畢業(yè)論文---瀝青再生在瀝青道路施工的應(yīng)用

1、<p>　　瀝青再生在瀝青道路施工的應(yīng)用</p><p>　　Xxxxxxxx xxxxxx</p><p>　　摘 要：瀝青路面在服務(wù)幾年后其破壞速度會大大加快，但及時的維修，如重新罩面或循環(huán)利用等方法 可以保持路面的質(zhì)量并延長道路的使用壽命。這時候一個新鮮的技術(shù)----瀝青路面再生技術(shù)出現(xiàn)在人們的面前。瀝青路面再生與傳統(tǒng)的瀝青路面方式相比，能夠節(jié)約大量的瀝青、砂石等原

2、材料，節(jié)省工程投資，同時有利于廢料處理、保護環(huán)境，因而具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著人們對環(huán)保、 社會效益的關(guān)注及技術(shù)的進步，瀝青路面再生利用技術(shù)越來越受到人們的重視。</p><p>　　關(guān)鍵詞：公路 ；瀝青 ；路面 ；再生 </p><p><b>　　0 前言</b></p><p>　　瀝青路面的再生技術(shù)，是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖、

3、回收、破碎、篩分后，與再生劑、新瀝青材料、新集料等按一定比例重新拌和混合料，使之能夠滿足一定的路用性能并用其重新鋪筑路面的一套工藝技術(shù)。目前我國的公路建設(shè)飛速發(fā)展，每年投資規(guī)模已經(jīng)超過2000億元。在90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已進入大、中修期，大量的翻挖、銑刨瀝青混合料被廢棄，一方面造成環(huán)境污染，另一方面對于我國這種優(yōu)質(zhì)瀝青極為匱乏國家來說是一種資源的浪費，而且大量的使用新石料，開采石礦會導(dǎo)致森林植被減少，水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破

4、壞。按照瀝青的設(shè)計壽命（15－20年），從現(xiàn)在起，每年有12%的瀝青路面需要翻修，舊瀝青廢棄量將達到每年220萬噸之巨，如能加以利用，每年可節(jié)省材料費3.5億人民幣，而這個數(shù)字是以每年15%的速度增長的。10年以后，瀝青路面的大、中修產(chǎn)生的舊瀝青混合料將達到1000萬噸，屆時通過再生利用每年可節(jié)約材料費15億元。否則這些為數(shù)巨大的瀝青混凝土層翻挖后只能白白的廢棄掉，不僅浪費了資源，也會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此，瀝青再生技術(shù)的研究、推廣

5、和相關(guān)專用設(shè)備的開發(fā)，對降低建設(shè)成本、保護生態(tài)環(huán)境以及對我們國家的公路建設(shè)都</p><p>　　1 國內(nèi)外研究概況 </p><p>　　國外對瀝青路面再生利用研究，對瀝青路面再生利用研究，最早從1915年在美國開始的，但由于以后大規(guī)模的公路建設(shè)而忽視了對該技術(shù)的研究。1973年石油危機爆發(fā)后美國對這項技術(shù)才引起重視，并在全國范圍內(nèi)進行廣泛研究，到上世紀(jì)八十年代底美國再生瀝青 混合料的

6、用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半，并且在再生劑開發(fā)、再生混合料設(shè)計、施工設(shè)備等 方面的研究也日趨深入。在美國瀝青路面的再生利用已是常規(guī)實踐。一般來說，使用15%~25%的回 收路面材料（RAP）的瀝青混合料性能都很好。瀝青路面的再生利用在美國已是常規(guī)實踐，目前其重復(fù)利用率高達80％。 </p><p>　　歐洲國家也十分重視這項技術(shù)。德國是最早將再生料應(yīng)用于高速公路路面養(yǎng)護的國家，該國1978 年就已將全部廢棄

7、瀝青路面材料加以回收利用。芬蘭幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織舊路面材料的收集和儲存 工作。過去再生材料主要用于低等級公路的路面和基層，近幾年已開始應(yīng)用于重交通道路上。法國現(xiàn) 在對再生技術(shù)的研究也頗為重視，在高速公路和一些重交通道路的路面修復(fù)工程中開始逐步推廣應(yīng)用這項技術(shù)。</p><p>　　由于缺乏必要的理論指導(dǎo)及科學(xué)的設(shè)計方法和機械設(shè)備的支持，目前我國再生舊料并沒有在實際工程中得到大量應(yīng)用。隨著我國瀝青路面維修養(yǎng)護量的

