公路養護新材料、新技術、新工藝綜述-wenkub

　

【正文】 質油分與膠質成分組成，由石油溶劑、燒焦炭的副產品和樹脂等配成。其中潤滑油只對改變瀝青針入度效果明顯，而對其它指標影響很小。調配采用重量比，加熱后經人工攪拌均勻后進行針入度、延度和軟化點試驗。舊瀝青再生完全可以根據生產調合瀝青的原理，在舊瀝青中加入某種組分的低粘度油料(再生劑)，或者加入適當稠度的瀝青材料，進行調配，使調配后的再生瀝青具有適當的粘度以滿足路用需要。舊瀝青再生從某種意義上來說，是瀝青老化的逆向過程。即由憎液的瀝青質顆粒和包圍瀝青質的親液顆粒脂與懸浮膠團的油相組成。它和瀝青混凝土拌和設備一樣，為便于移動，選用移動式的比較好。圖4 路基處理的施工工藝從路基處理的工藝流程圖可以看出，它的工藝比較復雜，但仔細分析，它與大面積修補沒有什么大的區別，只是分了幾層來處理，而且處理工藝基本一樣，只是拌和料不一樣，拌和設備也不一樣。按搬運方式可分為固定式和移動式，具體選擇什么形式，要看養護距離的長短，如果養護距離短，可選用固定式，如果養護距離長，而且施工時料溫難以保證，最好設多個養護工區，選用移動式拌和設備，在什么地方施工，就將拌和設備移到該養護工區。光輪壓路機按行走形式分為:自行式、拖式、手扶式和新型振動壓路機4種，對于養護作業，一般采用自行式，工作方便。目前自行式攤鋪機從行走形式上可分為履帶和輪胎式兩種，履帶式與地面的附著力好，不容易打滑，但機動性與輪胎式相比要差，所以從養護的特殊性來看，由于養護作業有時需要長距離行駛，輪胎式就比較方便，可選用輪胎式攤鋪機。比較簡單經濟的辦法是用一臺液壓動力站帶一臺液壓切割機和一臺液壓鎬兩個工具來實現切邊和打邊工序。選擇銑刨機，不但要滿足生產需要，而且要便于運輸。對于大面積修補，施工設備都比較大，一般很難用一臺或兩臺設備來完成，但也有些廠家在這方面進行開發，象德國的Wirtgen公司，它用一臺設備將原路面銑刨的廢料再加熱，加入適當的瀝青，再補充適當的新料，一次攤鋪成型，隨后，由壓路機壓實。大中修工程大面積修補工程的特點是面積大，技術要求高，相應的機械設備的數量和裝備水平高。其缺點是:1不適應冬季修補；2打邊時對原路面有一定的破壞；3清理的廢料對環境有污染；4對局部網裂等病害很難處理。圖1　小面積修補工藝流程從工藝流程圖可以看出它的施工工藝較復雜，但為了減少養護設備的數量，盡可能體現快速性和高機動性，從成品料再加熱到壓實之間的環節全部用一個車載設備來完成，也就是說，在現場施工的全過程只用一個養護車就可以實現，只是修補的形式不一樣，選用的養護車型才不一樣，一種修補車是帶局部加熱塊的加熱修補車，另一種是不帶加熱塊而只帶一個液壓鏟的開挖打邊修補車。路面大中修工程是對一般性破損和局部破損進行的修理、加固、更新和完善作業，以及達到服務周期，必須進行應急性、預防性、周期性的綜合維修，其病害特點是面積大，維修時間長，使用設備多。對由于排水系統損壞導致的路面沉陷，還應修繕排水設施后，進行路面修復。2 修補方法瀝青路面的修補方法有熱料修補法和冷料修補法。我國《公路養護技術規范》(JTJ07396)中常見病害按破損形狀分為4大類，而且根據破損程度進行了等級評價，為養護對策提供了依據；正在實施的美國戰略公路研究項目把路面破損分成5大類，見表2；而日本道路建設業協會把路面破損按破損原因分成結構性破損和功能性破損兩大類(表3)。高等級公路養護新材料、新技術、新工藝綜述一、瀝青混凝土路面1 瀝青路面破損的分析路面修復，必須對癥下藥，根據不同的病害，找出病害的原因，才能選擇不同的修補工藝及配備相應的設備。