沥青混合料的熔点较低,温度太高的话要被废弃。沥青材料具有较差的温度稳定性,在冬季的时候,容易脆裂,夏季易软化;压实的混合料空隙率大,耐水性差,易产生水损坏;沥青为高分子材料,耐老化性差,耐久性不易保证;平整度的保持性差,不仅沉降使平整度劣化,而且材料软化易形成车辙等。
优点也有很多,表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、耐磨、不扬尘易清洗、施工期短、养护维修简便可再生利用、适宜分期修建等。
沥青混合料的熔点较低,温度太高的话要被废弃。沥青材料具有较差的温度稳定性,在冬季的时候,容易脆裂,夏季易软化;压实的混合料空隙率大,耐水性差,易产生水损坏;沥青为高分子材料,耐老化性差,耐久性不易保证;平整度的保持性差,不仅沉降使平整度劣化,而且材料软化易形成车辙等。
优点也有很多,表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、耐磨、不扬尘易清洗、施工期短、养护维修简便可再生利用、适宜分期修建等。
利用燃料在金属纤维表面燃烧产生的红外线加热沥青路面,由于红外线对沥青混凝土的穿透力为2-3英寸,因此可以在较短的时间内将沥青料软化,再经过翻松、找平、压实等工序即可完成修补。由于没有传统维修方式的冷热接缝,因此修补后的质量要好,寿命延长,而且大大降低了维修费用,还不受季节的影响。 利用同样的原理,可以对路面进行整体再生翻修,即经过加热车的加热后,表面沥青层已经软化,再经过主机的铣刨、搜集、加再生剂搅拌后,直接撒布摊铺,然后压实。这整个过程是连续作业,翻修速度一般为2-3m/min 金属纤维燃烧器的主要优点是:
1、低CO:由于是完全预混燃烧,燃烧更为充分,CO的排放量很低
2、低NOx:在红外线燃烧模式下,<10ppm
3、噪音低:可以实现安静燃烧。
4、热效率高:采用完全预混燃烧方式,空气过量系数极低,热效率较常规燃烧器提高10%以上
5.负荷调节范围大:红外线燃烧模式:70-500kw/m2蓝焰燃烧模式:500-20000kw/m2
6.使用寿命长:20000h 。
7.可以根据客户产品特性和需求做成各种不同形状的燃烧器 。金属纤维燃烧器的应用领域:茶叶杀青,小型锅炉,商业厨具,节能改造工程,采暖、玻璃及金属材料的退火、织物纸张的干燥、物料解冻、涂料固化、沥青路面热再生、烘烤设备等。
*设备产能下降
众所周知,间歇式沥青混合料搅拌设备的产能主要是由拌锅容量和生产周期决定,在拌锅容量一定的前提下,生产周期越短产能越高,反之则产能降低。再生生产时产能降低也主要是由于生产周期加长而导致的,引起周期加长的原因有:
*搅拌时间延长
设备在进行再生生产时,尤其是当RAP添加比例较大时,为了保证混合料的搅拌效果(均匀性、一致性),需要适当延长搅拌时间。而在极端情况下需要用到再生剂时,还需要相应增加RAP与再生剂的干拌时间。
1、加热系统主要由燃烧装置、加热装置、燃料罐、液压装置、发动机、操纵装置、行走装置等组成,它的用途是将需要再生处理的沥青路面均匀加热至要求的温度。
2、新加混合料供给装置:该装置由料斗及链板式输送机组成,用来供给沥青混合料。
3、铣刨装置:主要部分是转子结构,通过转子的转动铣刨沥青路面。其设计的关键是刀具更换的方便及刀具的优化排列,在现场可以快速更换并使刀具即使在最大的工作深度也具有足够的拌和空间,同时还能保证转子工作平稳,从而降低转子驱动系统的磨损提高其寿命。
1、旧路面加热温度控制
确保加热、耙松、摊铺后温度控制在160℃-180℃,既不能过高,以避免加剧沥青路面的老化,又不能过低,以避免影响再生质量和压实质量。应及时测量加热后温度,并调整加热机、再生机加热档位或调整机组行走速度。
2、平整度控制
必须保证再生路面厚度均匀一致、尤其是铣刨深度绝对不能时深时浅。
控制好摊铺机的行进速度,尽量少停机,确保厚度均匀。控制好压路机的碾压工艺,避免急起步、急刹车,坚持平稳行驶。加强现场监控,配备3m直尺,发现平整度不好时及时查找原因,予以纠正。
3、施工缝质量控制
施工缝接缝处必须平顺、密实,每天收工时记住松铺刻度值,再次开工时即延续此松铺系数。现场配备小孔筛,接缝出现离析时筛小料填充,以保证接缝质量。
4、关键工序控制
(1)再生剂添加量的确定
沥青路面就地热再生的关键之一是确定再生剂的添加剂量。
