就地熱再生道路養護
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就地熱再生道路養護

  • 四川省綿陽市鹽亭縣 中國(西部)廢舊輪胎資源循環利用產業園
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再生技術在機荷

就地熱再生技術

在深圳機荷高速公路上的應用

 、背景

近年來,通過大規模的高速公路建設,解決了高速公路路網系統不適應經濟社會發展的問題。公路的養護管理,目的是鞏固建設成果,始終使這個成果保持良好的服務狀態,同時延長使用壽命,提高路網的服務功能,充分發揮建設的投資效益。沒有高速公路養護管理作保障,高速公路就不能保證良好的營運狀態,路網整體水平就得不到提高,公路建設的最終目標也難以實現。高標準的養護工程質量和大交通量條件下養護作業環境促使我們探尋新的養護方式,瀝青混凝土路面就地熱再生就是其中一種養護方式。

   深圳市位于廣東省屬于亞熱季風性氣候,特點是:全年高溫,降水集中分布 在夏季,最冷月平均氣溫在18℃以上,降水豐沛,年平均降水量為1500-2000毫米。

         深圳高速公路股份有限公司對機荷高速公

        路進行維護修繕時,決定在深圳首次引進就地熱

        再生處理技術,一方面可以少占車道,施快捷

        減少交通影響另一方面,深圳地區輝綠巖石料缺

        乏,同時垃填埋場地已近極限,瀝青廢料棄運

困難,采用就地熱再生技術可以達到社會效益

經濟效益雙贏。

 

二、工程概況:

工程名稱:廣東省深圳市機荷高速公路(東段)維護修繕工程

   廣東省深圳市機荷高速公司(西段)維護修繕工程

建設單位:廣東省深圳市高速公路股份有限公司

施工單位:吉林省嘉鵬集團有限公司

施工工藝:復拌型加鋪型就地熱再生工藝,復拌型就地熱再生工藝

量:東段復拌加鋪型熱再生238395 m2   復拌型就地熱再生8019m2 

          西段復拌加鋪型就地熱再生226212.12m2

機荷高速公路是沈陽-??诟咚俟罚ê喎Q“沈海高速”)的組成部分,編號為G15,全長43.101公里。其中機荷高速東段于1997年10月建成通車,全長23.3km;機荷高速公路西段1999年5月建成通車,全長19.8km。  機荷高速經過14 年的通車使用,機荷高速公路路面及交安設施均出現了不同程度的病害,影響了行車的舒適性和安全性。廣東省深圳市高速公路股份有限公司決定于2012年-2013年分別對機荷高速公路東段和西段進行維護修繕。

原路調查:根據路面調查結果,機荷高速公路瀝青路面典型病害包括:橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、沉陷、松散和修補等病害。

                                       

  路面裂縫                   網裂

                                         

   

 

 

 

 

 

  路面橫縫                   沉陷

施工方案:

   方案優勢:機荷高速的維修方案規劃研究從2009已經開始。先后從進行了多

個方案的反復比選論證最終選取了現在的加鋪型就地熱再生方案。主要考慮了幾

個因素:機荷高速是深圳的東西交通大動脈,須保證交通不中斷的前提下進行維

修,盡量做到既好又快;解決路面上面層與中面層的層間結合問題也是這次維修

的重點。路體的主要部分,包括絕大部分路面面層、基層、路基仍然屬于非結構

破壞狀態,可以繼續利用,最大限度節約維修成本;深圳碎石原材料輝綠巖達到

200元/噸,資源循環利用,降低工程造價,符合低碳可持續發展理念,盡量

減少排放。

具體方案:主線路面三條行車道、加寬車道、內側路緣帶均采用加鋪型熱再生(再生厚度4cm+加鋪 3cmSMA-13),對原4cm 上面層進行復拌,再加鋪3cmSMA-13 新混合料,兩層一起壓實處理,行車道的加鋪型熱再生施工寬度需延伸至硬路肩內25cm,以保證加鋪層施工質量,2. 硬路肩直接加鋪3cmAC-10 普通瀝青混凝土,加鋪寬度為2.25m,加鋪層與原路面間噴灑SBR改性乳化瀝青粘層,確保加鋪層

熱再生施工

五、熱再生配合比設計根據《公路瀝青路面再生施工技術規范》和機荷高速《專用技術規范》要求,對原路面瀝青混合料分別進行了切割取樣、并委托華南理工大學土木與交通檢測中心進行熱再生瀝青混合料配合比設計工作,具體檢測結果如下

