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                  熱再生技術在高速公路現場施工中的應用

                  發布時間:2019-05-14

                  一、高速公路熱再生技術的原理

                       熱再生技術是通過使用專業路面加熱設備(如采用微波、紅外等方式加熱),對瀝青路面進行間歇式的加熱,使病害路面的溫度逐步升高到適當的溫度,直至其軟化,再對該路面的舊有瀝青混合材料進行處理,適當的添加新的高溫瀝青混合材料或再生劑,之后再進行碾壓、整平,實現瀝青路面的病害修復,現場綜合養護修補的技術。

                      熱再生技術關鍵在于怎樣將原有路面需要進行再生的結構層,進行均勻的加熱直到適合施工的溫度。有效控制適當的溫度是對路面進行再生質量好壞與否的關鍵所在。一旦溫度稍低,就難以進行路面的翻松,很難進行路面的再生。過于高溫,則會導致路面的瀝青過早老化,甚至會將路面燒焦。運用熱再生技術進行施工的時候,如果不能更有效的將熱能滲透到病害路面的結構層之中,就只能應用銑刨工藝對原路面進行刨除。一旦進行銑刨,在這一過程中必然會將一部分的骨料打碎,導致混合料的變異,并且骨料進行打碎之后新的破碎層面上并沒有裹覆瀝青,這對瀝青的路面性能造成了非常不利的影響。所以,均勻、迅速的按照需要加熱路面是各個熱再生設備生產商們研發的重點。當前,比較先進熱再生設備主要的加熱方式多采用微波加熱與遠紅外熱輻射等加熱方式,以使加熱更均勻、可控。

                   

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                  二、對現場熱再生舊路檢測的內容

                       首先需要對舊有路面進行有效檢測,查看路段是否符合采用現場熱再生技術進行養護的條件。檢測的內容主要包括瀝青路面的變形病害、強度及路面抗滑能力等方面的調查。

                       依照檢測出的結果,進行熱再生方案的選定。在進行現場熱再生養護前,需要對舊的路面進行一些相應維修。對于基層遭到破壞的路段,需要將基層挖除,并對基層進行補強之后再對面層進行鋪筑。因為高速公路的熱再生施工設備對路面有一定加熱深度的要求,對于車轍超過2.5厘米的面層,需要對其重新進行銑刨。

                   

                  三、對于熱再生瀝青混合材料配合比例的設計

                  1、舊瀝青混合材料的油石比與級配的檢驗

                  由于舊路面的各個路段的級配變化比較大,對于再生路面設計需要按照每公里來分別進行。本文中,特選其中的一處來進行說明。

                  舊路面芯樣的抽提篩分結構的油石比平均數值是5.8%,對于級配的平均值如表一所示。

                  2、舊瀝青加入再生劑試驗的分析

                  再生劑主要的功能是將老化瀝青的各種性能加以恢復,需要將老化瀝青與再生劑按照不同的比例加以混合。依照再生劑生產廠家所提供摻配的比例,同時選用10%、8%、6%這三種比例進行試驗。

                  依照高速公路熱再生路段交通情況以及氣候等條件,熱再生瀝青再生的目標標號應該比該地區原來使用新瀝青的標號要低,因為一旦熱再生的瀝青標號過高,就會導致瀝青軟化點指標的降低,造成瀝青混合料的高溫穩定性有一定降低。預期熱再生瀝青需要達到AH—70的石油瀝青標號,并由試驗結果來確定摻配的比例是9%,摻配之后熱再生瀝青的針入度是63.0,符合技術標準。

                  3、再生瀝青混合材料配合比的設計

                  舊路面中的瀝青混凝土歷經多年行車的碾壓,在自然因素與荷載的作用之下,骨料顆粒受到了反復的磨損,甚至是壓碎,導致了混合材料的級配發生一定變化,盡管偏離的AC—16I的范圍比較小,但還應考慮路面的高溫性與耐久性,決定加入10%左右的1—2厘米的新碎石作為添加的骨料。

                  在本方案之中再生的瀝青混合材料油石比例普遍由兩部分所組成:一是舊瀝青混合料油石比。二是所添加的再生劑。對于舊瀝青混合料油石的比例為5.8%。再生劑折算成油石的比率是0.52%。再生瀝青混合材料油石比為:5.7%=(0.52%+5.8%)*90/100,這樣再生瀝青混合材料馬氏指標就符合了高速公路指標的要求。由于瀝青混合材料空隙率比較小。因此在施工中對加入新骨料的用量應嚴格控制,才能保證再生的瀝青混合料的體積指標。

                  將再生的瀝青混合料組成確定之后,進行瀝青混合材料性能的指標試驗。從試驗的結果中能夠看出,再生瀝青混合料動穩定是1040次每毫米,凍融劈裂是85.1%,在低溫中的彎曲是3500,各項性能指標均滿足高速公路規范的要求。應此,將熱再生混凝土混合材料應用在高速公路的養護施工中是可行的。

                   

                  四、再生瀝青混合材料的檢驗與施工

                  1、施工

                  開始需要對舊路面進行預熱,預熱的溫度要達到180攝氏度以上,路面5厘米處的溫度需要達到130攝氏度以上,設備運行的速度應為1米/分鐘,應用德國的WIRTGEN的設備來進行施工,對于預熱之后的舊材料經過耙松之后傳到設備之中,加入再生劑攪拌,之后進行攤鋪并碾壓成型。

                  2、檢驗

                  在高速公路進行現場熱再生的過程之中檢驗發現,設計級配與實際路面的級配有一定差別,有些路段含有的瀝青較多,油石比達到了6.1%,現場熱再生的路面壓實度始終大于97%。符合路面厚度設計的要求,其瀝青混合材料的馬氏穩定度是8.09KN,其流值是34.7,均符合高速公路的設計要求。

                   

                  五、結語

                  經過對高速公路路面應用熱再生技術施工的實驗可以知道,一旦瀝青混合材料錄用性質達不到通行的要求,必須要進行熱再生之后,才能進行使用。試驗證明了在高速公路中應用現場熱再生技術進行施工,對于高速公路的維修與養護來說,有著重要的意義。


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