mm变形车轮所行走的次数进行测量,记录,也可称为动稳定度DS。

(2)试验结果与分析。在温拌或正常拌和条件下,再生沥青混合料高温车辙试验结果为:以AC-20为再生沥青混合料类型分析,温拌DS动稳定度为2872次/mm;正常拌和DS动稳定度为3154次/mm。

由此可见,相比正常拌和DS动稳定度,温拌时较低,DS动稳定度值与规范规定(DS≥ 800次/mm)相符。

2、低温抗裂性

作为路面结构面层,气温条件对沥青路面影响较大,如气温较低,低温收缩变形现象极易产生,但因面层受基层摩阻力,或路面无限连续板体可约束收缩变形等因素的影响,沥青面层内部极易出现拉应力。相比沥青混合料极限抗拉强度,拉应力较高时,沥青路面将产生裂缝。为此,沥青混合料必须具备良好的低温抗变形能力。一般可选用低温小梁弯曲试验用于温拌再生沥青混合料低温抗裂性评价

(1)试验方法。以-10.5℃~--9.5℃作为试验温度范围,通过每分钟50mm的速率,对沥青混合料小梁跨中进行集中荷载施加,直到断裂破坏,并对试件跨中荷载和挠度之间关系曲线进行准确记录。通过破坏时的跨中挠度进行沥青混合料破坏弯拉应变地计算,在低温条件下,沥青混合料的破坏弯拉应变逐步增加,低温柔韧性、抗裂性则越好。

(2)试验结果及分析。在温拌与正常拌和条件,再生沥青混合料的小梁弯曲试验结果如表1所示。

二、工程概况

某公路工程为一级公路,原路面结构如图1(1)所示,因工程通车时间长,路面损坏严重,现需养护整修施工,决定选用温拌沥青再生施工工艺进行养护施工。试验段起止桩号为K0+000~K6+350,其路面结构如图1(2)所示。旧沥青路面铣刨料掺量40%,选用表面活性型Evotherm温拌剂用于施工。

三、温拌再生沥青路面施工技术要点

在公路沥青路面养护施工中,温拌再生技术具有非常广泛的应用。这一技术可使路面质量达到设计要求,满足车辆正常通行的需求。为此,必须在充分了解工程实际情况的基础上,掌握施工技术要点,只有这样才能提高工程施工水平,才能保证工程质量。

1、施工准备

水泥稳定碎石为温拌再生沥青基层,严格按照规范规定,合理确定其质量。温拌再生沥青混合料铺筑前,必须清理干净基层表面,并进行透层油均匀喷洒。

2、备料

为提高沥青路面材料级配稳定性,可根据粒径实际情况,旧沥青路面材料破碎后可进行4档筛分,如0~5、5~10、10~15及15~20mm。为合理控制旧沥青路面材料含水量,减小加热效率,降低对再生混合料性能的影响,需在料棚内堆放筛分过的材料,防止雨水浸湿材料,避免影响材料含水率。

3、拌和

通过间歇式拌和设备进行混合料拌和。将两套冷料仓、加热系统加设到拌和设备,以便于配料、加热施工。要求在拌和楼两侧设置冷料仓,再生材料配料所选用冷料仓为四个,新矿料配料所选用冷料仓为五个。为便于掺加温拌剂,需将温拌剂自动添加装置安设到沥青混合料拌和楼,开始喷洒沥青后,温拌剂喷入时间需延迟3s,喷入时间和喷洒沥青时间基本一致。拌和时极易产生水汽,为防止矿料被水汽带走,可选用矿粉后加法进行处理。也就是说在完成喷射温拌剂作业之后,需进行矿粉地适量掺加。根据施工现场实际情况,需合理控制各个施工阶段的温度,具体如表2所示。

4、运输

选取吨位较大的运输车进行混合料运送,以40t作为单车运输量。根据施工现场实际情况,47km为运距长度,在运送混合料过程中,为延缓材料温度降低速度,可采用一定保温措施,如苫布等。

5、摊铺及碾压

以沥青摊铺机作为主要设备,按照现行规范要求进行混合料摊铺施工。完成摊铺作业后,需及时进行碾压施工,应满足设计要求。通过轮胎压路机揉搓功能,可对集料位置、骨架结构进行适当调节。碾压施工时,所选用的机械配置组合如下:钢轮压路机(3台)+轮胎压路机(2台)。在摊铺机后即可进行初压施工,且合理控制初压施工长度。初压遍数共4遍,其中静压、振压各2遍。复压则需进行4遍施工即可,为消除轮迹,往往还需要2遍以上终压,以此提高路面平整度,确保压实度满足设计要求。

四、温拌再生沥青路面使用性能检测

1、外观质量

完成温拌再生沥青路面施工后,沥青路面表面具有良好平整性,离析现象不显著,且接缝平整、顺直,无不良质量问题。

2、芯样性能

为充分掌握温拌再生沥青路面材料性能,在施工结束后,针对路面情况可做取芯测试。要求芯样选用无损坏,具有完整性,同时上下面层紧密连接。

在检测温拌再生沥青路面芯样指标时,可选用室内试验法。本文仅对其厚度、压实度等进行分析。

(1)厚度。作為控制沥青路面质量的主要指标之一,路面厚度是否合理,对路面结构强度、标高等影响较大,为此,需检测芯样厚度,具体结果如表3所示。

(2)压实度。在沥青路面芯样毛体积相对密度检测时,往往选用表干法检测。而芯样烘散后沥青混合料最大理论相对密度检测,可选用真空法。通过检测结果,可对芯样压实度进行准确计算,结果如表4所示。

由此可见,桩号相同,但芯样位置不同时,相比路肩芯样压实度,路中芯样较高。标准密度以最大理论相对密度为准时,相比现行规范规定值≥92%,温拌温拌再生沥青路面压实度与其要求相符。为此,在沥青路面施工选用温拌再生施工工艺,压实度良好。即便是降低了施工温度,但对沥青混合料压实度不会造成不良影响。

五、结束语

综上所述,在沥青路面养护维修过程中,温拌再生技术具有非常重要的作用。这一技术的成功运用,可以节约施工成本,加快施工进度,在保护生态环境的同时,实现更大的经济效益,促进公路事业的长久健康发展。需要注意混合料路用性能、备料、碾压等各个环节,保证每个步骤的合理性,在结合工程实际情况的基础上,对温拌再生技术进行必要的创新,使其在公路沥青路面维修养护中发挥更加积极的作用。

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