1. 原路面芯樣試驗結果

1)機荷高速公路(東段)原路面級配情況

 

 

機荷高速公路(東段)路面老化瀝青及添加不同再生劑后性能指標

 

2)機荷高速公路(西段)原路面級配情況

 

機荷高速公路(西段)路面老化瀝青及添加不同再生劑后性能指標

 

根據華南理工大學土木與交通檢測中心所提供的《熱再生瀝青混合料配合比設計》基礎上,對機荷高速原路面進行了1-3年、3-5年和超車道與硬路肩路段分別進行了試驗, 1-3年:采用舊瀝青路面材料+2%再生劑3-5年:采用舊瀝青路面材料+5%再生劑超車道和硬路肩,采用舊瀝青路面材料+9%再生劑+2%新瀝青的配合比。

   

機荷高速東西兩段在施工前都分別鋪筑了試驗段,以下為再生瀝青混合料

檢測指標:

 

六、施工工藝

熱再生施工流程,封閉交通→清掃路面→機組就位→加熱機加熱舊路面→復拌機再生原路面瀝青混合料→新混合料添加→攤鋪→碾壓→檢查驗收→開放交通

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


七、就地熱再生施工過程

1. 清掃路面、畫導向線

所有的準備工作完成后,開始清掃路面,用鐵鏟清除路面泥塊、雜物,用掃帚、吹風機將路面清理干凈;以免雜物混入再生混合料內。清掃路面后,在路面再生寬度以外畫再生行進導向線,也可將路面邊緣線作為導向線,保證再生邊緣線順直美觀。

 

 

 

 

2. 路面加熱

⑴ 加熱機加熱舊路面時,要嚴格控制加熱溫度、行走速度及車輛間距;應根據現場情況,隨時調節燃氣壓力、進行往復加熱、調整加熱機的行走速度及加熱板與地面之間的高度等,確保路面始終得到均勻的加熱。

⑵采取以下措施保證路面材料的加熱溫度:

①加熱結束后,路表溫度控制在160-195℃。應及時檢查加熱散熱器,防止產生明火;并及時更換。

②每天施工前應將再生劑加熱至不影響其質量的最高溫度,并使其保持恒溫。

③當風力為3-5級時,將迎風面加裝擋風板,并適當將加熱板向逆風的一側移動10cm左右,保證邊緣也可得到足夠的加熱。當風力大于5級時,停止施工。

④在加熱過程中,有瀝青灌縫的地方易起火或冒濃煙現象,要求操作人員隨時注意路面情況,在灌縫處可適當提高行走速度,并進行反復加熱。

⑶我公司根據工期和再生工藝的實際需要配置了3臺加熱機,提高加熱速度和溫度,保證施工速度能夠維持在2.5-3m/min左右,滿足攤鋪溫度要求。

⑷ 舊路面加熱寬度應比翻松寬度每側寬10-20cm,讓接縫處的溫度足夠高,以保證縱縫的有效熱連接。


3.路面耙松、噴灑再生劑

⑴ 耙松深度電腦自動控制。使耙松厚度均勻,不留夾層,并隨深度和行走速度的變化電腦自動調整再生劑用量。

⑵ 隨時檢查翻松邊緣表面溫度。如果溫度偏低,應適當調寬加熱寬度 ,以確保耙松邊緣具有足夠的溫度,保證縱向接縫碾壓密實。

⑶ 再生層下面的中面層具有足夠的粗糙度,通過再生機耙松后面加熱板二次加熱,保證其溫度大于100℃。

⑷再生劑用量要控制準確,施工過程中再生機通過電腦設定自動控制再生深度,電腦自動調整再生劑的用量,但因再生路面維修時間不同,拌合均勻性較差時,現場控制再生劑用量應遵循試驗數據為指導,經驗判斷為輔的綜合控制方式,適時調整再生劑的用量。


4.攪拌(1)再生劑噴灑在耙松的舊瀝青混合料上進行第一次拌合,耙松器將再生混合料收集進入強制攪拌鍋內,進行第二次強制攪拌。

2)施工中,使用紅外線測溫儀檢查再生瀝青混合料的溫度(不低于120度),否則通過調整加熱機行進速度或加大燃氣壓力來保證再生混合料溫度。

 

 




5. 攤鋪

加鋪型攤鋪,加鋪型再生是利用再生機的第一熨平板攤鋪再生混合料,同時利用第二級熨平板將加鋪的新瀝青混合料攤鋪于再生混合料之上,再生層和加鋪層兩層同時碾壓一起壓實。   

 

