简介
沥青路面的性能会随着年龄的增长而下降。当沥青路面的性能下降到一定程度时,我们需要对其进行翻新以恢复其性能。但废弃的沥青混合料不能用于其他项目,直接处理不仅会浪费资源,还会污染环境。而旧沥青混合料的功能虽然有所下降,但这种性能下降只是因为沥青本身在老化,其内部骨料功能还很完善。路呢?本文将向读者介绍沥青混合料二次利用的基本方法之一——冷再生。
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什么是沥青混合料冷再生?
沥青路面冷再生技术是指旧沥青路面材料经过碾磨加工后的再利用,并根据再生结构层的结构特点,适当添加一些新骨料或细骨料,并添加一定量成比例。适量的外加剂(如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青或乳化沥青)和适量的水,在自然环境中连续完成物料的碾磨、破碎、添加、混合、铺装和压实,改革结构层。
旧沥青路面材料的冷再生技术在欧美、中国等发达国家已经相当成熟。国外冷再生的早期发展如下:
图1国外冷再生的早期发展
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旧沥青混合料冷再生机理分析
(1)沥青老化
沥青混合料在使用过程中会降低其路面性能,其根本原因是混合料的粘结剂——沥青材料在使用过程中发生了老化。
沥青老化是指从炼油厂提炼出来的沥青,由于长期暴露在空气中,在热、氧气、阳光和水,沥青的一系列挥发、氧化、聚合,甚至内部结构发生变化,同时性能发生变化,导致路面性能下降。
图2沥青在搅拌、储存、运输和使用过程中的老化
下表为老化沥青与基层沥青的性能对比:
表1沥青老化前后相关性能比较
(2)层次分离
沥青混合料是由一定的级配骨料、沥青、矿粉和外加剂组成。其中,骨料级配对沥青混合料的性能影响很大。在沥青混合料的设计过程中,一个非常重要的环节就是骨料级配的设计。在旧沥青混合料的二次加工中,级配的控制将对整个沥青混合料的路用性能产生重要影响。
(3)冷再生机制
为了使旧沥青路面材料再生,需要添加一定量的新粘结剂,也就是我们通常所说的稳定剂,使旧路面材料形成一个整体,作为路面结构层。人行道。稳定剂包括水泥基稳定剂和沥青基稳定剂。水泥稳定剂的主要作用是提高材料的强度路面冷再生机厂家,乳化沥青或泡沫沥青形式的沥青稳定剂具有良好的性能。
目前有两种完全不同的沥青回收工艺:
1)只有浅层沥青材料被再生。在这个过程中,乳化沥青用于从现有路面再生老化沥青。本质上,这是一个原位冷拌沥青回收过程,而不是稳定过程。
2)以沥青作为稳定剂再生材料的稳定化工艺,通常处理深度超过100mm。
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沥青混合料冷再生效果影响因素
研究表明,冷再生混合料的强度和稳定性受多种因素影响,其中主要因素包括:骨料的物理化学性质、水泥的种类和用量、混合料的含水量、条件、年龄和施工技术。
1)混合物中土壤理化性质的影响
包括土壤成分和类型的影响以及沥青混合料成分类型的影响。根据粒径分布的不同,混合物可分为悬浮致密结构、骨架-空隙结构和骨架致密结构三种物理状态:
图4混合物的三种结构
2)水泥种类和用量的影响
水泥的矿物组成和分散度对水泥稳定土的稳定效果有明显影响。
3)沥青种类和用量的影响
沥青的种类和用量对混合料的性能有着特别重要的影响。沥青用量过少会使混合料达不到相关规定标准,用量过多会使混合料不仅达不到相关标准,还会造成浪费和不经济,并起到改善路面的效果不是很明显。
4)混合物中含水量的影响
含水量对掺入水泥的沥青混合料影响很大。当含水量不足时,水泥在混合料中不能充分水化水解,水泥对混合料的稳定作用就无法发挥,影响混合料的强度。含水量过高,会出现水外流,水泥的有效成分随水流走,导致抗压强度下降;如果含水量过大,也会造成与水泥混合的沥青混合料干缩。
5)健康状况和年龄的影响
沥青混合料与水泥混合的强度是在一系列复杂的物理化学反应过程中逐渐形成的,而这些反应过程需要一定的外部条件。实验证明,一定的温度和一定的湿度有利于水泥掺混料强度的形成。
6)骨料破碎值的影响
普通水泥稳定土对骨料破碎值有一定的要求。使用水泥和乳化沥青再生旧沥青路面材料时,对骨料的破碎值也有一定的要求。
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沥青混合料冷再生的价值
(1)经济效益
旧沥青混凝土路面冷再生基层(底基层、面层)的成本主要是机械和添加剂的成本,人工成本与其他基层的建设基本相同。与其他半刚性基层材料相比,现场冷再生工艺节省了以下成本:旧路面铣刨和外运成本、基层(底基层、面层)的原材料成本、原材料运输成本、并缩短工期。 .
下表为冷再生方案的造价对比和工期对比:
(2)社会和环境效益
再生沥青混合料除了一定的经济效益外,还间接具有良好的社会和环境效益,而这些效益是无法用金钱衡量的。
旧沥青混合料因路面再生而得到充分利用,解决了沥青路面翻新产生大量废弃物造成的环境污染问题,保护了人类的生活环境,符合我国可持续发展战略中的废物循环利用。由于节省了沥青和砂石材料,减少了对材料的需求,有利于保护自然资源路面冷再生机厂家,缓解沥青材料的供需紧张;由于节省了投资,降低了工程成本,可以对一些原有不能及时改造的旧沥青路面进行修复,从而改善路况,提高公路的运输能力,减少轮胎磨损,降低运输成本,减少可能的交通事故,并确保驾驶舒适性和安全性。
结论
本文主要介绍了沥青路面的老化机理、沥青路面冷再生技术的基本原理、影响因素、经济效益和环境效益等。通过对沥青混合料冷再生基础技术的介绍,我可以充分了解该技术的基本特点和应用优势。
参考文献
[1]胡宗文.冷再生沥青路面性能与结构组合研究[D].长安大学,2012.