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農村公路冷再生瀝青路面材料和結構研究
2019年05月21日    閱讀量:8342    新聞來源:REWAY  |  投稿

冷再生技術被不斷應用于農村公路的養護與改造中,勢必對于我國農村公路的建設起到至關重要的作用。本文通過三個方面進行論述的,分別為:我國對冷再生技術的研究、農村公路冷再生瀝青路面材料、農村公路冷再生瀝青路面結構。通過這三個方面來介紹冷再生技術是如何在農村公路的養護與改造中進行應用的,希望可以為今后農村公路的建設提供借鑒瀝青網sinoasphalt.com

1.我國對冷再生技術的研究
  

20世紀80年代,隨著國民經濟的發展,我國公路上的重型車輛日益增多,對瀝青路面的損壞日漸嚴重,因此需要對公路進行改造和修建,這就使得對瀝青路面材料再生利用技術展開研究。
  

1982年,對瀝青混合料再生利用技術進行研究。通過研究建立起了瀝青混合料的再生設計方法。
  

我國于上世紀80年代中后期開始對公路進行大規模地建設。新公路的大量建設,也帶來了許多新問題。在當時對于路面再生技術沒有給予重視,與此同時,當時對于公路的修建要求比較低,所以導致在當時對于舊瀝青路面材料再生利用這一問題沒有引起重視,所以導致我國對路面材料再生技術的研究在這個時期基本處于停滯狀態。
  

最近這幾年,我國有比較多的瀝青路面破損嚴重,有的已經到了使用期限,為了保證交通的暢通,要對其進行修復或者改建。
  

2.農村公路冷再生瀝青路面材料
  

2.1.原材料
  

2.1.1.舊灰土
  

由于舊灰土中的石灰和土經過長時間的化學作用,已形成表面有白斑的膠結塊,同時還有很多的細料。由于原路面基層在經受車輛荷載和自然因素長期作用后,會產生一定的開裂和水損害,致使結合成塊的石灰土分解破碎,并且在冷再生銑刨的過程中一些石灰土塊也會被機械破碎,所以銑刨下來的舊基層材料的級配偏細。基層材料偏細,不滿足規范,會降低基層的承載能力,不利于基層的抗縮裂能力。用EDTA滴定法對石灰劑量進行測定時發現其有效劑量幾乎為零。可見,經過多年的使用后,舊路面材料中的石灰穩定劑己經完全反應,幾乎完全喪失活性。
  

舊基層篩粉料偏細,還使得其級配不在基層或底基層的級配范圍之內,如果要用不同的穩定劑穩定舊灰土做基層或底基層,必須摻加碎石調整其級配,使其達到《公路路面基層施工技術規范》中對土的級配范圍的要求。

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舊灰土基層細料偏多,使得用無機結合料穩定相同級配的舊灰土和普通土時,兩者達到其最大干密度時,無機結合料穩定舊灰土的最佳含水量要大于無機結合料穩定普通土的最佳含水量。
  

由于部分舊灰土在銑刨時會破碎,產生新的斷面,使顆粒表面更加粗糙,增大了再生材料內摩阻力,并且舊灰土塊具有一定的力學性能,可以作為集料使用,有利于其強度的形成,并參與強度的形成。以5%水泥含量穩定的舊灰土進行分析其對強度的影響。5%水泥含量穩定的普通土試件的7天無側限抗壓強度為8.7Mpa,而5%水泥含量穩定的舊灰土試件的7天無側限抗壓強度為2.8Mpa。由此可知,無機結合料穩定舊灰土的強度要小于無機結合料穩定普通土的強度,但是大于規范中規定的無機結合料做基層和底基層的強度要求。
 

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2.1.2.舊瀝青
  

瀝青作為一種結合料,裹覆了部分細顆粒,使其成為粒徑大于原細料粒徑的瀝青膠結塊。而又由于車輛荷載和環境的長期作用以及銑刨機的參數設置的原因,使得部分粗集料破碎,從而造成了舊瀝青混合料中的粗集料含量偏少,而中間粒徑顆粒和細集料含量較多。為了使舊瀝青混合料能夠作為再生基層料加以利用,在使用過程中必須加入碎石,調整其級配。其級配特性決定了在級配調整的過程中加入的粗、細集料較多。
  

