沥青路面冷再生稳定剂的选择探析论文_张国养

新丰县公路发展总公司 广东新丰 511100

摘要:沥青路面冷再生技术因其优越性,应用广泛,社会经济效益兼备。施工单位要结合实际工程情况,对该工艺、技术进行灵活运用,优化整体工程质量。文章简要介绍沥青路面冷再生技术,依据实际工程情况,对沥青路面冷再生稳定剂进行优选,对比不同稳定剂状态下的三种沥青路面冷再生技术,优选最佳工程实施方案。

关键词:沥青路面;冷再生技术;乳化沥青;泡沫沥青

前言

高速公路或国省道大修或中修期间,很多沥青混合料被翻挖、铣刨出来,一旦废弃,不仅污染周边环境,还会对材料、资源等产生严重浪费。如果全部采用全新的施工材料,将大大增加筑路材料用量,很容易对生态环境产生严重破坏。依据实际工程情况,加大沥青路面再生技术研究力度,并对该技术加以应用,使沥青路面施工质量达标,节约各类工程用料及施工原材料等。

1.沥青路面冷再生技术概述

相较于以往沥青路面施工技术,该工艺简便、环保、经济,应用过程简单,减少了不必要的材料及成本浪费。近年,该技术在道路工程施工中备受青睐。其主要采用破碎加工方式,处理旧沥青混凝土路面材料时,搭配使用新骨料、泡沫沥青、添加剂等,通过铣刨、破碎、拌和、摊铺、成型等一系列工艺,使沥青路面生成新的结构层。旧沥青混合料经再生之后,在公路等级已知的情况下,可被用作路面基层、底基层,甚至半刚性基层材料等。冷再生技术旧沥青材料自身性能恢复并无太大关系。

冷再生工艺与常规状态下的沥青混合料并无太大差别。仅需在原有工艺基础上,铣刨、破碎旧路面即可。如图1所示,沥青路面铣刨情况。相较于热再生技术,它的优势如下:施工工艺简单,采用连续式拌合机即可进行拌和施工,无需进行加热操作;现场回收利用旧路面材料,新砂石、沥青等用量少。拌和过程中,不需要加热集料、乳化沥青,可节约燃油;依托沥青路面冷再生技术,大量利用旧料,减少新材料开采量的同时,也不会出现旧料大量堆积问题,环保性好;因此,该技术工期短,施工过程简单,工作效率非常高,社会效益和经济效益兼具[1]。

图1 沥青路面铣刨施工现场

2.优选沥青路面冷再生稳定剂

在沥青路面冷再生技术应用过程中,包含物理、化学、沥青、混合四类稳定剂。物理稳定剂:由砾石、轧制碎石等各类粒料材料构成。此类稳定剂费用不高,将其应用到再生混合料中,强度增长并不是很大,不能够保证持久性;化学类稳定剂:由水泥、石灰、氯化钙等各类元素构成。它的优势在于使再生混合料具备很高的强度、水稳定性,但这种化学类稳定剂很容易发生开裂情况,耐疲劳性差,需要对它的添加量进行严格控制;沥青类稳定剂:可细分为乳化沥青和泡沫沥青两大类,优选沥青类稳定剂,能够使再生混合料在强度、水稳定性方面具备优势,也增加了再生沥青混合料柔性,耐久性强;混合类稳定剂:一些材料质量相对比较差,选用沥青类稳定剂进行再生,混合料在抗水侵蚀性方面并不具备优势,混合应用水泥、石灰和沥青类稳定剂,能够使这种材料的水稳定性、强度等得到明显改善[2]。

每一种稳定剂都有自身优缺点,在再生料情况已知的情况下,灵活选择稳定剂种类,对掺量加以明确。举例而言,假使回收路面材料为100%沥青材料、路基土、混合有基层骨料等,可选择粉煤灰作为稳定剂,把重量比控制为8%-14%,并将其与水泥厂、电厂粉煤灰混合起来使用,成本低,效果好。

3.稳定剂不同的沥青路面冷再生技术

水泥、乳化沥青、泡沫沥青常被作为稳定剂,应用到沥青路面冷再生技术中。这三类稳定剂优缺点各异。选用水泥作为稳定剂,施工过程简单,价格稳定,在抗压强度、抗水侵害性方面具备优势,它的缺点在于存在干缩情况,抗疲劳性能低,养护周期长,荷重差;同时使用水泥和乳化沥青,其具备很强的柔性、粘弹性、抗疲劳性等,施工工艺简单,可通过连接油罐车和稳定再生机具进行喷洒,但该施工工艺施工成本价格昂贵,含水量高,具备饱和性能,不能够减压,还需少量养护;采用泡沫沥青添加少量水泥,在抗变形、疲劳性方面效果好,价格低,强度高,可在较短时间内通车,但该施工工艺对机具设备要求比较高,部分沥青不能够发泡,泡沫沥青也不能被用于处理饱和材料等。

