热再生技术在高速公路现场施工中的应用.doc

浅谈热再生技术在高速公路现场施工中的应用摘要：随着国内高速公路大规模的建设，高等级的路面也随之增多，国内很多高等级高速公路路面即将或已经进入到了改建或维修的时期，如果应用铣刨旧沥青混合材料、大量的翻挖，再加铺新沥青混合材料这种传统方法，不仅会对环境造成污染，而且对于沥青资源较为匮乏的我国来说，也是一种资源上的浪费。同样，大量天然石料上需求，必然会造成对森林植被的大量破坏,进而导致水土流失等对生态环境的破坏隐患。有效利用现场热再生技术就能很好的缓解这种矛盾。本文就是针对高速公路应用现场的热再生技术在养护施工方面的应用进行研究，希望对今后高速公路的建设、维修、养护有着一定的参考价值。关键词：高速公路；现场；热再生技术；施工最近几年来，我国的高速公路通车的里程不断增加。据统计,截止到2008年底，我国高速公路通车里程已经超过了六万多公里，排名在世界的第二位，其中以沥青混凝土作为路面材料的高速公路，在我国是一种最为主要的路面形式。但是随着经济的发展，交通量不断的增加，以及许多意外交通事故增多与各种因素破坏，在20世纪的90年代建成的一些高速公路已经陆续进入到维修期，近时期建成的一些高速公路仍然需要做好一系列日常养护的工作，传统的沥青路面挖补养护施工技术已经不能很好适应社会对于高速公路的养护要求，高速公路现场热再生技术逐渐成为路面养护的发展趋势。1 高速公路热再生技术的原理热再生技术是通过使用专业路面加热设备（如采用微波、红外等方式加热），对沥青路面进行间歇式的加热，使病害路面的温度逐步升高到适当的温度，直至其软化，再对该路面的旧有沥青混合材料进行处理，适当的添加新的高温沥青混合材料或再生剂，之后再进行碾压、整平，实现沥青路面的病害修复，现场综合养护修补的技术。热再生技术关键在于怎样将原有路面需要进行再生的结构层，进行均匀的加热直到适合施工的温度。有效控制适当的温度是对路面进行再生质量好坏与否的关键所在。一旦温度稍低，就难以进行路面的翻松，很难进行路面的再生。过于高温，则会导致路面的沥青过早老化，甚至会将路面烧焦。运用热再生技术进行施工的时候，如果不能更有效的将热能渗透到病害路面的结构层之中，就只能应用铣刨工艺对原路面进行刨除。一旦进行铣刨，在这一过程中必然会将一部分的骨料打碎，导致混合料的变异，并且骨料进行打碎之后新的破碎层面上并没有裹覆沥青，这对沥青的路面性能造成了非常不利的影响。所以，均匀、迅速的按照需要加热路面是各个热再生设备生产商们研发的重点。当前，比较先进热再生设备主要的加热方式多采用微波加热与远红外热辐射等加热方式，以使加热更均匀、可控。2 对现场热再生旧路检测的内容首先需要对旧有路面进行有效检测，查看路段是否符合采用现场热再生技术进行养护的条件。检测的内容主要包括沥青路面的变形病害、强度及路面抗滑能力等方面的调查。依照检测出的结果，进行热再生方案的选定。在进行现场热再生养护前，需要对旧的路面进行一些相应维修。对于基层遭到破坏的路段，需要将基层挖除，并对基层进行补强之后再对面层进行铺筑。因为高速公路的热再生施工设备对路面有一定加热深度的要求，对于车辙超过2.5厘米的面层，需要对其重新进行铣刨。3 对于热再生沥青混合材料配合比例的设计1、旧沥青混合材料的油石比与级配的检验由于旧路面的各个路段的级配变化比较大，对于再生路面设计需要按照每公里来分别进行。本文中，特选其中的一处来进行说明。旧路面芯样的抽提筛分结构的油石比平均数值是5.8%，对于级配的平均值如表一所示。2、旧沥青加入再生剂试验的分析再生剂主要的功能是将老化沥青的各种性能加以恢复，需要将老化沥青与再生剂按照不同的比例加以混合。依照再生剂生产厂家所提供掺配的比例，同时选用10%、8%、6%这三种比例进行试验，试验的结果如表二所示。依照高速公路热再生路段交通情况以及气候等条件，热再生沥青再生的目标标号应该比该地区原来使用新沥青的标号要低，因为一旦热再生的沥青标号过高，就会导致沥青软化点指标的降低，造成沥青混合料的高温稳定性有一定降低。预期热再生沥青需要达到ah70的石油沥青标号，并由试验结果来确定掺配的比例是9%，掺配之后热再生沥青的针入度是63.0，符合技术标准。3、再生沥青混合材料配合比的设计旧路面中的沥青混凝土历经多年行车的碾压，在自然因素与荷载的作用之下，骨料颗粒受到了反复的磨损，甚至是压碎，导致了混合材料的级配发生一定变化，尽管偏离的ac16i的范围比较小，但还应考虑路面的高温性与耐久性，决定加入10%左右的12厘米的新碎石作为添加的骨料。在本方案之中再生的沥青混合材料油石比例普遍由两部分所组成：一是旧沥青混合料油石比。二是所添加的再生剂。对于旧沥青混合料油石的比例为5.8%。再生剂折算成油石的比率是0.52%。再生沥青混合材料油石比为：5.7%=（0.52%+5.8%）*90/100，这样再生沥青混合材料马氏指标就符合了高速公路指标的要求。由于沥青混合材料空隙率比较小。因此在施工中对加入新骨料的用量应严格控制，才能保证再生的沥青混合料的体积指标。将再生的沥青混合料组成确定之后，进行沥青混合材料性能的指标试验。从试验的结果中能够看出，再生沥青混合料动稳定是1040次每毫米，冻融劈裂是85.1%，在低温中的弯曲是3500，各项性能指标均满足高速公路规范的要求。应此，将热再生混凝土混合材料应用在高速公路的养护施工中是可行的。4 再生沥青混合材料的检验与施工1、施工开始需要对旧路面进行预热，预热的温度要达到180摄氏度以上，路面5厘米处的温度需要达到130摄氏度以上，设备运行的速度应为1米/分钟，应用德国的wirtgen的设备来进行施工，对于预热之后的旧材料经过耙松之后传到设备之中，加入再生剂搅拌，之后进行摊铺并碾压成型。2、检验在高速公路进行现场热再生的过程之中检验发现，设计级配与实际路面的级配有一定差别，有些路段含有的沥青较多，油石比达到了6.1%，现场热再生的路面压实度始终大于97%。符合路面厚度设计的要求，其沥青混合材料的马氏稳定度是8.09kn，其流值是34.7，均符合高速公路的设计要求。结语：经过对高速公路路面应用热再生技术施工的实验可以知道，一旦沥青混合材料录用性质达不到通行的要求，必须要进行热再生之后，才能进行使用。试验证明了在高速公路中应用现场热再生技术进行施工，对于高速公路的维修与养护来说，有着重要的意义。参考文献1孙青；王真；袁堂涛，热再生设备在高速公路养护中的应用j，中国公路，2011（15）2覃西带；吴绍忠，沥青路面现场热再生技术的实际应用与试验分析j，科技与生活，2010（20）3徐