現(xiàn)場(chǎng)熱再生在奉炮公路大中修中的應(yīng)用研究.doc

現(xiàn)場(chǎng)熱再生在奉炮公路大中修中的應(yīng)用研究摘要：簡(jiǎn)要介紹瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生的概念、特點(diǎn)和瀝青路面再生的重要意義，并闡述瀝青路面再生國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀；針對(duì)上海奉炮公路瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生工程實(shí)例，探討現(xiàn)場(chǎng)熱再生的機(jī)理、再生方案的設(shè)計(jì)，測(cè)試分析再生后的路用性能；并提出進(jìn)一步研究的課題。1.主要研究?jī)?nèi)容和意義瀝青路面再生利用技術(shù)，是將需要翻修或者廢棄的舊瀝青路面，經(jīng)過(guò)預(yù)熱、銑刨、翻挖，通過(guò)回收處理，成為具有良好路用性能的再生瀝青混合料，用于鋪筑路面面層或基層的整套工藝技術(shù)。瀝青路面再生，從場(chǎng)地上看可分為工廠式再生和現(xiàn)場(chǎng)式再生，從混合處理工藝又可分為冷再生和熱再生?，F(xiàn)場(chǎng)熱再生就是對(duì)瀝青路面表面層出現(xiàn)裂縫、泛油、車轍、坑槽等病害或路用性能下降時(shí)，使用專用的現(xiàn)場(chǎng)熱再生設(shè)備，加熱軟化原有瀝青路面，并將翻松需要再生的瀝青路面，翻松過(guò)程中加入適當(dāng)比例的再生劑或改性瀝青，收集到攪拌鍋中，同時(shí)添加部分新拌瀝青混合料，拌合均勻，然后使再生機(jī)按著路面高程設(shè)計(jì)要求進(jìn)行攤鋪，最后壓路機(jī)組對(duì)鋪攤后路面進(jìn)行壓實(shí)，使再生路面的路用性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在現(xiàn)場(chǎng)用表面再生機(jī)械進(jìn)行瀝青路面熱再生維修，是通過(guò)加熱機(jī)將路面加熱升溫，使路面軟化，后面緊跟的復(fù)拌機(jī)將路面翻松，適量添加再生劑，經(jīng)過(guò)拌和成為再生瀝青混合料，然后攤鋪整形，最后壓路機(jī)壓實(shí)。經(jīng)過(guò)這樣的工藝過(guò)程，已經(jīng)老化的舊瀝青路面恢復(fù)了性能，又象新路一樣重新可以使用。瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)表面熱再生可以全部利用舊路面材料，有利于節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用；與銑刨翻修相比，現(xiàn)場(chǎng)表面再生避免將路面材料往返運(yùn)輸?shù)穆闊?；與集中廠拌再生相比，克服了舊料需要破碎、舊料使用率低、材料運(yùn)輸?shù)热秉c(diǎn)，提高了經(jīng)濟(jì)效益；現(xiàn)場(chǎng)表面再生于長(zhǎng)距離、大面積路面維修作業(yè)，完工路段的路況與新路一樣美觀；現(xiàn)場(chǎng)表面再生對(duì)周遍環(huán)境基本上沒有污染，而由于能節(jié)省瀝青和砂石料有利于對(duì)自然資源的保護(hù)。上海90年代初建設(shè)的高等級(jí)路面已經(jīng)或即將進(jìn)入維修或改建期，改擴(kuò)建道路中每年清除的廢舊瀝青混凝土超過(guò)30萬(wàn)噸，多數(shù)采用傳統(tǒng)的方法將大量翻挖、銑刨的瀝青混合料廢棄，這樣一方面造成環(huán)境污染，另一方面對(duì)于我國(guó)這樣一個(gè)優(yōu)質(zhì)瀝青極為匱乏的國(guó)家來(lái)說(shuō)是一種資源的極大浪費(fèi)。上海市在能源利用、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等方面十分重視，因此瀝青路面再生技術(shù)研究和推廣具有重要而緊迫的意義。瀝青路面的再生利用，能夠節(jié)約大量的瀝青和石料，因而減少工程投資；同時(shí)，它有利于處置廢料，節(jié)約資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少施工對(duì)交通的影響。所以，瀝青路面的再生利用具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1982年，交通部將瀝青路面再生作為重點(diǎn)項(xiàng)目，在一些省份進(jìn)行了研究，取得了較為系統(tǒng)的研究成果。到20世紀(jì)90年代，我國(guó)進(jìn)入大規(guī)模的高速公路和高等級(jí)城市道路建設(shè)，瀝青路面再生技術(shù)的研究和推廣暫時(shí)被擱置起來(lái)，致使我國(guó)這方面研究的深化與延伸基本處于停滯狀態(tài)。如果說(shuō)，從過(guò)去的十年到現(xiàn)在忙于高等級(jí)道路的興建，那么現(xiàn)在我們面臨的任務(wù)則是對(duì)現(xiàn)有道路如何管理好和如何養(yǎng)護(hù)好。到2000年，一些先建成的高速公路和高等級(jí)城市道路陸續(xù)到了需要翻修的階段。由于過(guò)去對(duì)高等級(jí)道路瀝青如何做好養(yǎng)護(hù)，實(shí)際上是研究不多。目前采取的方法主要是對(duì)坑洞進(jìn)行一塊塊地挖補(bǔ)；或?qū)⑵茡p路面加以銑刨，然后用新料加鋪一層。