3.1优选水泥作稳定剂

在沥青路面冷再生技术应用过程中,把水泥作为稳定剂,实施方法如下:其一,混合再生料和固态粉状水泥;其二,混合再生料和水泥稀浆。这一工程背景下,再生结构层收缩裂缝情况频发,需要从以下多个方面对这种情况加以控制:通常情况下,收缩量大小与水泥用量有关。依据实际工程背景,把水泥稳定剂用量确定为2%-4%,从根本上对收缩开裂问题进行有效控制;部分材料受水泥影响,收缩量大。当含水量改变时,会影响材料体积,塑性指数也比较高。如果塑性指数在10以上,禁止选用该种方式,要把石灰、水泥混合起来,或者仅使用石灰,以免材料塑性过大;其三,经过施工碾压,干燥之后,失水量越大,收缩开裂程度越大[3]。反之,含水量过低,则很容易造成压实度不足。通常,开展施工碾压工作时,可把含水量控制在1%-1.5%之间;其四,结构层材料经水泥处理后,适当养护,以免材料过于干燥,对收缩开裂情况加以改变。水泥稳定结构层施工结束一星期后,立刻洒水,或者通过铺设沥青层、临时封层等方式,把结构表层水分保留下来,减少收缩开裂情况。反之,如果没有对临时封层进行设置,一定周期内,严禁通车。

3.2选用乳化沥青稳定剂

常温状态下,拌和乳化沥青和潮湿粒料,使材料强度达标。该沥青类稳定剂应用普遍,添加适当水泥,可保证再生混合料具备很强的水稳定性,早期强度达标等。如图2所示,乳化沥青生产工艺流程图。该过程中,要依据粒料重量,对水泥添加量进行确定,比例不超过2%,保证混合料具备很强的抗疲劳性。除了关注含水量和密度关系,还要依据实际情况,灵活设置含水量,使之与结构层碾压要求相符合,无工艺漏洞。假使选用乳化沥青作稳定剂,要格外关注总流体含量,并对其进行求解。实际工程操作中,倘若路面材料含水量与总流体含量并无太大差别,可充分发挥乳化沥青优势,使流体含量达标,与工程要求吻合。仅使用少量乳化沥青,不能够从根本上解决这一问题,可适当添加水泥,把添加量控制在2%以内,晾干现场材料,含水量达标后,执行最终环节操作。乳化沥青再生混合料配比非常讲究,该过程中,沥青路面旧料级配已知,将其作为是否添加新集料的主参照,继而在各用量乳化沥青、水中添加混合集料,开展实验操作,依据力学指标,对混合料水、乳化沥青使用情况等加以确定。

图2 乳化沥青生产工艺流程图

3.3把泡沫沥青作为稳定剂

稳定剂选用泡沫沥青,材料级配一定要达标。该过程中,泡沫沥青混合料性能很容易受细料部分填料影响。究其原因,泡沫沥青处于特殊的工艺情境中,表层有细集料,倘若以砂浆形式存在,依托点联结,以整体形式,整合粗集料颗粒,而非常规在集料表层生成沥青膜。故而,一定要保证混合料中细料含量充足,通过率在5%以上,使泡沫沥青具备很强的分散效果。实操中,要考量含水量问题,确保泡沫沥青分散性达标,混合料压实度符合要求。在旧路面材料级配已知的情况下,根据沥青温度、用水量情况,对混合集料最佳含量和拌合用水量加以确定,在力学性能指标已知的情况下,明确泡沫沥青最佳用量[4]。

泡沫沥青混合料拌合完成之后,密封处理,以免水分流失,放置数天后,依次开展成型、测试工作,结果差异并不是很大。工程实践中,一些材料经泡沫沥青稳定处理、碾压后,需要再次碾压,才可翻动,确保含水量与初次碾压并无太大差别,泡沫沥青被重新碾压之后,仍能保持之前的强度。该过程中,由于外部环境过于干燥,再生层失水情况屡见不鲜,控制泡沫沥青层强度最佳方法为碾压、修整,直至终止该工序,该层强度达标,不需要经历生成周期,便能够保持交通正常。

4.结语

综上,沥青路面冷再生技术,应用难度大,实施过程复杂,专业要求高。施工单位要结合实际工程背景,对沥青路面冷再生技术具备清晰的认识和了解。依据实际工程情况,分别对比水泥、乳化沥青、泡沫沥青三种不同的稳定剂,选出最佳施工方案,提高沥青路面施工质量及整体道路工程性能,为后续各工序实施奠定良好的基础,节约施工用料,提高道路工程整体施工质量和综合性能,保证行车安全。

参考文献:

[1]杨建伟.沥青路面冷再生技术在道路工程施工中的实际应用[J].江西建材,2016(7):186-187.

[2]王峰.沥青路面冷再生施工技术的应用与分析[J].建筑知识,2016(11):86.

[3]王明水.沥青路面冷再生施工技术的应用与分析[J].环球市场,2016(20):152-152.

[4]尹晓坤.沥青混凝土路面冷再生技术及其应用[J].交通世界,2016(18):70-71.

论文作者:张国养

论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/24

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