沥青路面就地热再生列车应用研究

沥青路面就地热再生技术是现场对原路面进行加热后翻松或铣刨，进而一次性拌和摊铺并碾压成型， 因此工艺与设备是影响就地热再生施工质量的关键因素［1-2］． 合适的加热温度是就地热再生施工质量好 坏的前提，温度过低，路面难以翻松，无法再生; 温度过高，会造成路表烧焦，使沥青产生不同程度的老 化［3-4］． 而加热后的铣刨工艺同样会影响就地热再生工艺的施工质量，铣刨造成的集料过分细化不仅会严 重影响集料再生配比设计的准确性，同时会破坏原集料的性质，并造成新集料和沥青用量的增加． 所以， 就地热再生施工中的良好加热和铣刨工艺是就地热再生技术实施的重要保障． 本文利用英达热再生有限 公司的大型就地热再生列车( RM) ，研究间歇式热辐射加热墙以及液压气动疏松耙对实际沥青路面加热 和翻松状况，为就地热再生技术的推广应用提供依据． 1 间歇式热辐射加热墙加热效果分析 目前的就地热再生技术中，无论是采用明火加热，红外加热或热辐射方式，一般均采用对路面持续加 热的方式［5］，由于路面材料是不良热传导体，传统的加热方式对路面进行持续的热量输出时，尽管加热功 率输出较大但是加热效果并不理想． 不仅加热效率较低，同时很容易出现路面加热深度不足，路面加热温 度分布不良的状况，使得就地热再生时路表较多的出现严重烧焦状况，而工作层层底却无法达到良好的工 作温度． RM 配备的热再生加热墙所采用的间歇式高强热辐射加热技术是一种新型的加热技术，特殊的材料 结构组成保证加热墙能同时利用墙体本身及燃气燃烧火焰产生的辐射热进行路面加热，大幅提高加热效 率; 而专有的间歇式程序控制能保证加热墙瞬间达到高温，瞬间冷却，从而可以根据实际情况及时调控对 沥青路面的加热热量，使得热量沿路面深度方向不断传导，在大幅度提高加热层层底温度的同时，避免路 表出现过高温度状况，进而保证了良好的加热效果，不仅获得了良好的加热效率与加热温度深度，同时表 层和层底的加热温度均能达到良好的就地热再生工作温度范围． 为了测试RM 就地热再生列车的加热墙对实际路面的加热效果，在沥青路面不同深度处埋设传感器． 温度场的分布状况如图1 所示． 同时对加热前后的沥青路面回收沥青，按照规范规定测试方法［6］测试加 热对沥青25 ℃针入度、15 ℃延度以及软化点等性能的影响． 为了进行对比，对实际工程中采用传统加热 方式加热后的沥青路面也进行了相应的温度及沥青性能变化测试，试验结果见表1 和表2． 就地热再生一般的处理厚度在5 cm 以内，因此，从图1 和表1 的对比可以看出，热再生加热墙能在较 短的时间内将处理厚度4 cm 处加热至120 ℃左右，同时路表的温度控制在160 ℃左右，是比较理想的就 地热再生工作温度区间; 而传统的加热方式不仅处理厚度4 cm 处的加热温度较低，同时持续加热后造成 路表的温度过高，远远超过了沥青所能承受的高温． 同时从表2 的沥青性能试验结果可以看出，相比于传 统的加热方式，加热墙的加热效果明显对路面沥青的性能影响较小． 因此，热再生加热墙能在不影响路面 沥青性质的情况下，将沥青路面快速均匀地加热，达到施工要求，有效地改善了传统加热过程中出现的路 面表面在加热过程中被烧焦而路面内层没有达到施工温度的状况． 目前，很多就地热再生设备都采用铣刨工艺破碎加热后的路面，从而造成了原路面级配的细化． 为了 图2 路面旧料对比筛分曲线 Fig． 2 Gradation curves for original，milling and scarifying pavement mixtures 改变这种状况，实现原路面材料的100% 再利用，RM 采用液压气动式疏松耙系统，利用该疏松耙齿将已经 充分加热软化的路面材料疏松，不仅能最大限度地避 免原集料被打碎，而且能方便及时地控制疏松深度与 程度． 按照规范规定方法［7］测试获得的相应的铣刨 与疏松料级配对比情况如图2 所示． 铣刨后的集料 级配曲线与旧料的级配曲线相比较，各级通过量都大 于原路面旧料，这说明了铣刨过程不仅将粗集料细化 成细集料，而且细集料也被进一步细化，最终的粉料 量也有一定增加． 铣刨后集料的细化现象不仅会影 响到再生混合料的配合比设计，同时会造成集料本身 性能的变化和新沥青用量的增加． 而疏松后的路面 材料筛分级配与原路面筛分级配基本吻合． 这说明采用液压气动耙松设备翻松加热后的旧路面，能保证 原路面材料的性质不发生变化，从而保证再生混合料性能设计的准确性． 从现场取芯状况观察，可以看出，传统黏层油罩面工艺层间黏结存在较大缺陷，而就地热再生技术的 热黏结界面在相对较为完整． 从抗剪强度试验结果可以看出，与传统的喷洒黏层油后罩面相比，采用就地 热再生技术的试验段，其芯样的完整率由36%提高到100%，芯样的平均界面抗剪强度由0. 27 MPa 提高 到0. 64 MPa，提高了层间黏结质量，从而能有效延长路面使用寿命，减少路面病害发生几率．

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