8、不斷增加，有必要對瀝青路面舊料實用再生技 術(shù)進行深入、系統(tǒng)研究。根據(jù)世界銀行的調(diào)查，路面質(zhì)量下降百分之40時需花1美元進行修復(fù)，若因修復(fù)不及時，致使路面質(zhì)量喪失了百分之80時，此時修復(fù)就得花費4-5美元了，路面狀況與時間關(guān)系見圖1：</p><p>　　圖1 路面狀況與時間關(guān)系  </p><p>　　2 舊瀝青路面材料的性能 </p><p>

9、　　瀝青混凝土路面使用粘結(jié)力較強的瀝青材料作結(jié)合料，大大增強了礦料間的粘結(jié)力，提高了混合料的強度和穩(wěn)定性，使路面的使用質(zhì)量和耐久性得到提高。瀝青混凝土路面具有表面平整、不滲水、行車舒適、噪音小等優(yōu)點，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。但它也經(jīng)常受到天氣、溫度、行車以及材料等方面的影響，以及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的原因，不可避免地會出現(xiàn)各種各樣的病害，而這些病害又對行車速度、路面使用壽命、乘客舒適性以及交通安全等帶來了有害的影響。 </p&g

10、t;<p>　　瀝青路面老化主要是瀝青的老化和骨料的細(xì)化。瀝青路面在車輪荷載作用下，承受著壓應(yīng)力，剪應(yīng)力和拉應(yīng)力等，同時瀝青路面長期暴露于大自然，會受到各種自然因素如氧、陽光、溫度、水、風(fēng)等的作用，致使混合料中的瀝青、骨料的性能發(fā)生物理、化學(xué)變化，并最終表現(xiàn)為瀝青混合料使用品質(zhì)下降。瀝青混凝土路面的損壞總體可分為兩大類，一類為結(jié)構(gòu)性損壞，包括路面結(jié)構(gòu)整體或其中某一部分的破壞，使路面不能支承預(yù)定的荷載；另一類為功能性損壞，它

11、可能不伴隨結(jié)構(gòu)性損壞而發(fā)生，但由于平整度和抗滑性能等的下降，使其不再具有預(yù)定的功能，從而影響了行車質(zhì)量。 </p><p>　　3 瀝青路面再生施工方法 </p><p>　　再生瀝青路面的施工按溫度可分為熱法施工和冷法施工。熱法施工和冷法施工按施工工藝又可分為現(xiàn)場熱再生法、現(xiàn)場冷再生發(fā)和廠拌熱再生法、廠伴冷再生發(fā)。 </p><p>　　4 現(xiàn)場冷再生法 &

12、lt;/p><p>　　現(xiàn)場冷再生法是用大功率路面銑刨拌和機將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎，再加入一定比例的穩(wěn)定劑、水泥、水（或加入乳化瀝青）和骨料，用路拌機原地拌和成混合料，最后碾壓成型。這種方法主要應(yīng)用于冷法施工中，且新添加的結(jié)合料是乳化瀝青，由于對舊材料進行重復(fù)利用，施工過程中路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持。與其它瀝青路面修復(fù)技術(shù)相比，瀝青路面再生還能在一定程度上減少交通持續(xù)中斷的現(xiàn)象。<

13、;/p><p>　　4.1冷再生施工條件與要求</p><p>　　4.1.1冷再生施工，應(yīng)采用專用的路面鐵刨和再生設(shè)備。</p><p>　　4.1.2泡沫瀝青冷再生施工，宜在氣溫較高時施工。當(dāng)氣溫低于10℃時，不宜進行施工。不應(yīng)在雨天施工。施工時遇雨，應(yīng)采取必要的防雨遮蓋措施，保護好已完工的再生層免遭雨淋。</p><p>　　4.1.3瀝青

14、發(fā)泡溫度宜在150℃-180℃之間，膨脹率不小于10倍，半衰期不小于10s。</p><p>　　4.1.4泡沫瀝青應(yīng)在混合料中充分分散，一旦發(fā)現(xiàn)混合料中存在明顯瀝青團或瀝青絲時，必須立即停止生產(chǎn)，查明原因加以解決后方可繼續(xù)生產(chǎn)。已經(jīng)生成的存在瀝青團或瀝青絲的混合料不得使用。</p><p>　　4.1.5當(dāng)泡沫瀝青冷再生混合料中含有水泥等活性填料時，從添加活性填料開始至混合料碾壓完成的時