冷再生混合料中存在的舊瀝青,一部分以瀝青顆粒的形式存在于混合料之中,另一部分則包裹在舊骨料的表面。舊瀝青的存在必然會對冷再生材料的強度產生影響,其影響程度隨著舊瀝青的含量和性質的不同而不同。研究發現:摻有瀝青混合料的冷再生材料的抗壓強度、劈裂強度隨著瀝青混合料比例的增大強度逐漸下降,并且其抗壓強度比水泥穩定碎石的強度低。該結果表明:由于集料表面瀝青膜的存在影響了水泥水化物與集料的粘結,故舊瀝青的存在降低了水泥冷再生材料的抗壓強度和抗拉強度。
  

2.2.新集料
  

2.2.1.水泥
  

《公路瀝青路面再生技術規范》中規定:水泥作為再生結合料或者活性添加劑時,可以采用普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥。水泥的初凝時間應在3h以上,終凝時間宜在6h以上,不應使用快凝水泥、早強水泥。
  

2.2.2.石灰
  石灰作為再生結合料或者活性添加劑時,可以采用消石灰粉或者生石灰粉。
  

2.2.3.粉煤灰
  

粉煤灰可以采用濕排灰。
  

3.農村公路冷再生瀝青路面結構
  

3.1.面層
  

采取以薄瀝青類為主的面層材料作為農村公路面層材料,主要有熱拌薄層瀝青混凝土和表面處治,此外有稀漿封層和碎石封層。
  

3.2.基層
  

采取冷再生混合料做為基層滿足其力學強度和路用性能要求。所以,其基層可以為冷再生舊灰土基層。
  

3.3.結構推薦
  

對農村公路冷再生瀝青路面結構進行研究時,還要依據冷再生設計指標。
  

農村公路在設計時首先必須滿足足夠的強度,再考慮其路用性能是否滿足要求。農村公路冷再生混合料做基層或底基層時必須滿足《公路瀝青路面再生技術規范》規定的力學強度要求。冷再生混合料抗拉強度的大小直接關系到其使用時間的長短。
 

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在道路工程中剛度通常以回彈模量來衡量,各結構層的回彈模量直接關系到道路的受力特征。回彈模量是路面材料在彈性變形階段內,在垂直荷載作用下,抵抗豎向變形的能力。數值上以荷載作用下產生的應力與其相應的回彈應變的比值表征。垂直荷載一定時,回彈模量值愈大則路面產生的垂直位移就愈小;豎向位移一定時,回彈模量值愈大,則承受外荷載作用的能力就愈大。在強度滿足的基礎上,選擇抗壓回彈模量大的配合比方案。
  

對于農村公路瀝青路面來說,是不可以出現反射裂縫的,一旦出現就會給農村公路造成損害。那么為何會出現反射裂縫呢?與基層的低溫開裂分不開,基層的低溫開裂是導致瀝青路面反射裂縫形成的主要原因。在對我國農村公路進行設計時要分地區的考慮溫度應力,而溫度應力的大小與兩種因素有關,分別為:受外部溫差的大小,溫度下降時自身的收縮特性有關。用溫縮系數來表征材料在溫度下降時的收縮特性。溫縮系數越大,表明材料在溫度下降時的收縮能力越強,從而當基層材料的收縮受到限制時其產生的溫度應力越大。
  

基層材料的水穩定性是控制路面產生坑槽的可控因素。基層材料的水穩定性越好,道路產生坑槽所需要的時間越久,坑槽的數量越少,從而保證道路的使用質量和使用壽命。
  

根據冷再生設計指標,采用冷再生材料,對農村公路冷再生瀝青路面結構進行設計,推薦結構如下表:


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4.結語
  

對農村公路實行冷再生技術,目的是采取既環保又經濟的手段對農村公路進行養護與改造,這樣做符合國家的戰略方針——可持續發展。首先,對我國冷再生技術的研究進行簡單地介紹,意在希望今后我國可以對冷再生技術進行深入的研究。其次,對農村公路的冷再生瀝青路面材料進行簡單的介紹,包括舊灰塵、舊瀝青、水泥、石灰等。最后,對農村公路的冷再生瀝青路面的結構進行了簡單的介紹,意在為農村公路冷再生瀝青路面結構的設計提供一些意見。


標簽:技術中心瀝青混凝土
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