用户名:  密码:   刊号:ISSN1001-554X/CN11-1956/TU  
 
首页 资讯 刊物平台 期刊订阅 期刊下载 广告服务 在线调查 在线投稿 杂志介绍 读者俱乐部 工程机械租赁分会 行业书屋
维特根泡沫沥青冷再生工艺——建筑机械杂志社
案例 作者:user 加入时间:2006/12/7 12:12:55 点击:4032 
 
PDF格式浏览
案 例 CASE
  维特根泡沫沥青冷再生工艺
 王俊杰
 (衡水市交通局公路管理处,河北 衡水 053000)
2005年,在美国犹他州zion国家公园的景观道路,采用的泡沫沥青全深度再生工艺证实了该工艺可以在环保要求较高的区域应用,经济有效的完成道路重建,可以把对生态的影响降到最低。
美国从1920年中旬的Glacier国家公园工程开始,到第二次世界大战期间,NPS(美国国家公园服务机构)修建了很多公园道路,在每个工程中,NPS都坚持道路必须“轻铺在地面上”,也就是说道路设计必须考虑到审美角度,并与自然环境搭配。
由于这些公园令人沉醉的美景和便利的交通,近年来越来越多的人光顾这里,促使交通量日益增加,而大型卡车和娱乐车的比例又很高,远远超过了路面最初结构设计能力。
根据美国公园保护协会的调查,全长8047km(5000英里)的国家公园道路中,65%处于情况恶劣或一般的状态。现在业主们一定会问: “这些损坏的道路采用什么工艺修复,才能经济环保且耐用呢?”简单加铺几层热拌沥青混合料,既不经济又不美观,也解决不了路面结构强度不足的问题。美国联邦公路总署决定采用泡沫沥青全深度再生(FDR)的工艺作为路面修复的解决方案。
全深度再生时,沥青层和指定深度的粒料基层被整体现场破碎,并在其中添加泡沫沥青和水泥稳定剂。添加一定量的泡沫沥青和水泥的混合料作为坚固的柔性基层,这种工艺在全世界以及美国取得了成功的应用,包括美国联邦公路总署在亚利桑那州Canyon de Chelly公路、蒙大纳州Helena国家森林道路、新泽西州特拉华峡谷国家游乐区和科罗拉多州落基山国家公园。
使用泡沫沥青再生工艺修复Zion国家公园公路,可将旅游交通的影响程度以及噪声和粉尘污染程度降到最低。无需使用运输铣刨旧料和新沥青混合料的运输卡车车队,从而节约了大量的汽油和柴油,也大大避免了施工引起的交通堵塞现象。

景观道路的疲劳和裂缝
Zion国家公园最美的景点是Zion峡谷,这是由自然河流穿过科罗拉多高原红色砂岩形成的804.67m(0.5英里)深的峡谷,峡谷内有一个8km(5英里)长的景观道路。然而这条路上已有中到重度的裂纹和疲劳现象,车辙深度超过1.27cm(0.5英寸),需要进行结构性修复。
然而,现在每年来这里的游客已经超过25万人,是过去20年内来访游客的2倍还多。由于交通堵塞很严重,于1991年禁止汽车驶入,采用轮胎式豪华大巴服务。
2005年,美国联邦公路总署丹佛支部投资了公园路面再生工程。修复8km(5英里)的景观道路,和从公园南入口到景观道路之间的约1609m(1英里)的道路。
工程总承包商是犹他州的州际飓风石公司,再生部分由科罗拉多州的Son-Haul公司分包。合同要求再生全深度沥青层和20.32cm(8英寸)厚的基层。再生时,用泡沫沥青和普通水泥作为添加剂。再生基层养生后,在其上加铺6.35cm(2.5英寸)厚的热拌沥青混合料(HMA)。2006年初,采用单层石屑封层从而使路面颜色变为红色,达到NPS的预期效果。