結構破損是由于路面各層的承載能力降低引起的，功能性破損是由于路面提供給道路用戶的服務能力下降引起的。熱料修補雖然是一種傳統的修補方法，受設備的技術裝備、氣候、運距等影響，但從材料到設備已相對成熟，下面按熱料修補法進行設備選型。對于結構性破損，一般都是由路基原因造成的，要進行補縫處理和路基處理，對縱橫裂縫和大的塊裂要做補縫處理，對于嚴重的塊裂和龜裂要做路基處理。維修保養工程分為小面積修補和補縫處理，大中修工程又分為大面積修補和路基處理，修補形式不一樣，處理工藝也不一樣，所選配的設備也不一樣。對于加熱修補車來說，它的優點有以下幾點:1不受季節限制，即使在冬天也能修補；2修補過的路面沒有明顯的接縫，對原有完好路面破壞小；3對環境污染小，不用打邊和清理廢料；4只要修補前12h預加熱保溫成品冷料，冷料可以提前準備或大面積修補時的余料都可以；5修補速度快，機動靈活；6它對所有的小面積病害都能修補。補縫處理補縫處理主要是對路面縱橫裂縫的處理，它主要是由路基變形或局部沉陷引起的，反射到路面形成的裂縫，如果不及時處理，經過雨天，水會從裂縫中流入，引起路基大量下沉，造成更嚴重的病害，所以路面裂縫要及時作補縫處理，它的修補工藝見圖2。由于高等級公路的養護為開放式施工，在施工期間不能中斷交通，通過引導過往車輛安全、有序地經過施工路段，為減輕交通安全，減少施工難度，采用集中施工法，流水作業，減少人員、機具的分散，集中所有工序、人員、機械，對某一個點位集中施工完畢后，統一吊運至下一個點位。但這樣的設備很大，價格是單機組合式設備的3倍以上，運輸很不方便，黑料級配難以控制，對于高等級公路是否適應，國內很少引進，有待進一步考證，所以，在下面設備選型上，以單機分別選型為主。銑刨機的生產能力要與中型攤鋪機的生產能力大致諧調，根據我們的使用情況，對于養護面積較小，病害相對集中時，銑刨機能滿足攤鋪作業，但對于大面積點位，銑刨機就成了養護速度的關鍵，所以，根據選型宜大不宜小的原則，對大、中修工程，宜選用大一點的設備，～，銑刨深度在250～300mm之間。在小液動工具方面，美國的史丹利公司的液壓動力站結構小，性能穩定，工具輕巧實用。攤鋪機按攤鋪寬度可分為小型()，中型(4～6m)，大型(7～9m)，超大型(12m)，對于養護設備，一般修補常常是整車道修補，不能中斷交通，而且要伸縮，～6m之間的中小型攤鋪機，施工起來靈活、方便，吊運時不至于超寬，但為了備用罩面工程和其他工程，可適當選配熨平板加長塊。如按自重來分，可分為輕型、中型、重型和超重型，對于路面養護，由于鋪設厚度薄，同時考慮到運輸因素，一般選用中型6～8t級振動壓路機比較理想；膠輪壓路機按行走方式可分為自行式和拖式兩種，一般都選用自行式，按自重可分為輕型、中型和重型壓路機，它的工作特點和光輪一樣，可選用輕型、中型或膠鋼組合壓路機。拌和設備按生產能力可分為小型(40t以下)、中型(30～350t/h)和大型(400t以上)，對于養護設備來說，由于用料少，一般選用中型拌和設備，它的生產能力在40～120t/h之間，如果單是養護修補工程，選用40～80t/h的拌和能力為好，如果養護量較大，考慮到罩面和大修，或者兼顧用兩套路面養護設備，可選用80～120t/h的拌和設備。面層瀝青混合料和聯結層混合料用一種拌和設備，只需變動一下白料種類和級配。路基處理的養生，由于水泥穩定碎石處理路基后有一個養生期，為了縮短養生時間，必須加早強劑，具體養生時間要經過試驗決定。當它們的相對含量和性質相配時，就形成了性質相對穩定的膠體溶液。而瀝青老化規律，從室內薄膜烘箱加熱損失試驗結果和路用十年沈大瀝青路面瀝青含量損失不大角度分析，輕質油分揮發所占比例不大，而其力學性質變化的主要原因應該是由于瀝青氧化、縮合作用的結果。