CN102071630A

CN102071630A - 泡沫沥青冷再生装置及基层施工工艺

Info

Publication number: CN102071630A
Application number: CN 201010607151
Authority: CN
Inventors: 薛成; 徐增权; 高晓宇
Original assignee: CCCC Second Highway Engineering Co Ltd
Current assignee: CCCC Second Highway Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明涉及一种高速公路沥青路面养护维修中基层的施工技术，特别是泡沫沥青冷再生装置及基层施工工艺，泡沫沥青冷再生装置，其特征是：包括高温喷头、热沥青管道和热沥青，热沥青在热沥青管道一端进入到另一端，在热沥青管道中间下端垂直连接有泡沫沥青出口管道，上端垂直连接高温喷头，泡沫沥青出口管道上端一侧为水入口，另一端为风入口，水入口连接环境水源，风入口连接热风源，高温喷头产生的高温蒸汽作用在热沥青管道内的沥青上；泡沫沥青冷再生基层施工工艺，泡沫沥青冷再生基层施工分为四个阶段：施工准备阶段、工程实施阶段、工程验收阶段、投入运营阶段。它提供了一种温控范围小，操作容易，发泡效果容易控制的泡沫沥青冷再生装置及基层施工技术。

Description

泡沫沥青冷再生装置及基层施工工艺

技术领域

本发明涉及一种高速公路沥青路面养护维修中基层的施工技术，特别是泡沫沥青冷再生装置及基层施工工艺。

背景技术

按照沥青路面的设计寿命(15～20年)，我国目前已修建的许多公路将陆续进入修复养护阶段，如果采用传统的方法，将铣刨下来的大量废旧沥青混合料废弃，一方面造成环境污染，另一方面是对资源的极大浪费。泡沫沥青冷再生技术是利用沥青发泡技术将铣刨后废弃的沥青材料重新稳定，并在压实功的作用下形成具有一定路用性能的路面结构层。这项技术可以将废弃的沥青路面材料再生使用，而且可将其中的老化沥青重新激活，变废为宝，从而达到保护环境、节约资源的目的；同时利用泡沫沥青再生技术可以将传统的路面结构改造成柔性基层路面结构，从而优化路面结构组合形式，延长路面使用寿命。

近年来，泡沫沥青冷再生技术在国内外日渐兴起，并作为一种经济有效的维修工艺为现代化道路养护带来新的思路。泡沫沥青混凝土作为对旧有路面修复的一种技术，正越来越多地被使用。然而目前公开的技术，泡沫沥青冷再生混合料成品的质量还不是很高，沥青发泡温度在150℃～180℃之间，范围很大，施工过程中不好控制。没有一套很好的具体的碾压工艺技术指导施工，因此如何控制泡沫沥青冷再生基层施工质量成了一个很棘手的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种温控范围小，操作容易，发泡效果容易控制的泡沫沥青冷再生装置及基层施工技术。

本发明的目的是这样实现的：泡沫沥青冷再生装置，其特征是：包括高温喷头、热沥青管道和热沥青，热沥青在热沥青管道一端进入到另一端，在热沥青管道中间下端垂直连接有泡沫沥青出口管道，上端垂直连接高温喷头，泡沫沥青出口管道上端一侧为水入口，另一端为风入口，水入口连接环境水源，风入口连接热风源，高温喷头产生的高温蒸汽作用在热沥青管道内的沥青上，使热沥青管道内的沥青变为高温热沥青，高温热沥青融化向下进入泡沫沥青出口管道的入口，在入口会受到泡沫沥青出口管道一侧水入口进入的冷水滴，当冷水滴以环境温度与高温沥青3(160℃-165℃)接触时，将发生以下连锁反应：热沥青与小水滴表面发生热量(能量)交换，使水滴加热至100℃，同时沥青冷却；沥青传递的热量超过了蒸汽潜热，导致体积膨胀，产生蒸汽；热沥青管道内的蒸汽泡在一定压力下压入沥青的连续相；随着融有大量蒸汽泡的泡沫沥青从泡沫沥青出口管道喷嘴喷出。

