全国市政工程行业施工工法推介展示--沥青路面就地热再生与磨耗层同步施工工法

    沥青路面就地热再生与磨耗层同步施工工法是一种适用于高速公路、一级公路、交通荷载较大的二级公路、城市主干道及快速路维修的中修工程和预防性养护工程的施工工法,但不适宜较长的隧道内施工。该工法最大的特点是节能环保、节省资源。该工法由吉林省嘉鹏建设集团有限公司编制,并通过了中国公路工程行业协会组织的成果鉴定,被批准为2014年度公路工程工法。

    工法工艺原理简介

    加铺再生工艺原理 旧沥青路面就地热再生并加铺沥青混合料面层施工,是采用就地热再生机组对旧路面分三次预加热、耙松(再生机喷洒再生剂的喷嘴在耙松装置内,喷洒再生剂的剂量,是再生沥青混合料设计阶段试验室对老化沥青抽提还原,选择掺入最佳再生剂量,达到旧沥青再生指标及再生沥青混合料指标)、复拌、摊铺(再生机的摊铺装置为前后两套搅笼、熨平板及夯锤;两套前后独立工作。复拌加铺工艺是利用再生机第一搅笼、熨平板摊铺从拌缸过来的旧路面再生沥青混合料;同时再生机第二搅笼、熨平板摊铺从再生机前端进料仓传输来的新沥青混合料,直接铺筑于再生混合料之上)、两层同时碾压成型。由于再生混合料与新沥青混合料同时在高温下摊铺、压实,再生路面整体强度很好。

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旧路面层加热

 

    再生剂还原旧路面沥青的应用原理 沥青在路面使用过程中,由于环境、荷载等因素,特别是在水分紫外线的作用下,产生了氧化挥发聚合触变,分离和析离等现象,从而导致沥青性能降低。再生剂依据饱和分、芳香分含量的调合油来还原老化沥青的化学成分,恢复其胶体结构;并掺有高效的渗透剂,使再生剂与老化沥青具有良好的相溶性。避免再生剂的析出现象,同时复合了抗氧化成分,最大限度还原、恢复沥青原来的路用性能,从而使老化沥青得以再生利用。

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旧路面层耙松

 

    该工法主要技术特点如下:

    1)节约宝贵的自然资源,100%的利用旧路面沥青混合料,生态环保;

    2)对原路面再生同时加铺磨耗层,两层同时摊铺碾压,形成一个整体;节省了粘层油工序,缩短时间,降低成本;具有较好的经济效益和社会效益;

    3)机械化施工效率高,施工进度快,生产率高;施工现场作业面为半封闭路面施工,不产生封路施工问题,整体经济效益明显。

该工法适用于高速公路、一级公路、交通荷载较大的二级公路、城市主干道及快速路维修的中修工程和预防性养护工程的施工,但不适宜较长的隧道内施工。

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喷洒再生剂

 

    关键技术及创新点

    沥青路面就地热再生与磨耗层同步施工工法的关键技术和创新点在于旧沥青路面就地热再生并加铺沥青混合料面层施工工艺及新型沥青混凝土再生剂的研发与工程应用。

    与该项工法技术研发相关的《吉林省沥青路面再生推广应用成套技术研究》项目,于2011年5月我公司以此通过吉林省交通厅科技成果鉴定,并分别于2012年获得“吉林省科学技术二等奖”,2013年获“中国公路学会科学技术奖”一等奖;与该项工法技术应用配套研发的“沥青混凝土再生剂”于2008年获得发明专利(专利号:ZL 2008 1 0050689.3)。

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两级熨平板摊铺

 

    工法工程应用实例

    该工法已在长春、深圳等地多个高速公路维修工程中得到了推广应用,代表性工程应用案列如下:

    1) 2006年长春至营城子高速公路维修工程。采用再生4㎝AC-16上面层,同时加铺1.5㎝的SMA-10沥青混凝土新磨耗层。在设计路面再生结构时考虑这段路面主要的病害是车辙、网裂、路面沥青老化严重,经过取样抽提试验,原路混合料级配完好曲线基本都在中值,不需填补单一粒径石料,只需添加再生剂还原原路面老化沥青,但由于路面沥青老化严重,还有不同深度的车辙,考虑只做复拌整型不能达到很好的路面承载及再生后路面长寿命,决定做复拌加铺再生。施工后路面质量优良,全面满足设计要求。

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添加新料并摊铺

 

    2)长春至吉林高速公路2010年大修养护工程,采用再生4㎝AC-16上面层,同时加铺2cmSMA-13结构。1997年通车后未经过大修,由于考虑原路面沥青老化严重,采用加铺的方式才能保证设计要求。另一方面由于该路段车流量大,传统铣刨重铺的方式根本不能进行。施工结束后路面全部达到设计要求,得到高速公路管理局的充分认可。

    3)深圳机荷高速就地热再生加铺项目。机荷高速是沈阳-海口高速公路(G15)的组成部分,起点位于深圳荷坳收费站,止于深圳宝安国际机场。在2012年机荷高速公路(东段)维护修缮工程第1合同段及2013年机荷高速公路(西段)维护修缮工程第2合同段工程施工中,采用了加铺型就地热再生层(再生4cm+3cmSMA-13)结构机荷高速交通量非常大,采用半封闭交通施工。完工后得到了深圳市交通部门的充分认可。

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摊铺后碾压作业

 

    社会及经济效益分析

    应用沥青路面就地热再生与磨耗层同步施工工法施工的复拌后加铺新沥青混合料与传统铣刨重铺的使用年限基本相同,但在经济成本及环境保护等综合经济及社会效益方面进行比较,则该工法具有无可比拟的优势。

    经济效益 以处理6cm厚的面层为例:传统铣刨重铺施工方案为铣刨6cm厚,粘结层、新铺4cm厚上面层,工料机成本合计为130元/m2;应用该工法的复拌后加铺新沥青混合料工料机成本合计为85元/m2,节省了粘层油工序4.5元/m2,复拌后加铺工艺与铣刨重铺工艺相比较,施工成本节约方面所产生的经济效益为49.5元/m2

    社会效益  利用沥青路面就地热再生与磨耗层同步施工工法进行路面大修养护,可将原路面全部利用,既避免了回收铣刨废料占用土地、节约能源,具有很好的的环保效益。

该工法最为一种节能环保的沥青路面养护施工技术,在各类道路维护工程施工中具有良好的推广应用前景。

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施工完成后开发交通的修复路面

 

(吉林省嘉鹏建设集团有限公司 供稿)

注:本文刊载于《市政技术》2015年第4期,第4、5、6页。