15、間間隔不得超過活性填料的初凝時間。</p><p>　　4.1.6泡沫瀝青冷再生碾壓完成后即可開發(fā)交通，但應(yīng)限制重載車輛行駛。一般宜再生層完工2d后（再生層含水量以低于拌合時含水量百分之40以下為宜）及時加輔封層。</p><p>　　4.1.7泡沫瀝青冷再生施工之前，應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)設(shè)置路擋、標(biāo)志牌，控制與疏導(dǎo)通車半幅的車輛行駛。</p><p>　　5 冷再生施

16、工流程圖</p><p>　　6 冷再生路面的施工工藝與質(zhì)量控制</p><p>　　我國目前還缺乏路面現(xiàn)場冷再生的施工規(guī)范，我結(jié)合01省道海鹽段整治冷再生工程的實際施工狀況，側(cè)重分析現(xiàn)場冷再生路面的施工工藝與施工質(zhì)量控制方法，以形成現(xiàn)場冷再生路面施工指南，主要包括以下內(nèi)容：</p><p>　　6.1刨下來的舊路面混合料的級配要求</p><

17、p>　　6.2最佳含水率和通風(fēng)養(yǎng)生；</p><p>　　6.3現(xiàn)場冷再生路面施工的質(zhì)量控制、質(zhì)量保證的要求；</p><p>　　6.4現(xiàn)場冷再生的材料要求（舊料、瀝青、添加劑等）；</p><p>　　6.5現(xiàn)場冷再生的混合料技術(shù)要求（體積參數(shù)、性能指標(biāo)、級配要求等）；</p><p>　　6.6現(xiàn)場冷再生施工技術(shù)要求（準(zhǔn)備、施工、

18、驗收等）。</p><p>　　6.7 現(xiàn)場冷再生路面的性能觀測</p><p>　　再生前對路面的狀況（平整度、抗滑、破損狀況等）進行調(diào)查和評價，對于完工后的現(xiàn)場冷再 生路面進行定期觀測（平整度、抗滑、破損狀況等），并與同期新建路面的使用情況作對比，研究 現(xiàn)場冷再生路面的路用性能。</p><p>　　5 現(xiàn)場熱再生法 </p><p>

19、　　現(xiàn)場熱再生是一種就地修復(fù)破損路面的過程，它通過加熱軟化路面，鏟起路面廢料，再和瀝青粘合劑混合，有時可能還需要添加一些新的骨料。然后將再生料重新鋪在原來的路面上。一般用一臺大型"瀝青路面熱再生聯(lián)合機組"，先把瀝青路面烤熱軟化，再將舊瀝青層收集起來輸送到該機組中的雙臥軸連續(xù)攪拌機上，添加新骨料、補充新瀝青，攪拌后排到機組的攤鋪器上，攤鋪、搗實、熨平，再用壓路機碾壓，鋪成一條新路?，F(xiàn)場熱再生可以通過單次操作完成，把原材

20、料和需修的路面重新結(jié)合?；蛘呤峭ㄟ^兩階段完成，即先將再生料重新壓實，然后在上面再鋪一層磨耗層。這種方法施工簡單方便，多用于基層承載能力良好、面層因疲勞而龜裂的路段，特別適用于老化不太嚴(yán)重，但平整度較差的路面。 </p><p>　　5.1 現(xiàn)場熱再生法的特點 </p><p>　　瀝青路面現(xiàn)場熱再生利用技術(shù)是一種具有國際水平的高等級技術(shù)，采用就地加熱、翻松、攪拌、攤鋪、壓實等連續(xù)作業(yè)，一

21、次成型新路面，經(jīng)濟、高效、快速、環(huán)保、節(jié)約，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。當(dāng)瀝青路面表面層出現(xiàn)裂縫、泛油、磨損、車轍、坑槽等病害或路用性能下降，路面的損壞程度還沒有波及到基層時，都可以采用這種維修方法，使用先進的現(xiàn)場熱再生機組，就地加熱舊路面，耙松、收集舊料，增加適當(dāng)?shù)男掳铻r青混合料、再生劑進行機內(nèi)熱攪拌，隨即攤鋪，熨平，輾壓，即可快速開放交通，是一種連續(xù)式的現(xiàn)場熱再生作業(yè)方式。因此，瀝青路面現(xiàn)場熱再生方法在近幾年的瀝青路面養(yǎng)護中得到了

