就地热再生沥青混合料配合比可控技术

发表时间:2021/5/19   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第4期   作者:李严 金巧珍
[导读] 沥青路面的使用寿命在一定程度上取决于沥青混合料的性能
        李严 金巧珍
        江苏省无锡交通高等职业技术学校

        摘要: 沥青路面的使用寿命在一定程度上取决于沥青混合料的性能,而沥青混合料是由沥青和石料共同组成的,如何更好地控制沥青混合料配合比直接决定着施工后的效果,而要在施工中控制再生沥青混合料的配合比,一方面要从理论上证明可控,另一方面要从设备上实现可控,本文主要是从理论上介绍再生沥青混合料配合比可控的必要性和可行性。
        关键词:沥青路面 配合比 就地热再生
        
一、沥青混合料配合比控制的必要性
        沥青混合料的力学强度,主要由矿质颗粒之间的内摩阻力和嵌挤力,以及沥青胶结料与矿料之间的粘结力所构成。因此要控制沥青混合料的配合比,保证沥青混合料的力学强度,在保证原材料质量的前提下,必须做到沥青混合料级配和沥青用量的可控。
沥青混合料配合比不满足要求包括级配不满足要求和沥青用量不满足要求,会存在以下隐患:
1)级配过细造成路面抗车辙能力差,路面易出现车辙
2)级配不理想,造成路面空隙率过大
3)沥青含量少造成路面严重麻面、松散
4)沥青含量过多造成路面泛油
二、再生沥青混合料配合比可控的可行性
        再生沥青混合料的配合比直接影响着沥青路面再生后的效果,那么采用再生施工能否保证再生沥青混合料配合比的可控呢?
        再生技术对沥青路面进行养护时,再生沥青混合料是由原路面沥青混合料和新添加的沥青混合料拌和而成的,因此要做到再生沥青混合料配合比可控,就必须做到原路面沥青混合料配合比的控制和新加沥青混合料配合比的控制。
        对沥青路面进行养护时,只要做到以下两点即可实现再生沥青混合料配合比的可控:
        1)施工中尽量不破坏原路面混合料的材料组成,这样就可以通过试验确定原路面混合料的材料组成情况。
        2)根据路面情况,确定新沥青混合料的材料组成,并严格控制原路面混合料和新添加混合料的拌和比例和均匀性。
        既然采用再生技术进行养护理论上可以做到再生沥青混合料配合比的可控,那么我国传统的再生方式是如何施工的呢?
        我国目前的传统的就地热再生技术仍采用铣刨方式对原路面进行收集,而铣刨一方面会破坏原路面骨料,使其级配不可控,另一方面破坏沥青膜,使得骨料的切碎面没有沥青裹覆,影响沥青混合料的性能。采用铣刨的再生施工,要保证施工质量,弥补混合料不可控产生的质量问题,目前传统技术主要从以下两种方面着手:
(1)降低RAP的用量,增加新沥青混合料的用量。
        如厂拌热再生,由于对原路面材料收集时,对其配合比造成破坏,为了保证再生沥青混合料的性能,只能通过控制其添加比例来保证再生沥青混合料的配合比,在我国一般厂拌热再生RAP添加比例不能超过30%。
        (2)再生后再罩面
        如厂拌冷再生和就地冷再生,由于施工过程中对原路面配合比产生破坏,混合料性能不能满足要求,因此施工后不能直接作为路表使用,必须进行罩面。
         传统的就地热再生技术也是采用铣刨方式对原路面进行收集,为弥补对原路面骨料的破坏,有的采取再生后再罩面,有的直接作为路表使用,但是这样施工后,由于原路面材料被随机打碎,再生沥青混合料的配合比是无法控制的,也就无法保证施工后的路面使用寿命。


三、再生沥青混合料配合比可控的可行性
        既然理论是可以实现再生沥青混合料配合比的可控,那么实际工程中如何做到的呢?
        1施工中不打碎原路面级配
        为了实现再生沥青混合料配合比可控,热再生采用不打碎骨料的耙松技术对原路面进行收集,在保证施工温度的前提下,采用气压式疏松耙对原路面混合料进行翻松,施工过程中不会打碎原路面骨料,从而通过对原路面取样试验获得原路面混合料的配合比。
        2沥青用量可控
        沥青混合料沥青用量的多少直接影响沥青混合料的抗剪强度。对沥青路面进行就地热再生施工时,若原路面沥青用量偏大,则可采用调整级配或加砂的方式进行,若原路面沥青用量偏小时,则需要通过试验分析添加适量的新沥青。当原路面沥青含量偏少而又无法通过新沥青混合料补充时,则需要添加热沥青以保证再生沥青混合料的沥青用量,而热沥青的添加用量需要通过试验确定。
        3施工中通过添加特定配合比、特定比例的新沥青混合料实现可控
        在做到原路面混合料材料组成已知的前提下,要做到再生沥青混合料配合比可控,必须保证新沥青混合料的材料组成:
        1) 原路面混合料组成
        施工前对原路面现场取样试验获得,施工中不打碎骨料,保证试验结果的准确性。
        2)新添加沥青混合料组成
        即在施工中需要添加的新沥青混合料各材料组成,需要根据再生沥青混合料配合比目标进行设计。
        3)添加热沥青、再生剂用量
        热沥青:根据原路面沥青用量情况及沥青混合料性能试验确定
        再生剂:根据原路面沥青老化程度及对老化沥青和沥青混合料的再生效果确定。
        4)再生沥青混合料配合比
        即再生目标,需要根据路面结构、养护目标及使用要求等进行设计。
        就地热再生技术就是通过施工中不打碎原路面骨料、添加特定级配、比例的新沥青混合料和特定用量的热沥青、再生剂来实现再生沥青混合料配合比的可控,当然在实际施工过程中,还需要相应的设备来实现以上功能。
        
        
        
四、工程案例
        再生沥青混合料的配合比直接决定就地热再生的施工效果,大量的工程实践表明,再生沥青混合料配合比可控技术可实现原路面沥青混合料配合比的现场就地调整优化,延长道路使用寿命。
福银高速南平、三明段采用AC-13沥青混合料,在通车运营后,由于道路交通量逐年增加,AC-13沥青混合料强度较小,且其抗车辙能力有限,使得路面出现严重车辙。
        针对福银高速路面情况,对路面材料进行取样并对其配合比进行验证,并通过复拌再生实现再生沥青混合料配合比的调整,现场调查及取样试验结果表明,福银高速原路面配合比存在两个问题,一是级配整体偏细,混合料抗车辙能力有限,二是原路面沥青含量偏低,只有4.2%,影响沥青与骨料的粘结性,针对这种情况,在采用就地热再生技术进行施工时,一方面通过添加30%的特定级配的新沥青混合料实现原路面沥青混合料级配的可控,另一方面,通过添加0.5%的热沥青,补充原路面沥青含量,从而在就地热再生施工过程中实现再生沥青混合料配合比的可控,提高路面使用性能,延长道路使用寿命,采用此方法施工两年后,福银高速热再生路段使用情况良好,路面车辙未复发。
        
        
参考文献:
[1] 赵雄伟,刘细军.《沥青路面车辙病害成因与防治措施》,中国地质学会工程地质专业委员会,贵州省岩石力学与工程学会学术年会暨"岩溶工程环境"学术论坛2005年
[2] 董平如,沈国平.京津唐高速公路沥青混凝土路面就地热再生技术[J].公路, 2004,(01):123-130.
[3] 黄颂昌,彭明文等.国内外沥青路面再生技术应用[J].公路交通科技:应用技版,2006(11):5-8.

 
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