摘要:本文介绍了公路路面再生技术的发展情况和几种主要的路面再生方式。
引言
路面再生,就是将已老化、损毁的路面进行翻挖,回收路面材料,经过破碎、筛分,在添加部分新骨料和添加剂(沥青、水泥、再生剂等),重新拌和,最终获得满足公路路用性能的再生混合料,用于铺筑路面面层或基层。路面再生是通过重复利用路面材料,最大限度地利用资源和保护环境的现代环保技术。
随着我国公路建设的飞速发展,相当部分的低等级公路扩建为高等级公路,部分90年代后建成的高速公路也已陆续进入大、中修时期,大量翻挖、破碎的旧路面材料被废弃。这一方面造成环境污染,另一方面造成极大的资源浪费。公路路面结构再生技术对降低建设成本、保护生态环境、促进我国公路建设健康发展都具有极大的意义。
1沥青路面再生技术[1-3]
1.1国内外沥青路面再生技术发展概况
沥青路面结构的再生利用开始于20世纪初期,iack到20世纪70年代石油危机的出现,沥青路面再生利用的经济性又凸显现出来,同时由于路面铣刨机的研制成功,促进了旧料再生利用的发展。1997年,国际经合组织(OFECOAD)对14个国家的路面材料再生利用情况进行了调查,发表了《道路工程再生利用战略》白皮书;其成员国的沥青路面再生利用率为75～100%。其中美国沥青路面材料的重复利用率高达80%,相比常规全部使用新沥青材料的路面可节省成本10%~30%;日本2000年厂拌热再生沥青混合料已达4000万吨,占全国沥青混合料产量的55%。
在我国80年代中期开始了对旧沥青路面进行再生利用的试验研究和推广工作,当时是把旧渣油路面加入适当的清油使之软化,来代替常规沥青混合料,铺筑沥青路面的下面层。2001年,京津塘高速公路开始了沥青路面的就地热再生工程的实践。2003年,广东省交通厅和交通集团,结合广佛高速公路大修工程,全面开展了沥青路面厂拌热再生技术的研究,成功地用再生沥青混合料铺筑高速公路路面。
1.2沥青路面结构主要再生技术
沥青路面再生可以分为冷再生和热再生两种,而热再生按其再生地点的不同又可以分为集中厂拌再生和现场热再生。
1.2.1沥青路面冷再生
“冷再生”就是向铣刨机铣削下的旧沥青混合料中加入一定量的添加剂(沥青、再生剂等),重新冷拌和,在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型,然后再用沥青面层表面处理,从而修筑出具有所需性能质量路面的作业过程。此法处理的旧沥青路面材料多用于修建路面的新基层。与在旧路面上加铺新料的方法相比七彩山鸡养殖,浅层就地冷再生约可降低成本20%,深层就地冷再生约可降低成本45%。就地冷再生通过提高基层承载力而提高旧公路使用性能,且具有成本低、沥青结构完整、不损坏路基、节约材料、施工周期短等优点。
1.2.2沥青路面现场热再生
沥青路面现场热再生技术是将旧路面铺层材料通过使用现场加热机和再生机进行就地加热软化,铲起路面废料,增加适当的新拌沥青混合料和再生剂进行机内热搅拌,随即摊铺,熨平,辗
压,形成新的路面结构。这种方法施工简单方便,主要适用于高等级公路包括城市道路的面层,特别适用于老化不太严重,但平整度较差的路面。同时,由于热传导问题,沥青现场热再生工艺仅能在路面浅层达到较理想的效果。
1.2.3锁紧螺栓沥青路面厂拌热再生
厂拌热再生技术是将旧沥青路面用普通铣刨机铣刨后运回搅拌厂储存备用,通过集中破碎、筛分(必要时),并分析旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标,根据公路路面不同层次的质量要求,进行配合比设计,确定旧沥青混合料的添加比例(国外先进设备的旧沥青混合料添加比例可达50%),掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂(网络取书必要时)进行拌和,成为达到规范规定的各项指标的新混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,最后按照与新建沥青路面完全相同的方法重新铺筑。国外多年的实践证明,工厂热法再生沥青混合料路面能够达到并保持所要求的各项路用性能指标,并且具有更好的抗车辙性能。
2水泥混凝土路面再生技术[4-7]
2.1国内外水泥路面再生技术发展概况
1985年,堪萨斯州交通厅开始研究回收旧混凝土作为集料用于新建水泥路面。一条普通硅酸盐水泥路面在使用了25年之后,将其破碎制成RCA(RCA-Recycled Concrete Aggregate),作为集料用于新建水泥路面面层或水泥处治基层,其路用性能被观测了近10年时间。研究认为,将旧混凝土再生作为集料用于新建水泥路面面层或水泥处治基层,在技术上是可行的。目前美国已有超过20个州在公路建设中采用再生水泥混凝土集料(RCA-Recycled Concrete Aggregate)。日本、荷兰、澳大利亚、俄罗斯等国家也对RCA进行了系统的研究,取得了一定的成果。
我国对RCA的研究尚处于起步阶段,对旧混凝土的回收利用还未引起人们足够的重视,只有极少数机构和单位对RCA的性质和应用做了初步研究,水银滑环得到了与国外研究者一致的结论。目前合宁(合肥-南京)高速公路采用RCA作为新拌混凝土的集料来浇注混凝土路面,其路用性能正在进一步观测中。
2.2水泥路面结构主要再生技术
目前旧水泥混凝土路面原地再生利用技术主要为旧水泥路面的碎石化。按技术特点碎石化可分为3大类:打裂压稳、打碎压稳和集料化。
2.2.1打裂压稳
打裂压稳技术是目前水泥混凝土路面重建中普遍采用的一种比较简单快捷的处理方式。打裂压稳时,在旧水泥混凝土路面板上施加高能量低频冲击外力,使旧水泥混凝土路面板开裂而丧失整体性后,在用压实机械进行碾压,从而形成稳定均匀的结构层。
2.2.2打碎压稳
打碎压稳是指采用落锤而低频振动等方式使旧水泥混凝土路面碎裂;进而,用专用压实机械碾压形成下粗上细的碎石结构层。打碎压稳工艺形成的结构层均匀性优于打裂压稳工艺形成的结构层的均匀性,但整体刚度明显低于后者。打碎压稳工艺的代表性机械有多锤头冲击破碎机、共振式破碎机等。
2.2.3集料化
集料化是一种最彻底的重建手段,是将旧水泥混凝土路面再生为集料;然后,再用于修筑基层、底基层或垫层。集料化再生利用技术的主要工艺包括3个过程:
(1)路面破碎和清运——先将旧水泥混凝土路面破碎、挖掘、装运至集料处理场;
(2)集料加工——对集料进行清洗、二级破碎、分筛;
(3)再生集料的利用——再生集料主要用于修筑基层(贫混凝土、水泥处治粒料基层的骨料)、底基层(级配碎石、水泥处治砂砾)和垫层热再生(砂砾)等。
3结论
旧公路路面结构再生技术具有以下优点:(1)旧路面材料再利用可以为国民经济节约大量资源和资金,使公路建设中的维修或改建做到物尽其用;(2)可以大大减少废料丢弃和废料运输,降低旧公路改造过程中对环境的污染;(3)旧路面材料的再利用可以做到就地、就近取材,能够降低工程费用,缩短工期,为业主节约大量改造资金。因此在国家大力倡导坚持科学发展观、实现人与自然和谐发展、建设节约型社会、环保型社会的大环境下,大力发展和推广路面结构再生技术具有十分重要的意义。
参考文献:
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