公路大修中的沥青路面就地热再生技术运用 李开明 方芳 武汉江夏路桥工程总公司

Posted 2023-03-20 FANCO 凡酷软件

公路大修中的沥青路面就地热再生技术运用

发布时间： 2021/11/17   来源：《建筑实践》2021年17期6月40卷   作者：李开明 方芳

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[导读] 高速公路沥青路面工程在使用的过程中，容易受到交通荷载和气候环境的影响,

        李开明  方芳
        武汉江夏路桥工程总公司         湖北武汉      430207
        摘要：高速公路沥青路面工程在使用的过程中，容易受到交通荷载和气候环境的影响,在使用周期不断增加的基础上，进一步降低了路面的整体使用性能。在使用就地热再生技术的过程中，不仅能够达到节能环保的效果，还可以在降低修缮费用的同时，针对路面的问题加以整改，使公路大修作业能够得到有效落实，充分的掌握施工质量和控制环节的实施要点，进一步发挥出了沥青路面就地热再生技术在公路大修阶段的优势和作用。
        关键词：公路大修；沥青路面；就地热再生；技术应用
        引言：沥青路面就地热再生技术属于公路工程建设阶段的关键技术之一，需要对此项技术要点加以探讨，保障沥青路面就地热再生施工前期准备阶段的有效落实，从而明确的掌握此项技术的应用指标。在开展公路大收作业的同时，利用此项技术解决路面问题，避免出现环境污染和资源浪费等情况。
        一、现场沥青路面的热再生
        （一）沥青老化机理分析
        在分析沥青老化情况的相关机理时，可以从沥青的高温加热等环节入手，并对拌合阶段进行探讨，直到路面的使用周期最终环节，从化学组成和物理形式等多个不同的层面入手，对沥青所发生的变化进行观察。一方面，对于老化反应来说，主要设置沥青原材料在氧化作用的影响下，使其内部的芳香成分逐渐减少，且总体的稠度有所增加，在此类转化形式的运行过程中呈现出了不可逆性的特点。另一方面，化学组成变化主要是指沥青混凝土材料当中的沥青原材料，能够与空气当中的氧气予以持续化的反应，从而形成了酮基或者硫氧基等多种不同的结构类型，使部分沥青胶泥分子的极性有所增加，并在时间的逐步推移过程中改变了此类分子的属性，使其从芳香型的成分元素逐渐转化成为了以树脂型为主的成分类型。
        对现有的老化沥青表面进行覆盖式再生剂，能够迅速的渗透于老化沥青当中，实际的渗透速度则与老化沥青的性能和再生剂的活性有着直接联系。当再生剂无法顺利的渗透于老化沥青当中并与其进行结合时，那么则不利于保障润滑面沥青混合料的稳定性。沥青膜的整体厚度对于沥青混凝土当中的沥青原材料老化程度具有直接影响，在一般情况下当沥青膜的总体厚度不断增加时，那么沥青的老化状态指数则会有所降低。当公路工程被投入到使用过程中，混合料的空隙率会对沥青的老化变化程度造成直接影响，通过对现有的旧沥青混合料试件加以分析和观察，可以看出集料已经被老化的沥青材料所包围，而在使用热再生工艺的同时，可以对混合料进行加热、软化，为再生剂和外掺料添加作业的开展提供了便利性支持。
        

        表1 沥青老化前后的组份变化表
        在路面的整体使用过程当中，由于受到了环境条件和荷载能力的影响，在综合作用的基础上使沥青呈现出了持续老化的状态，且整体的老化速度随着时间的推移，逐渐转变成为了平缓的形式。不仅如此，根据对沥青老化前期和后期的组份变化表进行研究可以看出，在沥青与集料进行加热和拌合的过程中，沥青的老化问题日益严重，且在实际的施工阶段整体的老化速度也逐渐加快，但对于拌合过程所出现的老化现象来说，整体的老化变化现象较为轻微。
        （二）旧沥青的再生
        对于旧沥青混凝土路面的再生剂材料来说，其整体的操作关键点属于沥青的再生，实质上是指沥青老化的逆过程。除此之外，还需要加大对再生沥青性能的控制力度，在一般情况下，可以对沥青的整体粘度进行调节，以测试的形式掌握再生沥青的物理量，将粘度较大的旧沥青与粘度相对较低的再生剂，或者在再生阶段所得到的新沥青加以混合，在合理化调配的过程中，能够有效降低旧沥青的整体难度，从而使其能够符合新型路面施工作业对于沥青材料总体粘度所提出的要求。通过对沥青老化的整体流程和流变行为加以分析，可以看出在有效的整改措施影响下，可以使旧沥青呈现出反向的形式，并恢复到一定程度的流变状态，进一步保障了沥青性能的适宜性。
        二、再生沥青混合料的配合比例设计
        首先，需要分析旧沥青混合料的整体组成从较好、较差以及一般性的路段区域入手，以人工挖掘的形式对表层区域的沥青混合料进行取样，从而对旧沥青进行抽提和回收，在分析的基础上得到旧料的级配组成和沥青含量。
        

