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沥青路面再生技术在路面结构性修复养护中的应用
2024年07月05日    阅读量:6752    新闻来源:山东交通科技  |  投稿

摘要

结合工程实际,对沥青混凝土路面结构性修复时再生技术的选择应用进行了分析,介绍了项目中再生混合料的沥青路面结构组合。


0 引言


半刚性基层沥青路面是我国等级公路的主要路面结构形式,占比达到 96%以上,在其后期修复性养护中,产生了一系列破坏生态环境的问题,如大量的废弃沥青混凝土和半刚性基层铣刨料等造成的环境污染,大量开采石料导致的森林植被破坏和水土流失等。旧路面材料的再生利用技术,在沥青路面养护中得到了广泛应用沥青网sinoasphalt.com。我国对于铣刨料的再生利用主要包括厂拌热再生、厂拌冷再生和就地冷再生等,一般对新铺筑路面结构层的某一层或两层采用再生技术,旧路铣刨料利用率不高。因此,在沥青路面结构性修复中选择合适的再生技术,最大限度地利用旧路面铣刨料,并进行合理的结构组合尤为重要。


1 工程概况


S309 田高线起自即墨区田横镇,止于淄博市高青县,是贯穿平度市西部地区的主要公路,连接着崔家集、明村镇及新河化工基地,是平度市全力打造的“ 四区八园”内的主要通道,也是沿线居民出行的交通要道,具有重要的经济民生价值。其中崔家集镇至明村镇段全长 19.166 km,为二级公路,设计速度 60 km/h。2022 年该段交通量当量数为8 112 pcu/d,其中大货、特大货和集装箱车辆占比达到 38%。该段 1999 年建成通车,2010 年实施了大修改造,目前路面结构见表 1。

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近年来,随着区域经济和交通运输业的迅速发展,交通量逐年增加,重载交通比重提高,该路段路面技术状况下降明显,路面出现了大量纵横缝、网裂、沉陷和唧浆等病害。


2 路面病害及材料试验


2.1  病害特点及原因分析


造成路面损坏的因素主要有气候、交通荷载等外部环境以及路面本身的结构组合、材料组成及施工等,而且这些因素是相互交织在一起影响路面性能的。根据现场路面病害调查,结合使用年限、检测资料、运营情况及交通量分析,确定路面病害特点及主要成因。(1)该路段距离上一次大修已有12 a,达到二级公路维修设计使用年限 8~12 a的上限,由于路面沥青老化、车辆荷载反复作用,路面出现大规模纵横缝、网裂、沉陷和唧浆等,路面破损严重。(2)重载型货车较多,道路受损严重,路面耐久性及使用性能明显下降,对行车质量产生严重影响。(3)2010 年大修时仅设置一层 18 cm水泥稳定碎石基层,结构强度较弱,路面整体承载力不足,因此路面病害较多。(4)在重复荷载作用下,路面承载能力逐年下降,轮迹带处出现多条平行的小纵缝,逐渐发展为网裂、唧浆。


2.2  材料试验


对沥青面层取样进行沥青抽提,并进行筛分试验。试验结果表明:上面层沥青混合料级配更接近AC-13,下面层更接近AC-16;上面层沥青含量3.9 % ~4.4 %,下面层沥青含量 4.7%~5.1%;沥青回收后试验结果见表 2。

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3 设计方案


3.1  再生技术分析


结 合 《 公 路 沥 青 路 面 养 护 设 计 规 范 》( J T J5421—2018)路面修复养护类型划分及养护对策,本项目路面实施结构性修复。为充分贯彻节能减排理念,实现旧路面材料的再生利用,结合本路段特点,对几种再生技术进行了分析。


厂拌热再生是在拌和厂将沥青混合料回收料(RAP)破碎、筛分后,以一定的比例与新矿料、新沥青、沥青再生剂等加热拌和为混合料,然后铺筑形成沥青路面的技术。经过正确设计的再生沥青混合料能够达到与新集料热拌沥青混合料相同的性能。

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厂拌冷再生是在拌和厂将沥青混合料回收料(RAP)或者无机回收料(RAI)破碎、筛分后,以一定的比例与新矿料、再生结合料、水等在常温下拌和为混合料,然后铺筑形成沥青路面的技术。厂拌冷再生相比就地冷再生工艺更加易于控制,再生后的材料性能比较理想,旧料利用率高,具有更高价值、更高性能的优点。

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3.2  再生技术应用


本项目原路沥青的针入度P检测结果,上面层为19(0.1 mm),下面层为 28(0.1 mm),满足再生利用条件,但由于上面层相对老化较重,RAP回收料利用率较低,因此厂拌热再生沥青混合料优先采用老路下面层。新沥青等级及再生料用量见表 6。


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3.3  维修设计方案


根据工程实际,分段采取针对性的路面维修方案。一般路段铣刨原面层和上基层后,新铺筑两层基层,提高路面结构承载力,村镇等标高不宜太高的路段,增设一层柔性基层,采用全结构再生混合料,见表 7。下面层采用厂拌热再生沥青混合料(RAP 添加量 23%),水稳基层采用厂拌冷再生水泥稳定碎石(RAP 添加量 76%),柔性基层推荐采用厂拌冷再生沥青混合料(RAP添加量 70%)。

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4 结语


在沥青路面的结构性修复中,应对旧路面材料进行试验分析,再选择合适的再生技术;由于工程本身受路面标高、路面病害特征及程度等其他影响的因素较多,各种可行的再生技术应合理组合,最大限度地利用旧路铣刨料,提升公路路面材料循环利用水平。


参考文献:

[1] 武瑞.沥青路面再生利用的技术影响分析[J].交通节能与环保,2022(18):79-82.

[2] 仇银吉.沥青路面再生技术的研究与应用[D].济南:山东大学,2013.

[3] 中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面再生技术规范: JTG/T 5521—2019 [S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2019.


作者:欧善涛 1,陶沛峰 1,李万鹏 2,王惠宁 2

(1. 平度市公路事业发展中心,山东 青岛  266700;2. 山东省交通规划设计院集团有限公司,山东 济南  250101)

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标签:综合论文技术中心沥青混凝土
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