泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用研究

隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，尤其在東部發(fā)達(dá)省份高速公路和國(guó)省道干線路網(wǎng)已經(jīng)基本形成，而且許多公路陸續(xù)進(jìn)入大修期。但是長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)公路大修時(shí)存在方案設(shè)計(jì)單一，維修工藝較落后，施工成本高，社會(huì)效益差等弊病。因地制宜的選擇合理、科學(xué)的現(xiàn)代化維修方案和工藝技術(shù)成為目前公路管理和養(yǎng)護(hù)部門的迫切要求。

泡沫瀝青冷再生技術(shù)近年在國(guó)外日漸興起，并在各地得到廣泛應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)是利用瀝青發(fā)泡技術(shù)將廢棄的路面銑刨材料重新再生利用，并在壓實(shí)力的作用下形成具有一定路用性能的路面結(jié)構(gòu)層。這項(xiàng)技術(shù)不僅可以將廢棄的路面銑刨材料再生使用，而且瀝青銑刨材料中的老化瀝青可以重新激活，可以變廢為寶，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源的作用；同時(shí)利用泡沫瀝青再生技術(shù)可以將傳統(tǒng)的路面結(jié)構(gòu)改造成柔性基層路面結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化路面組合形式，延長(zhǎng)路面使用壽命。

為了探索和研究泡沫瀝青冷再生技術(shù)在公路大修中的應(yīng)用，在浙江省04省道2006年的路面專項(xiàng)整治工程中，采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)的兩種工藝技術(shù)進(jìn)行大修，并依托該工程項(xiàng)目，通過(guò)浙江省交通廳專項(xiàng)科研課題研究形成了系統(tǒng)成果。

1　泡沫瀝青冷再生原理

就地再生施工一般由一組以再生機(jī)為核心的再生列車組成，包括再生機(jī)、瀝青罐車和水車。就地再生由一個(gè)專用再生機(jī)械實(shí)現(xiàn)，其核心是一個(gè)裝有若干個(gè)硬質(zhì)合金刀具的切削轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子向上旋轉(zhuǎn)銑刨原路面材料的同時(shí)，可以通過(guò)專門設(shè)計(jì)的噴灑嘴將泡沫瀝青噴灑到拌和腔。熱瀝青、冷水和空氣在一排相互獨(dú)立的發(fā)泡腔里，使瀝青發(fā)泡，并通過(guò)噴嘴均勻地噴灑到刨松的舊路面材料中，泡沫瀝青就地法再生原理如圖1所示。

廠拌再生是將舊瀝青混凝土材料從原有路面挖除或通過(guò)專門的銑刨設(shè)備銑刨，并運(yùn)送至固定的場(chǎng)地。根據(jù)材料的情況破碎或不經(jīng)過(guò)破碎，通過(guò)固定的拌和設(shè)備加入泡沫瀝青，并根據(jù)需要添加新料進(jìn)行攪拌,形成新的再生混合料，然后運(yùn)送至道路施工現(xiàn)場(chǎng)，使用攤鋪設(shè)備進(jìn)行攤鋪，壓實(shí)成型后，成為路面一個(gè)結(jié)構(gòu)層次的整套工藝，泡沫瀝青廠拌法再生原理如圖2所示。

2　工程概況

04省道是浙江省北部重要通道之一，杭州市余杭區(qū)境內(nèi)為彭公至幽靈關(guān)，全長(zhǎng)24.09km。泡沫瀝青再生試驗(yàn)路段為3.020km，左幅基層采用15~18cm就地冷再生柔性基層。其中K10+980-K12+000再生層厚度為18cm，K12+000-K14+000再生層厚度為15 cm，寬度11.3～12.7m。結(jié)構(gòu)方案如圖3所示；右幅基層采用廠拌冷再生柔性基層，厚度為15cm，寬度11.3～12.7m。同時(shí)在瀝青面層結(jié)構(gòu)上也做了兩種方案，一種為11cm兩層普通瀝青混凝土，長(zhǎng)度雙幅為 2.5km；另一種為5cm單層普通瀝青混凝土，長(zhǎng)度雙幅為0.5km，結(jié)構(gòu)方案如圖3所示。

3　生產(chǎn)配合比的確定

集料級(jí)配是決定混合料路用性能重要因素，而再生材料的原材料主要來(lái)自于舊路面材料，而舊路面材料是通過(guò)銑刨機(jī)或再生機(jī)從舊路銑刨而來(lái)。因此控制銑刨機(jī)或再生機(jī)的銑刨方案是控制材料級(jí)配的重要因素?？刂沏娕贆C(jī)或再生機(jī)的速度是獲取理想再生材料的首要控制策略。在舊路面全面再生前，選擇了3種不同銑刨速度進(jìn)行試驗(yàn)，并通過(guò)對(duì)不同銑刨材料進(jìn)行篩分，來(lái)選擇適宜的銑刨速度。通過(guò)級(jí)配曲線的對(duì)比可以看出，各檔銑刨速度下的銑刨料的級(jí)配存在一定差別。而處于6m/min和8m/min時(shí)的銑刨速度，銑刨材料的級(jí)配差異性不大，材料的級(jí)配比較穩(wěn)定。因此最終要求銑刨或再生機(jī)速度控制在6～8m/min。

根據(jù)石屑、骨料、水泥和確定銑刨速度下銑刨料級(jí)配情況，參照目標(biāo)配合比的級(jí)配情況，最終確定兩種工藝的材料配合比方案為：78.5%的銑刨料＋10%的石屑＋10%的骨料＋1.5%水泥。

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，泡沫瀝青發(fā)泡溫度為150～170℃，發(fā)泡用水量為2.0%。

4　生產(chǎn)工藝的研究

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，課題組通過(guò)分析兩種工藝技術(shù)的特點(diǎn)，并輔助試驗(yàn)段的施工總結(jié)，最終確定了兩種工藝的基本流程，如下圖4和5所示。

本新聞共2頁(yè),當(dāng)前在第1頁(yè)12