首先,对拟进行就地热再生施工的路段进行旧路面现场取样。取样应选择具有代表性的旧路面,深度为125px。将取回来的样品在实验室进行旧沥青抽提和回收试验。对回收的旧沥青做针入度、软化点、延度试验。将试验结果与该路段竣工时(即施工时新沥青)资料进行对比,判断原路面沥青的老化程度。
其次,将回收来的旧沥青按不同比例掺入再生剂进行实验室试验,并测试再生后的沥青三大指标(针入度、软化点、延度),确定掺加再生剂的最佳比例。
最后,按最佳再生剂掺量对原路面取样材料进行实验室再生,将再生混合料进行马氏试验,测试试件的稳定度、流值、密度、饱和度和空隙率,用这些指标验证再生剂的掺量。
现场控制必须多做试验,加强监控,确保再生剂喷洒量准确。对再生剂的喷洒装置必须每天进行清理,防止喷嘴堵塞。
(2)碾压质量的控制
碾压质量对路面成型质量,路面性能和耐久性有重要影响,控制压实度是施工质量控制的一个重要内容。根据以往热再生的施工经验,拟采用以下措施保证压实度。
①确定专人负责,严格按照既定的碾压程序指挥碾压操作。
②确定专用压路机,保持良好工作状态,在整个施工期间,保证定设备、定操作者(熟练的压路机司机),不得随意更换。
③严格质量监控,配备专用的红外温度仪和密度仪,及时获得操作条件及施工质量参数。及时分析现场数据,快速反应质量反馈信息,根据实际条件调整操作参数。
5、实验检测控制
(1)试验项目:沥青抽提筛分、沥青回收、马歇尔试验、沥青三大指标、压实度、车辙试验。(其中:沥青抽提筛分、沥青回收、马歇尔试验、沥青三大指标、压实度为每台班必做试验项目;车辙试验必须保证两个台班做一次)。
(2)试验室人员必须保证每天随机取样不少于2次,每次取样新旧沥青混合料各不少于50kg,装于保温桶中。钻芯取样按国标规定每车道每200米取芯样1个,并将准确桩号标记于新样上,及时将芯样送到试验室完成每天的试验项目。。
(3)取样完毕后,必须将污染路面清理干净,将取样后的坑洞用新的沥青混合料填补夯实;
(4)试验室完成当天的试验项目后,须在第一时间将试验数据通知机组人员,并认真、准确记录试验数据。
6、施工机械保障
(1)运输设备
热拌沥青混合料宜采用较大吨位的运输车辆,标准载重不小于15吨。运输车辆应用蓬布覆盖,用以保温、防雨、防污染,对于改性沥青混合料运输,运输车辆在任何情况下都必须加盖蓬布,以防止运输车表面混合料降温结成硬壳。
(2)压实设备
沥青混合料碾压设备应根据规范要求采用双钢轮压路机及轮胎式压路机组合碾压。应保证压路机的雾化喷嘴完好,机械运转正常,并严格控制碾压温度、遍数和速度,在作业期间,不得停顿,保持连续不断。
采用工业控制计算机、I/O采集以及高精度称重系统,根据混凝土生产工艺和质量要求,通过控制软件实现数据采集和生产全自动控制,并实时记录生产数据信息,使用数据管理可查询/打印多种生产报表。
系统硬件配置科学,选型合理坚持全球化采购原则。系统整体稳定性好,功能强大,操作简便;软件主要功能特点:
1.自动含水率换算功能。
2.批量总盘数和盘次方量可自动换算,减少工作量及误操作可能性。
3.自动补称、自动扣称及自动调整配料参数功能,提高了配料精度。
4.自动连续生产功能,从而提高生产效率。
1、厂拌热再生需要从旧路面上铣刨原路面,还要大量运输车辆运旧混合料,回来后先要找个地方堆放起来,加入沥青、再生剂、新集料后再拌合,然后再运输到路上,中间有热量损失。工程时间长,成本高、对民众出行影响大、污染环境。
2、就地热再生从加热原路面、疏松旧料、洒布沥青再生剂、添加新料、拌合、摊铺、到最后碾压一次性完成,相比厂拌,节省了铣刨、两次运输环节,不需旧料占用土地,不用再建厂拌拌合楼。施工速度快,综合成本低。
3、就地热再生质量优于厂拌,铣刨时破坏了原路面级配,造成了花白料,热量损失也大,而专业的就地热再生不存在这些现象。
4、就地热再生交通干扰少,不扰民,施工时只占用一个车道,施工速度快(4-6m/min),不影响民众出行。
5、厂拌能耗高,污染大,而就地热再生完全符合低碳循环经济的要求。
厂拌热再生法就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂,再集中破碎,根据路面不同层次的质量要求,进行配比设计,确定旧沥青混合料的添加比例,再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌和成新的混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,铺筑成再生沥青路面。 厂拌热再生法优点:
