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沥青路面的绿色养护技术

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沥青路面的绿色养护技术

发布日期:2018-09-13 00:00 来源:http://www.ustfa.com.cn 点击:

沥青路面养护可分为矫正性养护和预防性养护。在预防性养护技术中,引人节能、低碳、环保等绿色概念的新技术、新材料和新工艺比较多。在矫正性养护技术中,也会引人新材料的概念。但是,矫正性养护处治方案一般工程量比较大、施工工期比较长,从而使得工程投资大、资源消耗多,同时占路施工时间长,引发交通拥堵的概率高且程度严重。因此,矫正性养护处治方案对“绿色”需要更多。

路面结构优化

高速公路沥青路面结构大多采用“强基薄面”型的路面结构组合,沥青路面厚度一般在16cm左右。后期修建的高速公路,路面结构大多采用26cm沥青层。对于早期修建的髙速公路,沥青路面主要病害为反射裂缝引起的水损害。在以往的养护中,反复进行铣刨重铺,甚至在交通流量较大、重车多的部分路段,铣刨重铺还要增加4cm改性面层。根据历年养护效果评价,这并不能彻底根治病害,两三年内多会出现反复。

路面结构的优化原则,主要在满足路面性能要求的前提下,实行循环利用、环保节能的可持续发展原则,主要表现在减少新増沥青混凝土用量;充分合理利用原有路面材料;简化结构层组合,方便快速施工,减少交通拥堵。

路面结构优化过程中,主要通过以下方面来实施:行超分离

考量不同车道的交通特性和病害程度,基于科学合理的检测评定,对行车道彻底处治,对超车道局部处治,对硬路肩保持不动,再整体实施罩面或微表处、超薄罩面。这种方案能减少大约40%的路面处治工程量,又能使得行、超车道的路面使用性能符合各自对应的交通特性。

水稳基层充分利用

在对原路面面层铣刨后,水稳基层不同程度都会呈现松散开裂等病害。对应松散类病害,结合结构组合的需要,进行基层面2cm至6cm的铣刨:对于开裂类病害,进行合理的评定和充分利用,分别采用铣刨重铺、就地再生、不铣刨处治等方案。这种方案基本上需要统刨重铺的水稳基层大约占30%至40%,大大减少基层重置量。这不但能降低工程造价,减少资源消耗,而且可以大大减少占路施工时间(水稳基层需要7天养生期)。

面层材料循环利用

在保证顧整体路用性能的基础上,大量应用乳化沥青厂拌冷再生的旧材料利用率在80%左右,而原路面结构厚度大多在16cm,其铣刨后旧料转换为乳化沥青厂拌再生混合料为12.8cm。我们在试验了10cm、12cm、14cm不同厚度的乳化沥青厂拌再生层的施工工艺和路用性能后,认为12cm为最佳厚度。

根据行车道结构层来分析,新增沥青混凝土层为12cm,再生层结构为12cm,其有效新沥青层的厚度为12cm+12cmx0.8=21.6cm。相比重置原沥青面层方案,减少了16cm-12cm=4cm厚的新沥青混合料,提高了路面沥青层厚度21.6cm-16cm=5.6cm。不但减少了资源消耗,而且也提高了路面性能。相比设置26cm沥青面层厚度的路面结构,大大减少了新增沥青混合料。

再生方式选用

沥青路面再生方式有就地热再生、就地冷再生、厂拌冷再生和厂拌热再生。江西主要应麵三种再生方式,其中以厂拌冷再生应用规模最大,具体比例约为5:10:85.

沥青路面再生方式并没有好坏之分,关键是结合特性,科学选用。对于不同路面病害与结构组合需要,各自选择或者组合选择

厂拌冷再生

2006年开始在福银高速昌九段开始铺筑厂拌冷再生实验段,以16cm再生层+12cm新增沥青面层为主。试验段效果綱,过厚再生层难以形成要求的强度,碾压质里很难控制。在后期大规模施工过程中,将路面结构调整为12cm再生层+16cm新增沥青面层。在之后的杭瑞高速九景段、大广高速泰赣段和沪昆高速昌金段的路面改造工程中,通过机理分析和实践总结,提升乳化沥青厂拌再生混合料性能,适当增加中层面厚度,形成了满足路面使用性能的典型结构方案。

乳化沥青厂拌冷再生技术的应用、可利用原有旧路面材料的80%,减少集料和沥青的用量,同时减少废弃旧料占地面积(经测算,每万吨可减少占地1.3亩)。相比单位体积的新沥青混合料,降低29.4%的造价,减少能源和碳排放在50%左右。尽管我们一般认为同厚度的乳化沥青厂拌冷再生层性能,相当于新ATB25沥青层的80%,但折算之后仍具有可观的经济效益和环境效益。

近十年的应用效果及年度的技术状况评定表明,原有的反射裂缝及jc损害现象基本被杜绝。目前出现的病害主要为轻微的车辙和少量的纵向裂缝(疲劳开裂)。原有的病害类型源自基层且分布较多,-般的处理方案都要将沥青面层全部铣刨后重置水稳基层,施工难度大、成本高、对交通影响大。相比之下,现有的病害处治极大地减少了养护成本和养护困难,可实现快速施工,减少了对交通的影响,提升经济效益和社会效益。

综上所述,乳化沥青厂拌冷再生自身存在较好的经济效益和环境效益,但更重要的是应用后路面性能提升所减少的养护投人和资源消耗,降低了对环境的影响,提升了交通服务的社会效益。

就地冷再生

沥青面层泡沫沥青就地冷再生

2009年,针对沪昆高速梨温段重度车辙和重度唧浆等病害,实施了约80km(单幅单车道)的泡沫沥青就地冷再生。实施方案为:对16cm沥青面层就地再生作为下面层,再新铺6cmAC20+4cmAC13。经过6年的使用情况表明:约90%路段的路面性能良好,剩余路段由于基层病害严重未能得到彻底处治,进而影响了整体的路面性能。

水稳基层泡沫沥青就地冷再生

2013年,针对大广高速泰赣段部分路段水稳基层损害严重的情况,实施了40km(双幅)水稳基层就地泡沫沥青冷再生。

对原水泥稳定碎石基层处理方案为:铣刨5.5cm后进行泡沫沥青就地冷再生,因该再生层混合料成品会增加10%左右厚度,即再生层顶面到达原水稳层顶面的-4cm高度。在水稳基层处治后再实施12cm乳化沥青厂拌冷再生+8cm改性AC25+4cm改性AC13。

这种典型方案应用了双层再生概念:通过对水稳基层的就地冷再生使得基层柔性化,减少其开裂的程度和概率;通过乳化沥青厂拌冷再生,延缓裂缝开裂延伸的速率和程度。同时,原水稳基层72.5%得到再生利用,原沥青面层80%得到再生利用。

尽管这种方案看似降低了基层强度,但是施T.前后的检测评定表明:原路面的病害产生并不是因为强度不足,施工后的路面的结构强度也满足规范要求。

就地热再生

就地热再生技术的应用,主要是处治上面层老化脱落和中度车辙(在26cm沥青面层路段)。在“十二五”期间,江西的路面养护重心放在处治早期修建高速公路路面的水损害问题,就地热再生技术应用起步较晚。

因大规模应用时间较短,难以全面评价其再生后路面性能。从现有工程实践来看,加热方式对原路面的影响、复拌后的再生混合料的温度控制和下卧层路面技术状况等三方面,是影响就地热再生效果的重要因素。


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