一种无需铣刨的就地冷再生沥青路面养护方法与流程

本发明涉及沥青路面养护技术领域，特别涉及一种无需铣刨的就地冷再生沥青路面养护方法。

背景技术：

目前，沥青路面再生技术包括厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生、全深式再生等方式。

根据工程量的规模大小、技术的难易程度将沥青路面的养护维修作业分为日常巡视与检查、小修保养、中修、大修、改建和专项养护工程等五类，这种分类方法其实质反应的是一种重维修、轻预防的养护观念，目前采用的预防性养护技术主要包括稀浆封层、微表处、碎石封层、复合封层、薄热拌沥青混凝土加铺层(thmo)、灌缝或封缝、雾封层和沥青再生剂等8种。若按养护施工的厚度来划分，路面预防性养护措施则可以分为四类：第一类为0cm措施，主要指雾封层；第二类为1cm措施，主要指稀浆封层、微表处；第三类为2cm措施，主要指碎石封层、novachip(超薄磨耗层)、u-tac(ultrathinasphaltconcrete，超薄沥青混凝土)；第四类为3cm措施，主要指ac10、sma10、ogfc10薄层罩面。纤维微表处，虽然能够有效解决沥青路面老化、贫油、非结构性破损、裂缝、路表渗水、摩擦力下降等病害。还可以单独进行填补车辙，适用于大部分气候条件。开放交通快，可在施工后1h左右开放交通，减少施工对交通的影响。建设成本低于传统热沥青罩面(一般为50％左右)但是不提高路面结构承载能力；稀浆封层，虽然能够解决沥青路面表面的老化、贫油、摩擦系数降低、路表渗水和轻微裂逢，但是对路面结构强度没有贡献，对较大的疲劳裂缝或者严重车辙无效，实施结束公路需封闭2小时或更长时间；同步碎石封层，虽然有良好的防水性性能、高度的防滑性、耐磨耗及耐久性好，单层同步碎石封层成本约为3cm热拌罩面的50％左右，经济性强，同时适宜在低温或高温以及恶劣气候下作业的地区摊铺，但是对车辙等病害处理效果不佳；超粘磨耗层，虽然具有高磨耗性、高黏附性、高防水性、高度应力吸收和应力扩散能力，有效地提高了磨耗层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度，能有效的抑制沥青道路低温收缩裂缝的产生，缩短了开放交通的时间，但是施工难度相对较高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种无需铣刨的就地冷再生沥青路面养护方法，该方法能增加沥青稳定性、抗老化性、弹性和强度性能，能够渗透到路面表层深处，自动弥合微小裂缝、补充路面混合料因沥青老化缺失的油性基质，并将裸露的集料重新包裹粘结，路面(桥面)表层形成立体网络互穿结构的密实整体，提高道路的防水性能，改善道路综合性能，且低碳经济。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种无需铣刨的就地冷再生沥青路面养护方法，包括以下步骤：

1)选取由环烷基原油提炼制得的沥青还原再生剂，与水按比例混合搅拌均匀；

2)将搅拌均匀的沥青还原再生剂灌入专用洒布车贮存罐内；

3)待专用洒布车进场后，开动专用洒布车贮存罐中的搅拌器，并持续搅拌30min；

4)关闭搅拌器电源，根据施工路面宽度，设定喷洒宽度，并选择施工行进方向，调整专用洒布车位置；

5)根据确定的沥青还原再生剂喷洒量、喷洒宽度，确定专用洒布车的作业时速、洒布管的离地高度、喷洒压力、喷流角度和相邻洒布带重叠宽度；

6)对沥青路面进行试喷一段长度，使试喷后沥青还原再生剂均匀分布在路面上；

7)试喷完成并确认无误后，进行正式喷洒施工。

在所述步骤1)中，沥青还原再生剂与水的比例为1:1。

在所述步骤6)中，试喷长度为10m～15m。

在所述步骤7)中，正式喷洒施工完成后的沥青还原再生剂的活性物质以流体形式存在于路表层中，在车辆动载作用下，始终保持着持续下渗状态，路面在车辆动载作用下所产生的垂直应力、水平应力和横向应力将路面裂缝和原有空隙中的空气挤出，在空隙内部形成一定的负压，当应力消失后，由于负压作用使得空隙周围的流体聚集填补被挤出空气所留下的空间，以达到力的平衡，路面在动载的反复作用下，为沥青还原剂提供了不断下渗的原动力，同时使得结合料与集料之间的黏结更加紧密。