1.设备投资较小。在原有沥青拌和站的基础上增加一套厂拌热再生附楼的投资约300万。
2.混合料质量较好控制。生产前我们可以根据原路面再生料的沥青含量、沥青老化程度、集配、含水率等参数进行化验,选择合适的再生剂或者设计合适的再生工艺,从而较好地保证了再生沥青混合料的质量。
3.重新铺筑的路面标高不会变化。
4.再生后的混合料可以运回原路面摊铺,也可以运到其他工地摊铺。可较充分的利用所有再生料。
5.再生料在加热过程中产生的蓝烟(沥青释放出的轻油份)可借助与之配套的原生机燃烧器、干燥滚筒、除尘器进行二次燃烧处理,减少了废气污染。
目前我国的公路建设飞速发展,每年投资规模已经超过2000亿元。在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期,大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃,一方面造成环境污染,另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏国家来说是一种资源的浪费,而且大量的使用新石料,开采石矿会导致森林植被减少,水土流失等严重的生态环境破坏。
按照沥青的设计寿命(15-20年),从现在起,每年有12%的沥青路面需要翻修,旧沥青废弃量将达到每年220万吨之巨,如能加以利用,每年可节省材料费3.5亿人民币,而这个数字是以每年15%的速度增长的。10年以后,沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万吨,届时通过再生利用每年可节约材料费15亿元。否则这些为数巨大的沥青混凝土层翻挖后只能白白的废弃掉,不仅浪费了资源,也会对环境造成严重的污染。因此,沥青再生技术的研究、推广和相关专用设备的开发,对降低建设成本、保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义,随着我国高等级沥青路面维修养护量不断增加,对沥青路面再生技术有必要加强理论研究,开发合适的再生剂和机械设备,为再生旧料在实际工程中的大量应用奠定基础。
国内外研究概况
国外对沥青路面再生利用研究,最早从1915年在美国开始的,但由于以后大规模的公路建设而忽视了对该技术的研究。1973年石油危机爆发后美国对这项技术才引起重视,并在全国范围内进行广泛研究,到八十年代末美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半,并且在再生剂开发、再生混合料的设计、施工设备等方面的研究也日趋深入。沥青路面的再生利用在美国已是常规实践,目前其重复利用率高达80%。
西欧国家也十分重视这项技术,联邦德国是最早将再生料应用于高速公路路面养护的国家,1978年就将全部废弃沥青路面材料加以回收利用。芬兰几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作。法国现在也已开始在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中推广应用这项技术。
沥青路面现场热再生方法的主要特点是:
(1)任何直接重铺或铣刨后再填补的工程都可以用热再生的方法,旧路面混合料就地再生利用,不需要搬运废料过程及废弃物堆放场地。
(2)能保存骨料的的完好,保留沥青的组成及性能,100%地利用旧料。而传统的工厂再生法只能利用40—50%旧料,新的设备能够产生更高质量的沥青,它和新的沥青混和料具有一样的生命周期。
(3)不受大的交通流量的限制,与以前的维修方法相比,影响交通及沿途居民的程度小,施工结束就可以开放交通。
(4)施工产生的振动、噪音比其他施工方法小,有利于环保。
(5)此维修方法是以路面面层为施工对象,适于基层承载力良好,因面层疲劳而龟裂,车辙,破损的路面。损坏波及到基层以下时,原则上不适用,或必须首先对基层进行处理。现场热再生一般不能纠正属于结构上的破坏。
(6)现场热再生不能修复位于沥青层以下较深位置的伸缩裂纹,可以达到最大深度为50mm的位置,在某种情况下,可以达到更深的再生深度。
(7)在实行现场热再生方法前,路面上的大量冷混合料补丁,喷涂补丁,必须除掉。
(8)此方法是在路上加热旧路面,容易受特殊气温的影响,寒冷季节一般不宜施工,天冷以及雨天时效率将有所降低。