22、相對更為廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　5.2瀝青路面現(xiàn)場熱再生方法的主要優(yōu)點:</p><p>　　5.2.1任何直接重鋪或銑刨后再填補的工程都可以用熱再生的方法，舊路面混合料就地再生利用，不需要搬運廢料過程及廢棄物堆放場地。 </p><p>　　5.2.2能保存骨料的的完好，保留瀝青的組成及性能，100%地利用舊料。而傳統(tǒng)的工廠再生法只能利用40—50%舊

23、料,新的設(shè)備能夠產(chǎn)生更高質(zhì)量的瀝青，它和新的瀝青混和料具有一樣的生命周期。 </p><p>　　5.2.3不受大的交通流量的限制，與以前的維修方法相比，影響交通及沿途居民的程度小，施工結(jié)束就可以開放交通。 </p><p>　　5.2.4施工產(chǎn)生的振動、噪音比其他施工方法小，有利于環(huán)保。 </p><p>　　5.2.5此維修方法是以路面面層為施工對象，適于基層承

24、載力良好，因面層疲勞而龜裂，車轍，破損的路面。損壞波及到基層以下時，原則上不適用，或必須首先對基層進行處理?，F(xiàn)場熱再生一般不能糾正屬于結(jié)構(gòu)上的破壞。 </p><p>　　5.2.6現(xiàn)場熱再生不能修復(fù)位于瀝青層以下較深位置的伸縮裂紋，可以達到最大深度為50mm的位置，在某種情況下，可以達到更深的再生深度。 </p><p>　　5.2.7在實行現(xiàn)場熱再生方法前，路面上的大量冷混合料補丁，噴

25、涂補丁，必須除掉。 </p><p>　　5.2.8此方法是在路上加熱舊路面，容易受特殊氣溫的影響，寒冷季節(jié)一般不宜施工，天冷以及雨天時效率將有所降低。 </p><p>　　5.3現(xiàn)場熱再生法實際應(yīng)用 </p><p>　　現(xiàn)場熱再生施工的主要設(shè)備是熱再生機組，其中關(guān)鍵部分主要是加熱板，它要提供高效的輻射熱能，對舊路面加熱既要時間短、并達到一定的深度；又不能過熱，

26、使瀝青老化，失去再生的意義。能對整條車道進行連續(xù)就地再生作業(yè)的設(shè)備一般具有路面預(yù)熱功能、熱銑刨功能、新料填加功能、拌和功能、攤鋪功能等。另外，根據(jù)修補面積的大小不等，加熱板最好有分區(qū)功能。 </p><p>　　根據(jù)大量的應(yīng)用經(jīng)驗，采用現(xiàn)場熱再生方法施工，路面的厚度、路面的類型、交通負(fù)荷、以前的維修處理、路面現(xiàn)有條件和周圍的環(huán)境溫度必須都被考慮。其中新加瀝青、再生劑與舊混合料的均勻充分融合是關(guān)鍵問題，在設(shè)計施工

27、工藝中應(yīng)充分考慮拌和機械設(shè)備。 </p><p><b>　　6 結(jié)束語 </b></p><p>　　綜上所述，采用瀝青再生技術(shù)，可以充分利用舊料，通過選擇適當(dāng)?shù)呐浔燃靶屡f料摻和比例，可以再生得到質(zhì)量相當(dāng)不錯的再生混和料。初步的研究和實踐均表明，這種再生混合料可以使用于高等級公路的瀝青面層。同時，利用瀝青再生技術(shù)可以取得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。 <

28、;/p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]公路泡沫瀝青冷再生路面設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)程 （DB 33/T 715-2008）浙江省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，2008</p><p>　　[2]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)劃（JTG F40-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.</p><p&g

29、t;　　[3]公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）[S].北京：人民交通出版社2004</p><p>　　[4]公路土工試驗規(guī)程（JTG E40-2007）[S].北京：人民交通出版社，2008</p><p>　　[5] 胡長順，黃輝華．《高等級公路路基路面施工技術(shù)》[M]．人民交通出版社，1999.7：47—51，57—58，110—112，1

30、48—150．</p><p>　　[6] 田流．《現(xiàn)代高等級路面機械》[M]．人民交通出版社，2003：35—36．</p><p>　　[7] 王定祥，尚曉梅．《工程機械施工》[M]．北京：人民交通出版社，2008.4第二版：132—135</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在本次論文設(shè)計