泡沫沥青冷再生基层施工工艺，泡沫沥青冷再生基层施工分为四个阶段：施工准备阶段、工程实施阶段、工程验收阶段、投入运营阶段：其中，工程实施阶段：

1)封闭交通；

2)路表清洁、施工设备就位、测量放样；

3)原路面铣刨；

4)清理下承层；

5)进行弯沉检测；

6)病害处理；

7)洒粘层油；

8)泡沫沥青冷再生基层混合料的拌和、运输、摊铺、碾压；

在工程实施阶段8)中，混合料的拌和中从泡沫沥青出口管道喷出的泡沫沥青温度控制在160℃-165℃之间；

泡沫沥青按下表检查指标：

序号	项目	技术要求	试验方法
				1	膨胀率	不小于10	泡沫沥青再生发泡设计
2	半衰期	不下于8	泡沫沥青再生发泡设计

在工程实施阶段8)中碾压按如下工艺初压、复压和终压三个过程，其中，

初压：采用一台双钢轮压路机(自重12t以上)静压一遍，然后高频低幅方式振压一遍，共两遍，碾压速度为1.5km/h；

复压：采用两台大吨位(20t以上)的单钢轮振动压路机碾压，低频高幅各振压3遍，共6遍，碾压速度为2.0km/h；

终压：采用两台轮胎压路机(自重26t以上)碾压，各4遍，共8遍，碾压速度为2.0-2.5km/h。

本发明的有益效果是，泡沫沥青冷再生混合料可作为沥青下面层和基层使用，并表现出良好的性能。其优点主要表现在可以对沥青面层和基层材料进行全厚式再生，同时将半刚性基层转换为半柔性基层，符合国际柔性路面基层的潮流；泡沫沥青再生技术仅需加热沥青，不需要加热和烘干集料。从而节省能源；与半刚性基层相比，其养护时间短，施工期短，对交通影响小。

泡沫沥青提高了剪切强度，降低了水敏感性。强度特征接近半刚性材料，但又具有柔性性质和良好的抗疲劳特性，能够有效地减少反射裂缝。因为旧料得以全部就地利用，减少了新材料的开采，不存在旧料运输和废料弃放的问题，不用开设施工便道，保护了环境。

通过应用这种泡沫沥青冷再生基层施工技术，使泡沫沥青冷再生基层混合料的质量得到了很好的控制，成品的各项技术指标均满足规范要求，产品一次成优率提高明显。

附图说明

图1为泡沫沥青的发泡原理图。

图中：1、喷头；2、热沥青管道；3、热沥青；4、水入口；5、风入口；6、泡沫沥青；7、泡沫沥青出口管道。

具体实施方式

泡沫沥青发泡的基本过程如图1所示。包括高温喷头1、热沥青管道2和热沥青3，热沥青3在热沥青管道2一端进入到另一端，在热沥青管道2中间下端垂直连接有泡沫沥青出口管道7，上端垂直连接高温喷头1，泡沫沥青出口管道7上端一侧为水入口4，另一端为风入口5，水入口4连接环境水源，风入口5连接热风源。高温喷头1产生的高温蒸汽作用在热沥青管道2内的沥青上，使热沥青管道2内的沥青变为高温沥青3，高温沥青3融化向下进入泡沫沥青出口管道7的入口，在入口会受到泡沫沥青出口管道7一侧进入的冷水滴，当冷水滴(环境温度)与热沥青3(160℃-165℃)接触时，将发生以下连锁反应：热沥青3与小水滴表面发生热量(能量)交换，使水滴加热至100℃，同时沥青冷却；沥青传递的热量超过了蒸汽潜热，导致体积膨胀，产生蒸汽。热沥青管道2内的蒸汽泡在一定压力下压入沥青的连续相；随着融有大量蒸汽泡的泡沫沥青6从泡沫沥青出口管道7喷嘴喷出，压缩蒸汽膨胀使略微变凉的沥青形成薄膜状，并依靠薄膜的表面张力将气泡完全裹覆；在膨胀过程中，沥青膜产生的表面张力抵抗蒸汽压力直到一种平衡状态，由于沥青与水的低导热性，这种平衡一般能够维持数秒的时间；发泡过程中产生的大量气泡以一种亚稳态的形式存在，泡沫将会逐渐破灭。泡沫沥青产生的过程中并没有化学反应的发生，只是物理性能的暂时改变，当注入的冷水(通常为沥青质量的1-2％)遇到热的沥青时，形成了无数微小的气泡组成蒸汽状态，这种状态只是维持几分钟后，沥青即又恢复到原来的性能。对于粘度值较大或高等级的沥青，通常需要加入一定压力，促进泡沫的生成。处于泡沫状态的沥青与高速搅拌状态下的冷湿集料具有很好的裹覆性能，并且这种裹覆作用在常温下只针对集料中的一定粒径的细集料，通过裹覆这些细料形成高粘度的沥青胶浆，并在压实作用下粘结粗集料形成强度。