我們把這一過程稱之為瀝青再生。根據再生劑和瀝青摻入量對再生瀝青的不同影響程度，確定再生劑用量和新瀝青用量。 瀝青延緩劑瀝青是一種熱塑性的樹脂材料，它在熱、光、水、氧的作用及車輛的碾壓下會發生老化，瀝青老化的過程就是瀝青組成成分發生轉化的過程，簡單來說就是瀝青中的輕質成分逐漸減少，瀝青變稠、黏度降低、柔軟度變差的過程。為了使這些材料獲得很好的效果，要使其具有很好的滲水性，運動黏度(ＭＭ/Ｓ)～，軟化點為35℃。用這種方法養護路面，能顯著提高路面的使用質量，延長路面的使用壽命，可以最大限度地發揮路面的效應，延長路面的維修周期。冷施工的瀝青混合料價格比熱拌瀝青混合料的價格相對較貴，進口的每噸為600～900元，國產的每噸亦要比熱拌瀝青貴140～225元。這種改性劑為棕色油狀、有粘性感的粘稠液體，是西安公路交通大學的科研成果，已通過陜西省交通廳鑒定。在路面建設初期發生的裂縫，會隨著氣溫的升高而愈合。在我國北方地區比較普遍使用的方法是熱瀝青灌縫，但效果并不理想。4 瀝青路面幾種修補技術方法道路養護技術可分為修補性養護與預防性養護2種方式。瀝再生RejuvaSealTM是一種極其高效的具有滲透性的瀝青再生密封劑。瀝再生RejuvaSealTM是一種預防性的瀝青路面維護產品。瀝再生RejuvaSealTM的使用(1)施工前的準備。(3)施用瀝再生RejuvaSealTM的操作要點。(4)施用瀝再生RejuvaSealTM后的效果。(2)施用瀝再生RejuvaSealTM的待干涸時間與瀝青的配合比設計、天氣和施用量有關，通常在24h內達到穩固。(5)瀝再生RejuvaSealTM對瀝青沒有特殊要求。聚合物改性乳化瀝青稀漿封層(微表處)聚合物改性乳化瀝青稀漿封層技術(以下簡稱微表處)是一種采用高分子聚合物使乳化瀝青改性的瀝青路面鋪筑技術。我國隨著高速公路使用年限的延長，高速公路路面出現大面積病害的時段也在逼近，江蘇、吉林、天津、山西等省市也引進或開發研制了一部分瀝青路面熱再生修補機械設備。相比之下，加熱板輻射傳熱對路面加溫均勻，易控制，熱能損失少、修補效果較好。瀝青路面現場熱再生修補技術由于其施工周期短、工藝簡單、施工成本低，對環境產生的污染小等優點，目前是世界上瀝青路面養護維修最先進、最佳的施工方法。隨著冷補材料的不斷推陳出新，該方法不失為一種經濟的補修方法。2）使用范圍以下瀝青路面任何一種或幾種病害，都可以采用熱補板系列產品進行快速修補:1坑洞、啃邊；2車轍；3龜裂、網裂，麻面松散，脫皮等；4擁包、泛油；5各種開挖后的修復；6市政井蓋周圍的路面病害(無法用傳統方法銑刨或破碎)；7橋面病害(瀝青面層下有鋼板，無法銑刨)等。(2)非織造布:非織造布宜選用70ｇ/ ，軟化點為130℃，經向抗拉強度≥87Ｎ，緯向抗拉強度≥110Ｎ的丙綸非織造布，此種非織造布比滌淪非織造布造價低。由于非織造布較好的抗斷裂性與乳化瀝青結合后，將會延長瀝青路面使用年限5年以上。在混凝土路面修補中，各種修復方案，如全厚修補、局部修補、金剛石研磨等，均旨在改進破損路面的路況。造成這些早期破壞的主要原因包括設計失誤(特別是荷載傳遞設計較差)，施工條件差，施工質量低劣等。病害程度是決定是否修補和修補規模的主要依據。從鋪筑到通車一般需要6h48h，除非添加促凝劑。邊界位置還取決于荷載傳遞水平。應加筋或者安裝中間橫向傳力接縫。一旦鋸開邊界，在修補完成前，修補區內禁止通車，以防止路面板下出現唧泥和沖刷病害。輪鋸鋸入基層深度不能超過13mm，以避免破壞基層。兩種方法均要求沿修