什么是泡沫沥青
“泡沫”或“膨胀”沥青是一种基层再生工艺,对美国而言是一种新工艺。这种工艺在其他许多国家都广泛应用,相对其他工艺而言,为路面基层提供了一种节约高效的再生方案。
再生时,水以一定的比例添加到热沥青中,水大约占沥青质量的2%~3%。当遇到冷水时,热的液态沥青迅速膨胀形成大量的泡沫,这与水滴落在热炉上的热油所产生的飞溅效果类似。水使沥青产生雾化效果,仅在短短几秒钟内,沥青的体积膨胀15~30倍。精确计量的水控制沥青的膨胀比。膨胀的沥青粘度降低,表面积增加,作为骨料和细料的粘结剂。
发泡过程的质量和效果可通过控制一些物理条件(诸如大气压力和气温)来改善。这种控制也可以应用于由WR2500S冷再生机(WR2500冷再生机升级产品)或WR2000和WR2400冷再生机完成泡沫沥青就地再生工艺。
泡沫沥青由WR2500S冷再生机的膨胀室内直接喷洒到转子室内,并与回收的沥青层和部分基层材料拌和。
泡沫沥青并不能将骨料的所有表面包裹,而是形成胶状物或灰浆材料将粒料粘结在一起。尺寸小于75祄的细料有利于泡沫沥青在材料中的分散效果。
冷再生机和沥青罐车配合使用,沥青罐车在冷再生机前面,由冷再生机推动前进。沥青被加热到175℃(350°F),水罐车在后面,由冷再生机拉动前行。
当热沥青粘结剂中喷洒少量的水时,沥青的体积迅速增加形成黑色的泡沫状。衡量发泡质量的2个参数是膨胀比和半衰期,这对道路基层再生质量至关重要。
膨胀比是泡沫沥青最大体积与初始沥青体积的比值,这个指标可以表明泡沫沥青在回收料中的分散和粘结效果。半衰期是泡沫沥青由最大体积衰减到一半时所需的时间,可以表明泡沫沥青的稳定性。当沥青温度或喷入的水量增加时,泡沫沥青膨胀比增加,而半衰期减小。冷再生工艺的最佳泡沫沥青膨胀比为15倍,最佳半衰期为12s。
然而,每个具体的泡沫沥青混合料设计都不同,应以路面的具体材料为基础。根据从工地取得的材料试样作实验室测试,最初的混合料设计要求添加3.0±0.3%的泡沫沥青和1.0%的普通水泥,压实度不低于97%修订葡式最大干密度值。
路面结构设计
20年的路面结构设计对于这个工程(80万~100万ESALs)而言有些偏高。约70%的载荷来自于旅游大巴的重交通。设计工程师限定了最小的材料等级为6.35cm(2.5英寸),满足最小的几何和安全标准。为了满足这些规范,设计了20.32cm(8英寸)厚的泡沫沥青再生基层和6.35cm(2.5英寸)的热拌沥青混合料罩面层。这种设计可承受约60万ESALs,具有14~15年的服务寿命。
工程中,Son-Haul公司设计了一台SH-1000水泥/沥青/水车,可以与WR2500S冷再生机配合使用,该设施中相互独立的容器可容纳22712L(6000加仑)的沥青,25t水泥和5678L(1500加仑)的水。加热系统保持沥青温度不低于160℃(320°F)。在该温度下,泡沫沥青的膨胀比最大。
SH-1000由维特根WR2500S冷再生机推动前行,可以向再生机转子室按比例精确添加沥青和水,还能在再生机前向路面无尘撒布水泥。
悍马 3412型振动式凸块压路机紧随WR2500S冷再生机之后完成初压。自行式平地机整形再生层,使再生基层路面光滑,具有一定的横坡度。再用振动式钢轮压路机压实达到97%的规定密实度,压实后的再生基层表面少量洒水养生,再用胶轮压路机压实,轮胎压路机的压实可以将细料带入表面,从而形成致密的表面,随即开放交通。
一旦压实工作结束后,泡沫沥青冷再生基层可随即开放交通,在冷再生基层上还需要6.35cm(2.5英寸)厚的热拌沥青混合料罩面。为了使道路与周围美丽的景致协调一致,单层石屑封层采用的材料是当地红色骨料,已在2006年摊铺完成。
建筑机械杂志社
2018年7月17日
 
稿件录用查询
稿件编号:
稿件作者:
期刊查询
 
期刊订阅
 一年《建筑机械》120元
 《建筑机械》合订本印刷版100元
 《建筑机械》单本10元
声明:订阅最终解释权在建筑机械杂志社
期刊下载
《建筑机械》杂志社版权所有,未经授权禁止复制或建立镜像
建筑机械杂志网站 服务咨询电话:010-84018100 84018035  传真:010-84018119  电子邮箱:gaojian@cm1981.com.cn
[京ICP备07015113号] 技术支持:泽瑞通信