瀝青道路維修工藝的選擇應(yīng)該在工程、經(jīng)濟和能源三個方面加以考。
一、工程上的考慮
維修方案的選擇應(yīng)該主要依據(jù)原路面的現(xiàn)有條件和歷史施工調(diào)查。應(yīng)充分考慮以下因素:
①基于路面行駛質(zhì)量的路面現(xiàn)狀;
②路面損壞的類型、密度和程度;
③路面的結(jié)構(gòu)情況;
④所在地區(qū)的環(huán)境條件,主要是溫度和降水;
⑤路面的排水條件,包括路面排水和地下排水;
⑥施工時的考慮,包括由于橋梁和其他結(jié)構(gòu)物的限制,路緣石和排,路肩和護欄;
⑦原路面的壽命;
⑧路面原始使用的材料和加鋪層計劃使用的材料;
⑨處理后路面要求的設(shè)計壽命;
⑩過去路面維修的類型、頻繁程度和造價。
常考慮的因素有:
①路面損壞的現(xiàn)狀;
②設(shè)計期內(nèi)估計的標準軸交通量;
③原路面的結(jié)構(gòu)承載能力。
在選擇維修方式之前,設(shè)計者必須考慮環(huán)境和排水因素,以及來自相鄰結(jié)構(gòu)物的限制。既然不同維修工藝使路面具有不同的壽命周期,那么設(shè)計者應(yīng)該考慮路面的期望壽命和可利用的維修資金,同時還要考慮準備加鋪新罩面層的原路面的類型(如瀝青路面或是水泥路面),以及在新加鋪層和舊面層之間是否鋪筑隔離層的問題。后,還要著重考慮原路面損害的類型、數(shù)量和程度。
二、經(jīng)濟上的考慮
應(yīng)根據(jù)路面的造價對再生工藝進行評價。路面的造價或價值可以通過以下兩種方法來定義。1、現(xiàn)有價格(PW)。2、當量等值年費用(EUAC)。現(xiàn)有價值是指當前需要投資道路所有成本所需資金。當量等值年費用是指分攤到分析期內(nèi)等值的資金。當量等值年費用方法的優(yōu)點是可以方便地比較具有不同壽命的維修方法,同時不同維修方法的成本以現(xiàn)金形式表現(xiàn),這樣容易理解。維修方法的壽命周期費用也必須在經(jīng)濟分析中加以考慮。壽命周期是指道路在重建或大規(guī)模維修之前實際使用的時間。壽命周期費用包括初期的建筑費用和壽命周期內(nèi)的維修費用。
三、能源上的考慮
早在1915年路面再生就開始了,但直到20世紀70年代中期由于石油禁運才使得這項技術(shù)引起廣泛關(guān)注。瀝青路面的再生降低了運輸成本,減少了材料的需求,可以有效地保護能源。然而,節(jié)省的數(shù)量依賴于具體的再生類型。選擇再生方法上需要考慮的能源消耗,包括在以下工序中:材料的生產(chǎn),材料的運輸,混合料的生產(chǎn),混合料的運輸,以及混合料的攤鋪和壓實。
在終決定維修方式上事先應(yīng)該考慮以下因素:
①可以使用機械的選擇;
②承包商的施工經(jīng)驗;
③道路的結(jié)構(gòu)情況
④壽命周期費用;
⑤交通控制;
⑥施工的長度;
⑦對臨近商業(yè)的影響。
如果道路維修的方法是選擇再生,進一步就應(yīng)根據(jù)瀝青路面的具體情況,選擇再生的方法。再生方法主要有熱拌再生、就地熱再生、就地冷再生和全深度再生。這些再生方法共同的優(yōu)點:
①對原有路面重新使用,并消除了存在的問題;
②通過改變集料或粘結(jié)劑來改善瀝青混合料的性能;
③路面輪廓町以得到修正,行車舒適度得到提高;
④與傳統(tǒng)維修方法相比,成本可以降低。
下面內(nèi)容分為兩部分,分別討論不同再生方法的優(yōu)缺點和選擇再生工藝的總體指導(dǎo)方針。
熱再生是將回收料與新集料和瀝青或再生劑混合生成新的熱拌瀝青混合料。間歇式或連續(xù)式都可以用來生產(chǎn)再生料。回收料是通過冷銑刨機從路面銑刨而來,如果需要可以通過破碎機進一步破碎。再生混合料可以使用普通的熱拌瀝青攤鋪和壓實設(shè)備進行施工:。回收料和新集料的混合比例取決于混合料設(shè)計、拌和設(shè)備的類型和吸塵設(shè)備的效果。雖然已經(jīng)有報道稱舊料的使用率可以達到50%,但是典型的回收料使用量是在10%~30%。微波技術(shù)可以提高舊料使用率,這是因為回收料可以預(yù)熱。熱再生的優(yōu)點主要有以下幾幾方面:
①通過改善原瀝青材料的性能,可以使得路面的承載能力得到顯著加強,而路面的厚度沒有增加或很少增加;
②可以對面層和基層的變形進行校正;
③再生混合料的性能與普通熱拌瀝青混合料類似。
就地熱再生是在現(xiàn)場將原路面材料進行再生的施工工藝。損壞的瀝青路面被加熱軟化后,進行耙松或拌和至一定深度。如果需要,可以向同收料中添加新的瀝青混合料或再生劑。該工藝處理路面的典型深度為20mm到40mm。該工藝可以單行程或多行程施工。在單行程施工中,如果需要町以將耙松的路面材料與新材料拌和并壓實。在多行程施工中,耙松的材料被重新壓實,然后加鋪新的磨耗層。該工藝的優(yōu)點有:
①消除路表面的裂縫;
②由于路面產(chǎn)生剝落而沒有被瀝青裹附的集料,通過該工藝可以重新拌和并被瀝青裹附;
③車轍、坑洞、推擠等路表病害被消除,排水和路拱可以被重新設(shè)置;
④通過添加化學(xué)再生劑,使老化變脆的路面重新具有柔韌性;
⑤可以通過不同的工藝,將集料的級配和瀝青用量加以改善;
⑥通過增加路面的摩阻力提高行車安全;
⑦與其他傳統(tǒng)的維修工藝相比,對交通的干擾少;
⑧運輸成本可以降至低。
在就地冷再生工藝中,可以使用再生劑將原路面材料加以利用。再生的深度通常為75~100mm。在一些情形下,可以向回收料中添加新集料,用以改變再生料的性能。除r再生劑和新集料之外,該工藝通常不需要運輸任何材料。該工藝一般包括原路面的銑刨,回收料的篩分,添加再生劑和再生料的攤鋪和壓實等步驟。
就地冷再生的優(yōu)點包括:
①不需要改變路面的縱橫幾何形狀,就可以顯著改善路面的結(jié)構(gòu)承載能力;
②所有的路而損壞類型都可以被處理,同時可以配合道路拓寬施工;
③如果銑刨和再生的深度足夠深,通常可以消除反射裂縫問題;
④路而的行駛質(zhì)量可以顯著改善;
⑧運輸成本可以降至低;
⑥老路面的輪廓和橫坡可以改善;
⑦在多數(shù)工程中,只需要加鋪薄的熱拌瀝青混凝土罩面或鋪設(shè)微表處;
⑧生產(chǎn)率高、工程造價低;
⑨能量消耗低;
⑩灰塵和煙霧引起的空氣污染問題降低至低。
全深度再生是將所有的瀝青層和部分瀝青層下的材料一起處理后,形成一個新的穩(wěn)定基層。可以用不同類型的穩(wěn)定劑,例如乳化瀝青、泡沫瀝青、化學(xué)穩(wěn)定劑(氯化鈣、水泥、粉煤灰和石灰等)來改善基層的質(zhì)量。有時需要添加一些新的材料來改善再生材料的性能或用于增加基層的厚度。通常該工藝包括銑刨、添加穩(wěn)定劑、整平、壓實和加罩瀝青面層。全深度再生具有以下優(yōu)點:
①是改善路面行駛質(zhì)量經(jīng)濟有效的方法;
②消除了潛在反射裂縫的危險;
③節(jié)省自然資源;
④可以現(xiàn)場完成;
⑤與傳統(tǒng)維修工藝相比,無需加熱、拌和以及運輸成本;
⑥道路橫斷面可以得到維持或調(diào)整;
⑦施工期間可以不中斷交通;
⑧消除了廢舊材料的處理問題;
⑨改善了路基對霜凍的抵抗能力;
⑩通過減少整個路面結(jié)構(gòu)的厚度從而節(jié)省成本。
所有不同類型的再生工藝都有相對于傳統(tǒng)維修工藝的優(yōu)點。然而一定再生工藝的選擇應(yīng)主要基于原路面的損壞類型。這是因為所有的再生方法都不能同樣適合處理不同類型的病害。應(yīng)用哪種再生工藝不僅取決于路面的病害類型,也取決于損壞的程度和范圍。出于這種原因,在嘗試使用任何再生工藝之前,全面而詳細的路況調(diào)查就顯得特別重要。道路的病害類型、程度和范圍一旦確定,要對不同工藝的經(jīng)濟實用性進行評價。
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