下渗之后的沥青还原再生剂对所到之处的老化沥青激活再生，恢复老化沥青的原有性能。

在所述步骤5)中，沥青还原再生剂喷洒量为0.3kg/m²、0.4kg/m²及0.5kg/m²。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的一种无需铣刨的就地冷再生沥青路面养护方法，由于其采用环烷基原油提炼制得的沥青还原再生剂，沥青还原再生剂可补充沥青中被氧化的饱和烃部分，与原有的沥青结合，使已老化、硬化及氧化的沥青层重新软化，恢复路面原来的延展性及柔韧性，补充路面层内的沥青因氧化而损失的沥青活性成分，即极性化合物(胶质)、饱和烃、初级酸和次级酸，恢复沥青各组分间的原始平衡，从而达到修复老化沥青的作用，并增强路面的防水、防化学物质侵蚀性能。并且，本发明在对沥青路面进行养护时，无需对路面进行铣刨。

附图说明

图1为本发明的沥青还原再生剂修复r180min老化沥青性能图；

图2为本发明的沥青还原再生剂修复r85min+pav老化沥青性能图；

图3为本发明的沥青还原再生剂修复r360min老化沥青性能图；

图4为本发明的沥青还原再生剂的pg沥青性能分级流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明的一种无需铣刨的就地冷再生沥青路面养护方法，包括以下步骤：

1)选取由环烷基原油提炼制得的沥青还原再生剂，与水按比例混合搅拌均匀；

2)将搅拌均匀的沥青还原再生剂灌入专用洒布车贮存罐内；

3)待专用洒布车进场后，开动专用洒布车贮存罐中的搅拌器，并持续搅拌30min；

4)关闭搅拌器电源，根据施工路面宽度，设定喷洒宽度，并选择施工行进方向，调整专用洒布车位置；

5)根据确定的沥青还原再生剂喷洒量、喷洒宽度，确定专用洒布车的作业时速、洒布管的离地高度、喷洒压力、喷流角度和相邻洒布带重叠宽度；

6)对沥青路面进行试喷一段长度，使试喷后沥青还原再生剂均匀分布在路面上；

7)试喷完成并确认无误后，进行正式喷洒施工。

在本发明中，沥青还原再生剂与水的比例为1:1。

在本发明中，试喷长度为10m～15m。

在本发明中，正式喷洒施工完成后的沥青还原再生剂的活性物质以流体形式存在于路表层中，在车辆动载作用下，始终保持着持续下渗状态，路面在车辆动载作用下所产生的垂直应力、水平应力和横向应力将路面裂缝和原有空隙中的空气挤出，在空隙内部形成一定的负压，当应力消失后，由于负压作用使得空隙周围的流体聚集填补被挤出空气所留下的空间，以达到力的平衡，路面在动载的反复作用下，为沥青还原剂提供了不断下渗的原动力，同时使得结合料与集料之间的黏结更加紧密。

在本发明中，下渗之后的沥青还原再生剂对所到之处的老化沥青激活再生，恢复老化沥青的原有性能。

在本发明中，沥青还原再生剂喷洒量为0.3kg/m²、0.4kg/m²及0.5kg/m²。

为了验证本发明在对沥青路面的养护情况，在30℃的条件下，对上述每类老化沥青分别用0.3kg/m²、0.4kg/m²、0.5kg/m²的洒布量进行还原性修复，并进行三大指标检测得表1-3和图1-3。

表1沥青还原再生剂修复r180min老化沥青性能表

表2沥青还原再生剂修复r85min+pav老化沥青性能表

表3沥青还原再生剂修复r360min老化沥青性能表

根据上述表1-3和图1-3可以得出：在对模拟路面铺筑后实际使用2-3年后的老化程度的r180min沥青进行修复时，针入度、延度指标明显上升，软化点明显下降。不同的沥青还原再生剂洒布量呈现出相同的还原效果，说明在此类老化条件下，0.3kg/m²的洒布量即可发挥出修复老化沥青的作用。

在对模拟相当于4～5年的实际路面老化效果的r85min+pav沥青修复时，0.4kg/m²和0.5kg/m²的洒布量表现出类似的效果，均好于0.3kg/m²的洒布量，说明在此类老化条件下，0.4kg/m²的洒布量即可发挥出修复老化沥青的作用；其总体的效果略低于r180min沥青进行修复时的效果。

