沥青路面损坏原因及热再生技术的应用对策论文_郭延松

沥青路面损坏原因及热再生技术的应用对策论文_郭延松

济宁鲁南公路工程公司 山东济宁 272000

摘要:热再生技术主要应用于沥青路面的维修施工,是通过加热系统对沥青路面的加热,使沥青混凝土材料分解再组合,实现就地加热、拌合、摊铺、碾压的施工过程,可以及时有效地处理沥青路面各种损坏,实现废料再利用,降低公路养护成本,提高公路技术状况,保障公路安全畅通。

关键词:沥青路面;损坏原因;热再生技术;应用对策

前言

随着公路事业的快速发展,沥青混凝土路面因具有表面平整、行车舒适、噪音小、施工周期短、耐磨、养护维修简便等特点,而被越来越多地应用到公路建设中,但是沥青路面建成后,不论是半刚性基层还是刚性基层,路面都会产生多种形式的损坏,包括横裂、纵裂、龟裂、块裂、拥包、坑槽、车辙等,它们几乎伴随公路的整个使用周期,并随着路龄的增长而加重。沥青混凝土路面出现损坏,应及时进行修补,否则雨水及其他杂物就会沿裂缝进入基层结构及路基,导致路面承载能力下降,加速路面局部或大范围损坏,缩短公路使用寿命。沥青路面常用的修补方式有挖补、灌缝、灌封、稀浆封层等,这里我们介绍一种近年来新兴的沥青路面修补工艺----热再生技术。

1沥青路面损坏的原因

1.1 在设计方面

在对沥青路面进行结构设计的时候,如果设计不合理、所选用的混合料也不合理的话,就很容易会造成沥青路面的损坏。因为沥青对于温度是非常敏感的,在高温的情况之下沥青的强度就很低,而在低温的时候沥青是很容易开裂的。而在进行沥青路面设计的时候,除了考虑正常的车流荷载之外,还应该要考虑到对雨水的一些要求。

1.2 施工质量

在对面层铺筑的过程中,压实度常常都不够,从而引起面层内部产生大量的空隙,这样就是的沥青混合料的防水能力和粘结力的程度都有所下降。例如:辗压设备如果在使用的过程中壁桥当或者辗压的遍数不够;拌和场与施工现场有较长的运送距离,沥青混合料在运输途过程中出现了较大的热量损失,最终导致混合料在运至现场后,其温度无法达到铺筑要求;为了保证施工进度进行低温施工,或者在拌和时,油温过高导致的沥青老化等问题。

1.3 温度的影响

在热混合物运输过程中,拌和场距离施工现场近处还好,尤其是运距越长,更会造成汽车底部,侧面和顶面温度降低,运至施工现场,表面温度约为110摄氏度甚至更低,而其内部温度依旧能保持150℃左右,在改性沥青路面施工中,由于温度要求比较高,这种现象更为明显。当低温物料顶面上的物料落到摊位上的摊铺机料斗的两侧时,当车内卸料物料几乎消失时,堆料斗向内两边的冷料落下时,被输送带送到布料的后面,整平砂浆不能冷却,高温混合料作为铺筑层中的固结料会出现在小面积的隔离层上。由于各种汽车材料的温差引起的偏析损伤,周期性离析现象更为明显。

2 沥青路面热再生技术在公路工程施工中的应用

能全部利用旧沥青混合料,不仅保护了环境,而且节约了大量的人力、物力和财力,还能够产生良好的社会和经济效益,因此该技术已经在我国高速公路领域得到广泛应用,京津塘高速、沪宁高速、石安高速也都采用了现场热再生技术对路面进行维修。

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在压实和长期行车作用下,沥青路面成型之后,会有较高的强度存在,对开挖产生一定的难度,若先行加热沥青路面,会使沥青混合料呈现出松软状态,对铲挖施工提供便利。通过实验,在一般情况下,沥青路面厚度为40~80mm时,表面会加热至140℃左右,而底部需要加热至80℃以上即可。