        图 旧料的配及组成
        其次，还需要及时的确定再生剂的整体用量。对于就地热再生施工作业来说，可以使用sb-1型的再生剂材料，通过对沥青常规性实验的初步鉴定，明确的掌握此类再生剂的整体掺入量，且需要将再生沥青的标号设置为ah-50。另外，通过对不同路段所获得的旧沥青级配组成情况在分析，可以看出在基本情况下都能够处于规范的要求范围之内，且不需要参加新型的材料并对其自身的级配进行改善。除此之外，还需要将回收到的旧沥青和再生剂进行混合，保障混合操作的充分性和均匀性，在静置24个小时之后，对混合料的针入度和软化点进行实验，从而得出最终的实验结果。
        

        表2 旧沥青掺入后再生剂的性能实验
        最后，可以看出在再生剂掺入总量不断增加的基础上，使沥青呈现出了明显的软化状态，且针入度有所提升，软化点不断降低，使再生沥青的总体性能能够达到规范标准要求。
        三、确定沥青材料的最佳用量
        对于再生沥青混合料当中的含油量来说，主要是由旧料含油量、实际的掺加再生剂用量以及新料含油量等三个不同的部分共同组成。由于沥青路面的就地热再生技术在使用过程中，并不需要进一步掺加新料，并对新料的级配情况进行改善，且实际的含有量当中也不需要包含新料的含油量。为此，需要利用马歇尔试件对各项指标予以测定，进一步确定最佳的沥青用量以及再生剂掺量。
        四、提高公路大修阶段沥青路面就地热再生技术应用水平的有效措施
        （一）起点和终点的预处理
        为了能够确保接缝环节的顺直性，使其能够呈现出直线的状态，需要对再生施工阶段的起点和终点位置予以预处理，加大对宽度的控制力度，确保控制宽度能够与再生宽度保持一致。在通常情况下，可以设置在440cm左右，并且与实际的施工宽度具有一致性。不仅如此，还需要保障控制的深度能够与设计方案当中的规定深度具有相同性，且热再生施工时所涉及到的铣刨深度为4cm，总体的长度需要保持在2m左右。在摊铺的过程当中，还需要确保摊铺机械和再生主机之间能够保持相同的行进速度，以直接输送的形式，将前期拌合完成的混合料输送到摊铺机输料抖当中，并结合工程的实际要求，确保摊铺作业的顺利开展。另外，在人工切缝和凿除处理措施的共同作用下，对新型的沥青混合料进行铺设，或者以直接摊铺再生形式的沥青混合料为主，对其进行全方位的碾压，使混合料能够逐步成型。
        （二）及时的开展交通管制
        为了能够保障就地热再生施工作能够稳定运行，需要以半幅施工以及半幅通行的形式，确保交通管制作业的有效落实。在中央地带对相应的开口位置进行分隔处理，以划分的形式得出阶段性的施工路段，以此来保证交通管制工作的设施水平。除此之外，还需要在交通管制的过程中放置安全带等基础设施，且此类安全带具有反光功能，确保能够交交通控制区域与非交通控制区域进行有效间隔，并派遣专业的安全人员对交通情况进行管制，从而发挥出安全人员的执行作用。不仅如此，还需要将行车道和超车道作为再生作业车道，而对于紧急停车用途的车道来说，需要在管制的过程中配备充足的人员体系，并将施工阶段所需用的辅助类设备投入到管制环节当中，确保各项作业的开展能够稳定运行，保障前期准备作业的逐步落实。
        结束语：在公路工程建设项目长久化发展的过程中，使大众的日常生活质量得到了有效提升，并且对公路路面建设水平提出了较高的要求，需要确保沥青路面施工作业具有良好的服务效果，不仅能够保障行车的舒适性，还需要确保出行的安全性。将就地热再生技术融入到公路大修和路面修复作业当中，实现对旧沥青混合料的充分利用，不仅能够达到环保的效果，还可以节省人力、物力以及资金等多方面的资源，为公路工程建设带来了良好的社会效益和经济效益。
        参考文献：
        [1]王建如.论高速公路沥青路面就地热再生养护[J].2021,(03):113-115.
        [2]韦松.就地热再生技术在高速公路养护中的应用[J].2021,(03):118-120.
        [3]龚英安.就地热再生技术在沥青混凝土路面中的应用[J].2021,(03):16-17.