在对模拟相当于实际路面使用6年的老化程度的r360min沥青时，沥青还原再生剂也表现出了修复老化沥青的效果，修复效果最好的是0.5kg/m2的洒布量，但其效果低于对r85min+pav沥青和r180min沥青的修复效果。

整体来看沥青还原再生剂能够修复老化沥青，修复效果与沥青老化时间成反比，老化时间越短、修复效果越好，从实验结果看，对模拟路面铺筑后实际使用2-3年后的老化程度使用效果最佳，发挥的修复效果较好。可以实现在路面结构良好或是路面病害发生初期，即对其进行预防性养护，以达到保持或提高路面使用性能、延长路面使用寿命和减少路面周期养护费用的目的。

为了便于验证本发明的沥青还原再生剂，将不同喷洒量换算成不同浓度的沥青还原再生剂浓度对回收的沥青进行喷洒养护试验，经过喷洒养护后，对修复过后的沥青进行三大指标和四大成分检测，结果见表4和5：

表4养护后沥青常规试验结果

表5养护后沥青四组分试验结果

通过沥青还原再生剂养护后可知，各组沥青的性能相比与原来性能均有所提升，0.4kg/m²和0.5kg/m²喷洒养护后的效果几乎一样，0.3kg/m²喷洒养护后的三大指标效果相对较弱一些，0.2kg/m²最差。

通过上述试验可知，沥青还原再生剂喷洒量为0.3kg/m²、0.4kg/m²、0.5kg/m²养护老化的沥青效果较好，因此，对沥青还原再生剂还原剂喷洒量为0.3kg/m²、0.4kg/m²、0.5kg/m²养护后的沥青进行pg性能分级试验，检测其髙温性能和疲劳性能。

在shrp规范中要求对原样沥青，旋转薄膜烘箱老化后残留沥青、rtfot/pav残留沥青进行三次动态剪切试验，分别反映髙温性能和疲劳性能，因此是shrp沥青新标准的精髓。本次试验使用的动态剪切流变仪通过电脑软件自动计算复数剪切模量g*和相位角δ，并得出车辙因子g*/sinδ和疲劳因子g*sinδ，同时依照图4进行沥青性能分级试验。

shrp计划提出采用动态剪切流变试验(dynamicshearrheologicaltest，简称dsr)测量旋转薄膜烘箱试验(rollingthin-filmoventest，简称rtfot)得到试验后残留的沥青样品的动态剪切模量g*和相位角s，计算车辙因子g*/sinδ。复数剪切模量g*和相位角δ计算公式见如下公式。复数剪切模量g*是反复受剪力后，材料抗变形的总量。相位角δ是与水平轴产生的角，表示暂时和永久变形的相对量。

g*＝τmax/γmax

δ＝2πfδt

其中：τmax—沥青试样承受的最大剪切应力，单位:pa

γmax—沥青试样承受的最大剪切应变；

δt—滞后时间，单位:s

用rtfot得到的试验样品进行压力老化容器加速沥青老化试验(pressureageingvessel，简称pav)获取沥青样品的动态剪切模量g*和相位角s，来计算疲劳因子g*sinδ。本次试验使用syd-0610型沥青旋转薄膜烘箱和pav-1-1沥青压力老化箱，试验均按照规范《t0610—2011沥青旋转薄膜加热试验》和《t0630—2011压力老化容器加速沥青老化试验》步骤进行得表6，

表6：dsr试验结果

依照pg分级流程进行改性沥青性能分级试验，结果得表7

表7改性沥青pg分级结果

从pg的分级结果看，沥青还原再生剂喷洒量为0.3kg/m²、0.4kg/m²、0.5kg/m²养护老化的沥青均具有良好的髙温性能和疲劳性能。

综上，本发明的由于其采用环烷基原油提炼制得的沥青还原再生剂，沥青还原再生剂可补充沥青中被氧化的饱和烃部分，与原有的沥青结合，使已老化、硬化及氧化的沥青层重新软化，恢复路面原来的延展性及柔韧性，补充路面层内的沥青因氧化而损失的沥青活性成分，即极性化合物(胶质)、饱和烃、初级酸和次级酸，恢复沥青各组分间的原始平衡，从而达到修复老化沥青的作用，并增强路面的防水、防化学物质侵蚀性能。并且，本发明在对沥青路面进行养护时，无需对路面进行铣刨。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。