這種修補(bǔ)方式是一種落后的養(yǎng)護(hù)方法。為適應(yīng)高等級(jí)道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)的需要，在上世紀(jì)70年代，歐美國(guó)家，如德國(guó)、美國(guó)、意大利等已經(jīng)開發(fā)出一種現(xiàn)場(chǎng)表面熱再生技術(shù)，并研究制造了表面再生機(jī)械，從而形成了一種專業(yè)性很強(qiáng)、技術(shù)含量較高的高等級(jí)道路瀝青路面再生養(yǎng)護(hù)技術(shù)。現(xiàn)在這一技術(shù)已在世界許多國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。在美國(guó)道路建設(shè)中，50采用瀝青混凝土再生料，平均直接建設(shè)成本下降30，對(duì)能源和環(huán)保等產(chǎn)生的間接社會(huì)效益更大。北京、上海、山東、江蘇等地已經(jīng)或?qū)⒁M(jìn)瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生機(jī)械?？梢灶A(yù)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)表面再生將成為我國(guó)今后高等級(jí)道路養(yǎng)護(hù)的主要方式。3、工程概況奉炮公路(k0000k2180)位于上海奉賢地區(qū)，其機(jī)動(dòng)車道為3車道，總寬10.5米，全長(zhǎng)2180米，22890平方米。該路段瀝青路面存在表面層損害現(xiàn)象，如車轍、麻面、泛油、平整度差、坑槽、修補(bǔ)多等(詳見下表)。我們采用從德國(guó)進(jìn)口的一套現(xiàn)場(chǎng)熱再生機(jī)器設(shè)備(rx4500)對(duì)該路段進(jìn)行瀝青路面表面層整車道現(xiàn)場(chǎng)熱再生。4、再生機(jī)理瀝青路面的老化主要是其瀝青中輕質(zhì)組分減少，石料的部分少量損失，瀝青路面再生通過(guò)添加再生劑調(diào)節(jié)老路面中瀝青的化學(xué)組分，來(lái)恢復(fù)老化瀝青的性能，同時(shí)補(bǔ)充少量新拌瀝青混合料來(lái)調(diào)整原有瀝青混合料級(jí)配，以達(dá)到瀝青路面再生效果。5、現(xiàn)場(chǎng)熱再生方案再生混合料設(shè)計(jì)思路通過(guò)老路面現(xiàn)場(chǎng)取樣，進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，分析瀝青老化情況、計(jì)算瀝青的含量、級(jí)配情況，針對(duì)不同的路段，選擇合適的再生劑和瀝青，確定新拌瀝青混凝的級(jí)配，再通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證再生劑、瀝青的用量和新拌瀝青混凝土的級(jí)配?，F(xiàn)場(chǎng)熱再生方案針對(duì)上面層病害情況和室內(nèi)試驗(yàn)，我們確定奉炮公路西段300米段的再生方案為：復(fù)拌再生3.5cm老路面上面層(即：再生機(jī)組把3.5cm的老路面瀝青混合料和20的ac13新瀝青混凝土混合均勻，而后攤鋪壓，使路面恢復(fù)原有性能)。東段1880米的再生方案為：再生1cm2cm罩面層(罩面層選用ac13瀝青混凝土)。再生劑的用量在0.3l/m20.6l/m2。6、施工后相關(guān)路用性能奉炮公路現(xiàn)場(chǎng)熱再生施工后對(duì)這段路面的上面層的技術(shù)性能進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試情況詳見下表：奉炮公路現(xiàn)場(chǎng)熱再生馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果及使用性能測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(共24組)為測(cè)試再生后路面抗水損害能力，我們對(duì)試樣做凍融劈裂試驗(yàn)，凍融劈裂試驗(yàn)強(qiáng)度比為：tsr=(rt1/rt2)100=(0.5437/0.7030)100=77.34上述測(cè)試結(jié)果表明奉炮公路再生施工后，主要性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到現(xiàn)有公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。7、有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題：瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生的施工應(yīng)用是可行的，值得在瀝青路面道路養(yǎng)護(hù)中大力推廣，同時(shí)應(yīng)對(duì)已完成道路繼續(xù)跟蹤調(diào)查測(cè)試，更有必要對(duì)瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)深入進(jìn)行研究。要針對(duì)不同舊路面情況，能夠高質(zhì)量地做好現(xiàn)場(chǎng)熱再生，還有很多工作要做。如何選擇和使用再生劑，以及再生混合料的配制設(shè)計(jì)方法，各種自然因素對(duì)再生瀝青路