早在1915年人們就開始認識到,重新利用現(xiàn)有瀝青路面材料是修復路面的重要方法。經(jīng)過半個多世紀的努力,再生技術(shù)已成為現(xiàn)代社會應用廣泛,具有廣闊發(fā)展前景的綜合技術(shù)。就瀝青路面再生技術(shù)而言,有多種設備、工藝和方法。瀝青路面再生技術(shù)的分類如圖1所示。目前,各種再生技術(shù)都有很大的發(fā)展,顯示出各自的生命力。然而,由于各種再生技術(shù)種類繁多,給用戶的正確選擇造成了一定的困難,在認識上造成了一定模糊和混亂,從而阻礙了再生技術(shù)在我國的推廣與發(fā)展。事實上,每種再生技術(shù)都有自身的合理使用范圍與特點,沒有一種再生技術(shù)可以滿足所有的路面維修作業(yè)要求。因此,有必要分析各種再生技術(shù)的特點與其合理的應用范圍,以便用戶合理選擇,使各種再生技術(shù)發(fā)揮各自的經(jīng)濟與社會效益。
1 廠拌再生技術(shù)的特點與適用范圍
廠拌再生技術(shù)分為廠拌熱再生與廠拌冷再生。廠拌再生實質(zhì)上是對廢舊瀝青混合料的集中處理與加工,其主要特點是可對各種廢舊材料進行再生處理,對材料的處理與路面狀況無關(guān),具有很大的工藝柔性。此外,廠拌再生材料的質(zhì)量較容易控制。瀝青路面廠拌再生原理如圖2所示。
廠拌熱再生設備有兩種基本類型,一種為雙滾筒型連續(xù)式再生設備,另一種為旁路型間歇式再生設備。廠拌熱再生是指將舊瀝青路面銑刨后運回攪拌廠,通過二次破碎、篩分,并根據(jù)舊混合料中瀝青含量、老化程度,骨料級配和性能指標,摻入一定數(shù)量的新集料、瀝青或再生劑進行拌和,使混合料達到規(guī)范規(guī)定的各項指標,最后按照與新建瀝青路面相同的方法重新鋪筑的再生工藝。廠拌熱再生工藝的基本過程包括:舊路面銑刨運輸;二次破碎篩分;加熱攪拌(根據(jù)實驗要求添加新骨料、瀝青、粉料、再生劑等);運輸攤鋪和壓實。利用這種方法,可以對基層甚至路基的一些地段進行有效的補強。
廠拌冷再生技術(shù)的主要特點是,再生時廢舊材料不需要加熱烘干,從而大大節(jié)省了能源和成本,同時具有很高的環(huán)保性。這一特點使得冷再生技術(shù)具有良好的發(fā)展前景。目前,冷再生技術(shù)所使用的粘結(jié)料主要有泡沫瀝青和乳化瀝青兩種類型。冷再生的材料適用性較廣泛,新骨料、破碎的舊混合料、各種粘結(jié)材料均可用于冷再生工藝。冷再生材料不僅用于建設各種路基、路面,而且還可用于其它建筑工程。此外,冷再生設備一般為移動式,因而具有很好的施工機動性。
就路面再生維修工藝而言,廠拌再生工藝的主要缺點是:需花費較高的運輸成本;對交通的干擾較大,施工周期較長;采用冷銑刨會破壞原有路面材料的骨料與級配。
2 就地熱再生技術(shù)特點與適用性
就地熱再生技術(shù)是適合于瀝青路面面層(被修復面層厚度一般≤60mm)連續(xù)修復的一種經(jīng)濟的現(xiàn)代瀝青路面維修技術(shù)。就地熱再生(HIR)是指在原有瀝青路面上通過加熱軟化,以機械方式翻松(銑刨)路面,對其進行攪拌(根據(jù)需要可添加瀝青、再生劑、新混合料或新骨料),并將所形成的再生混合料就地重鋪壓實,從而達到消除路面病害、恢復路面性能的道路維修過程。
應用加熱技術(shù)修復舊路面的方法可以追溯到20世紀30~40年代,這一時期美國制造了世界上第一批路面就地加熱修整機。因此,瀝青路面的就地再生技術(shù)在美國已經(jīng)實踐了大約60年。
為了規(guī)范就地熱再生技術(shù)及其專業(yè)術(shù)語,美國瀝青再生協(xié)會(ARRA)認定了三種基本的就地熱再生工藝:加熱翻松法(整形法)、重鋪法、復拌法。
就地熱再生工藝成功的關(guān)鍵因素之一是需要得到足夠高的壓實溫度。排除舊料水分前,典型的溫度極限約為100℃,而當材料烘干后,可將其迅速加熱到較高溫度。從整體上總結(jié)路面的再生程度較為困難,因為各種工程的具體情況不同。但可以公正的說,大多數(shù)再生工程都達到了目標。在英國進行的再生工程中通常使用再生劑,通過對黏度和針入度的測試,表明舊瀝青粘結(jié)料得到了軟化。
就地熱再生技術(shù)在加拿大進行了大量的實踐,并產(chǎn)生了評價就地熱再生路面性能的政府指導規(guī)范。在10個工程中應用了綜合與聯(lián)合作業(yè)法,再生厚度為50mm。這些項目主要評價再生前后瀝青的流變性和混合料的體積特性。
經(jīng)過過去20多年的努力,就地熱再生的概念不斷完善。就地熱再生技術(shù)在20世紀80年代末和90年代初發(fā)展較快。早期的發(fā)展受到設備技術(shù)的限制。然而,隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,如冷銑刨和廠拌熱再生技術(shù)的發(fā)展,堅實了就地熱再生的理論基礎(chǔ),推動了就地熱再生設備和材料的不斷進步。經(jīng)過90年代初的發(fā)展,就地熱再生技術(shù)和設備性能已達到深層再生和高質(zhì)量再生路面的目標,并且可與其它瀝青路面質(zhì)量相競爭。
2.1 就地熱再生與廠拌再生技術(shù)的比較
對于相同的路面維修工程而言,與廠拌再生工藝相比較,就地熱再生工藝的相應特點有:(1)施工周期短;(2)對交通的干擾可降低至最小;(3)100%利用舊瀝青混合料,節(jié)省資源,經(jīng)濟性好;(4)施工安全,環(huán)保性好;(5)再生設備一次性投資較大。其中,可完全利用舊材料、施工速度快和節(jié)省運輸費用是就地再生的三大優(yōu)點。
2.2 各種就地熱再生工藝比
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