当沥青加热至100℃时会出现软化,若达到一定温度后其性能则会快速降低,并会有焦化现象产生。在加热现场时,很容易出现表层沥青焦化而里层沥青未出现软化的现象,该方法克服的关键是结合热作用机理,对特殊加热装置进行设计,从而有特殊波段的高温辐射能产生,在短时间内,能够从较深的沥青路面内穿过。早期加热方法会采用明火对路面实施直接加热,后来逐渐发展为红外线加热方法的运用,四沥青混凝土损害以及散发呛人浓烟的现象得到减少。大多数加热装置都会对间接加热法进行使用,其燃料为丙烷气。

采用微波能对再生沥青混合物进行加热的方法已经产生,该方法作为一种新型较热方法,有更好、更快的速度,并得到楷书发展。微波加热装置能够在现场热再生施工中得到应用,现场路面对冷粉碎法进行使用,其最大深度为75mm。收集粉碎好的材料,并向普通的加热烘干机内送入,开展预加热处于。通过微波加热,使其加热温度达到132℃。最后采用摊铺和压实装置对混合料实施摊平和碾压密实。在微波加热装置内,可预先对一些再生机或其它添加物及新集料进行添加,使加热及拌和效果得到有效提升。

微波加热具有穿透深、加热速度、提升路面温度的特点。往往微波加热中由于穿透过深造成一定能量的浪费。目前正开展改进工作,在路面附近集中微波能量,既能使加热速度得到保障,又能将能源得以节约。

3 热再生技术的施工工序

3.1检查、运输热再生设备

全面检查热再生设备是否完好,燃油及液化气是否充足,启动系统及点火系统是否正常工作等,选择合适的拖运车辆,注意运输途中设备的安全。

3.2 加强作业区安全管理

严格按照交通部发布的《公路养护安全作业规程》的有关规范要求摆放施工标志,标志要齐全规范,施工人员必须穿着安全标志服,施工车辆按要求停放整齐,与施工无关的人员、车辆禁止进入作业区。

3.3 清扫路面

对存在损坏的路面先用扫帚进行清扫,然后采用强力吹风机吹干净,尤其是路面缝隙内要保证干净清洁,确保沥青混合料无杂物。

3.4加热板工作

通过升降系统将加热板放置到路面损坏位置,要全部覆盖损坏范围,一次覆盖不完全的,可分多次加热,但为了路面修补的完整性,必须压茬加热,一般加热8-12分钟(可适当延长)即可将3-5CM厚的沥青砼加热到140-170℃,确保老路面沥青砼充分软化。这也是热再生技术的关键步骤。

3.5 转移热再生设备

加热完毕,为了减少热量浪费,立即将加热板转移到其他路面损坏处,重复以上施工过程;施工停止后,必须将加热板及时抬离路面,避免将未损坏的路面加热软化。

3.6 加入适量乳化沥青、矿粉或石子

根据损坏路面沥青混凝土的情况,可选择是否加入乳化沥青、矿粉或石子。一般情况下,如果原路面沥青混凝土老化,沥青含量偏低,可通过添加乳化沥青提高沥青含量,以保证路面的稳定性;如果原路面沥青混凝土出现拥抱、泛油等软化现象,说明沥青含量偏高,可通过添加矿粉、石子等集料提高路面强度;如果路面损坏处存在坑槽、沉陷等缺料的情况,可在加热时将其他废旧的沥青混凝土块放到加热板下一起加热,用来补充原材料的不足。

3.7 拌合、摊铺沥青混合料

使用加热后的铁耙子、铁锨等工具将原路面沥青砼充分拌合并摊铺平整,注意新路面与周边路面的衔接,控制好松铺厚度。

3.8 压路机碾压

采用小型震动压路机碾压,两遍静压,两遍震动,再两遍静压,确保沥青砼路面的压实度。碾压完成后,应及时将施工作业区清理干净。

3.9 开放交通

为了保证沥青砼强度,待新铺路面降到适当温度后(一般低于50℃),即可撤除施工标志,开放交通。

参考文献

[1]郭伟.沥青路面就地热再生施工工艺及技术.建筑与发展.2010年第3期.64-66页.

[2]张军奇,贾艳梅.浅谈市政沥青混凝土路面常见病害及预防措施[C].河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集,2010.

论文作者:郭延松

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期

论文发表时间:2018/12/29

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