 

 




6. 碾壓

根據機荷東的施工經驗確定碾壓方法如下:再生加鋪采用2臺悍馬雙驅雙振壓路機,1臺26T膠輪壓路機進行組合。壓路機應以慢而均勻的速度碾壓,壓路機應從外側向中心進行碾壓(有超高時從低處向高處碾壓),相鄰碾壓帶應重疊1/3-1/2輪寬,最后壓至中心部分,完成一次為一遍。

初壓用雙驅雙振壓路機關閉振動靜壓1次,膠輪壓路機利用邊輪對接縫碾壓1遍,使接縫處的熱接密實,以2.5km/h的速度進行。壓路機跟蹤碾壓的折返點與再生機保持不大于10m的距離。 要觀察碾壓效果,不得產生推移、發裂。初壓過后應檢查平整度,對不平整及缺料處進行修整。

復壓用雙驅雙振壓路機進行3次振動碾壓,膠輪壓路機在溫度80度左右時碾壓2次。振動采用高頻低幅,振動頻率宜為35-50HZ,振幅為03-0.8mm。壓路機調頭時要關閉振動裝置,待向相反方向運行時再打開振動裝置。

終壓用雙驅雙振壓路機進行終壓2遍,消除膠輪輪跡,速度為3km/h。共碾壓8次。施工結束后根據路面取芯測定的密實度確定碾壓方式。







7.試驗檢測:

1)再生瀝青混合料性能檢測:再生施工過程中,待各項設定參數穩定后對混合料用具有保溫性能的取樣桶進行取樣,并進行抽提、篩分、馬歇爾、車轍等相關試驗。

2)加鋪型就地熱再生現場檢測:對再生混合料施工過程中應進行再生劑用量、壓實度均值、再生混合料各項施工溫度的檢測。對再生完路面進行寬度、再生厚度、加鋪厚度、總厚度、平整度IRI、外觀、壓實度、摩擦系數、滲水系數等試驗檢測。

復拌加鋪型就地熱再生試驗路現場質量檢查數據

 

 

7.開放交通

由于就地熱再生施工對路面加熱,路面內部溫度較高而且下降慢,開放交通時,路表溫度不宜高于50℃。盛夏時,路面內部溫度下降更慢,開放交通時路表溫度不宜高于45℃。

 

 



六、 經濟效益分析

1.瀝青層的瀝青和集料均需外購,而銑刨下來的瀝青路面材料的廢棄又造成了不費用波動較大。機荷高速公路地處深圳市,當地筑路用資源的再利用率100%  ;傳統銑刨攤鋪工藝費用一般包括銑刨、廢料運輸、攤鋪等幾部分的費用,同時相關環境保護費用、安全保通費用較高,且隨著地形、料場位置、骨料種類的不同攤鋪石料缺乏,如果采用傳統的銑刨工藝,重鋪4cm上面必要的浪費。相對于傳統銑刨工藝,采用就地熱再生技術可以對舊瀝青混合料進行100%的再生利用,有效的節省了資源,充分做到了“石料再用再生”。機荷高速公路東段主線就地熱再生施工面積為:522700 m2,路面厚度4cm,施工體積為20908m3,瀝青混合料的密度按2.5噸/m3計算,可節省瀝青混合料為52270噸,其中,節省石料約49918噸,節省瀝青約2352噸。

2.機荷高速公路(西段)就地熱再生工程量為435480 m2,路面厚度4cm,施工體積為17419.2m3,瀝青混合料的密度按2.5噸/m3計算,可節省瀝青混合料為43548噸,其中,節省石料約41588噸,節省瀝青約1960噸。

七、路況回訪:再生路面經過2年運營,經檢測各項指標優良。由于熱再生有效穿透了上面層與中面層交界面使得一體碾壓的結果形成了包括加鋪層至少12公分的無分層的整體結構,對路面整體受力有較大益處。這其中溫度控制最為關鍵。由于適當的配合比設計和采取了就地熱再生橫縱縫的熱連接及光輪與膠輪的碾壓組合,使得面層防滲水效果極好,對今后路面水害的防治有明顯效果。

2017年我公司再次組織人員對機荷高速熱再生施工段進行回訪,已經通車運營五年的機荷高速路況依然完好,驗證了再生工藝工程質量的穩定性,近一步證明瀝青路面熱再生技術是消除路面病害、延長道路使用壽命的有效途徑。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

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