泡沫沥青冷再生基层施工分为四个阶段：施工准备阶段、工程实施阶段、工程验收阶段、投入运营阶段。

1、施工准备阶段：

1)进行路况调查，确定施工方案；

2)进行原材料试验、配合比设计；

3)交通封闭方案设计，设备调试及校验；

2、工程实施阶段：

1)封闭交通；

2)路表清洁、施工设备就位、测量放样；

3)原路面铣刨；

4)清理下承层；

5)进行弯沉检测；

6)病害处理；

7)洒粘层油；

8)泡沫沥青冷再生基层混合料的拌和、运输、摊铺、碾压。

3、工程验收阶段：

1)现场清理；

2)质量检测；

3)养生。

4、投入运营阶段：

1)解除交通封闭、开放交通；

2)质量跟踪检测。

在工程实施阶段8)中，混合料的拌和中从泡沫沥青出口管道7喷出的泡沫沥青6温度控制在160℃-165℃之间；

泡沫沥青6按下表检查指标：

3、检测指标

泡沫沥青冷再生混合料试验配合比设计技术要求

泡沫沥青冷再生结构层现场检测项目

泡沫沥青冷再生基层其具有如下优点：泡沫沥青混合料可以储存达一个月时间，不会影响其使用性能；全厚式技术进行更深的稳定处理，可达30cm；施工节约时间，道路碾压后几乎立即能够开放交通；；与热拌沥青相比，节约能源，石料不需加热；泡沫沥青提高了剪切强度，同时减小了粒料对水的敏感性；与热拌沥青混合料相比，具有更好的抗车辙和抗疲劳性能；用泡沫处治可较其它的冷法混合工艺适用于更广泛的骨料种类；与其它冷法拌和技术相比，对沥青及水的用量低，从而减少了费用；从环境角度来看，避免了挥发物质的生成；泡沫沥青混凝土可在各种天气条件下进行施工，如冷天和小雨，都不影响其使用性。其特征为路面再生料的回收提供了极大的利用价值，也提供了一种较好的沥青冷再生基层结构。

Claims

1.泡沫沥青冷再生装置，其特征是：包括高温喷头（1）、热沥青管道（2）和热沥青（3），热沥青（3）在热沥青管道（2）一端进入到另一端，在热沥青管道（2）中间下端垂直连接有泡沫沥青出口管道（7），上端垂直连接高温喷头（1），泡沫沥青出口管道（7）上端一侧为水入口（4），另一端为风入口（5），水入口（4）连接环境水源，风入口（5）连接热风源，高温喷头（1）产生的高温蒸汽作用在热沥青管道（2）内的沥青上，使热沥青管道（2）内的沥青变为高温热沥青（3），高温热沥青（3）融化向下进入泡沫沥青出口管道（7）的入口，在入口会受到泡沫沥青出口管道（7）一侧水入口（4）进入的冷水滴，当冷水滴以环境温度与热沥青（3）在160℃-165℃之间接触时，将发生以下连锁反应：热沥青（3）与小水滴表面发生热量交换，使水滴加热至100℃，同时沥青冷却；沥青传递的热量超过了蒸汽潜热，导致体积膨胀，产生蒸汽；热沥青管道（2）内的蒸汽泡在一定压力下压入沥青的连续相；随着融有大量蒸汽泡的泡沫沥青（6）从泡沫沥青出口管道7喷嘴喷出。

2.泡沫沥青冷再生基层施工工艺，泡沫沥青冷再生基层施工分为四个阶段：施工准备阶段、工程实施阶段、工程验收阶段、投入运营阶段：其中，工程实施阶段：

1）封闭交通；

2)路表清洁、施工设备就位、测量放样；

3)原路面铣刨；

4)清理下承层；

5)进行弯沉检测；

6)病害处理；

7)洒粘层油；

8)泡沫沥青冷再生基层混合料的拌和、运输、摊铺、碾压；

在工程实施阶段8）中，混合料的拌和中从泡沫沥青出口管道（7）喷出的泡沫沥青6温度控制在160℃-165℃之间；

在工程实施阶段8）中碾压按如下工艺初压、复压和终压三个过程，其中，

初压：采用一台自重12t以上双钢轮压路机静压一遍，然后高频低幅方式振压一遍，共两遍，碾压速度为1.5km/h；

复压：采用两台20t以上大吨位的单钢轮振动压路机碾压，低频高幅各振压3遍，共6遍，碾压速度为2.0km/h；

终压：采用两台自重26t以上轮胎压路机碾压，各4遍，共8遍，碾压速度为2.0-2.5km/h。