舒建軍
摘要:筆者根據(jù)工作實(shí)踐,談?wù)劼访娲笾行薰こ淘O(shè)計(jì)方案。道路特點(diǎn)不同,大中修工程的方案也多種多樣。比較傳統(tǒng)的有挖補(bǔ)、罩面等;時(shí)下較新的有泡沫瀝青再生、碎石化、同步碎石封層等。下面筆者結(jié)合工程實(shí)際大中修方案進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:養(yǎng)護(hù)大中修、泡沫瀝青再生、碎石化、同步碎石封層、基層冷再生、無(wú)機(jī)注漿
近幾年,我國(guó)公路建設(shè)步伐較快,公路里程不斷增加,隨著道路使用年限的增長(zhǎng),各種路面病害不斷出現(xiàn),今后一段時(shí)間內(nèi)路面的養(yǎng)護(hù)維修問(wèn)題,將成為困擾我國(guó)各級(jí)公路管養(yǎng)部門(mén)的重要問(wèn)題。如何合理選擇路面大、中修方案,保證公路使用性能,將成為公路管養(yǎng)工作的頭等大事。
1、傳統(tǒng)修復(fù)方案
傳統(tǒng)的修復(fù)方案主要有:挖補(bǔ)、銑刨、罩面等。挖補(bǔ)是對(duì)強(qiáng)度不足的路段挖除后進(jìn)行修復(fù);結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求,但表面存在較多病害的采用銑刨后罩面或直接罩面。該工藝比較成熟,施工簡(jiǎn)單,不需要專門(mén)的設(shè)備與隊(duì)伍,挖除后新做路面結(jié)構(gòu)修復(fù)比較徹底,但材料廢棄存在影響環(huán)境、浪費(fèi)等不利影響;當(dāng)然,挖除的材料可以提供給附近工程作其他用途。如2009年白湯下公路K2+600-K3+100路段,原路面彎沉代表值在81.0(10-2mm)左右,采用挖補(bǔ)修復(fù)后彎沉代值在35(10-2mm)左右,修復(fù)效果明顯,挖除的材料提供給附近工程作路基填料,解決了材料浪費(fèi)與環(huán)境問(wèn)題。
2、泡沫瀝青再生
泡沫瀝青冷再生技術(shù)是對(duì)回收瀝青路面材料和水泥穩(wěn)定基層材料進(jìn)行再生利用。不僅能夠充分發(fā)揮舊瀝青混合料的“剩余價(jià)值”,促進(jìn)舊路面材料的循環(huán)利用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少資源浪費(fèi),同時(shí),也將半剛性路面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)為半柔性結(jié)構(gòu),延長(zhǎng)了道路瀝青的使用壽命。泡沫瀝青再生可以形成一個(gè)新的冷再生柔性基層或稱之為下面層,而原來(lái)的半剛性基層作為底基層。這樣以較低的造價(jià)可以增加了瀝青穩(wěn)定層的厚度,不僅增強(qiáng)結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、抗疲勞和抗水損害的能力,而且可以有效的抑制半剛性基層材料干縮和溫縮變形引起的反射裂縫問(wèn)題,從而有效避免早期水損壞問(wèn)題。如2010年46省道蘭賀線K16+469-K19+300左側(cè)路段,原路面經(jīng)過(guò)幾次大中修后,瀝青面層厚度均已達(dá)19cm左右。主要病害為沉陷、裂縫、松散、車轍、翻漿、坑洞等,彎沉值在60~80(0.01mm)之間。采用傳統(tǒng)修復(fù)需要廢棄較多舊路面材料,且工期長(zhǎng)。采用泡沫瀝青再生方案:銑刨既有24cm厚路面,對(duì)老路局部處理后,加鋪18cm泡沫瀝青再生層+6cm AC-16C改性瀝青砼面層方案。該方案對(duì)老路面結(jié)構(gòu)材料全部再生利用,不存在大量廢舊瀝青材料的處理問(wèn)題,石料不需加熱,節(jié)約了能源保護(hù)環(huán)境。修復(fù)后彎沉代值在32(10-2mm)左右,2010年至今路面狀況依然較好。
該方案與傳統(tǒng)技術(shù)相比還有以下優(yōu)點(diǎn),泡沫瀝青攤鋪新路面作業(yè)不受天氣條件限制,冷天、陰雨天仍可進(jìn)行施工。攤鋪后可以立即壓實(shí),壓實(shí)后立即可以開(kāi)放交通。路面標(biāo)高可以不抬高或抬高較少,可以有效解決大中修工程中一味往上加高尤其是穿鎮(zhèn)路段不被老百姓所接受的尷尬局面,從而減少擋墻、邊溝、綠化帶等附屬設(shè)施的加高費(fèi)用。
3、水泥路面碎石化
水泥混凝土路面碎石化是一種舊水泥混凝土路面破碎處治技術(shù),是對(duì)舊水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。該技術(shù)是將舊水泥混凝土路面的面板,通過(guò)專用設(shè)備一次性破碎為咬合嵌擠碎塊柔性結(jié)構(gòu),可充分利用舊路殘余強(qiáng)度,且保護(hù)環(huán)境,節(jié)約資源。這種結(jié)構(gòu)不僅具有一定的承載力,而且具有有防止或限制反射裂縫發(fā)生、發(fā)展的作用,破碎后的粒徑范圍為2~40cm,力學(xué)模式趨向于級(jí)配碎石。可以直接作為新路面結(jié)構(gòu)的基層或底基層,如果強(qiáng)度能夠滿足道路承載要求,可作為路面基層直接加鋪路面面層。如2008年45省道金蘭線,K0+265-K0+630路段,24cm水泥砼路面采用共振式破碎后彎沉代值在75(10-2mm)左右,直接作為基層,然后鋪設(shè)瀝青面層。修復(fù)后路面彎沉代值在45(10-2mm)左右,效果良好。
4、基層冷再生
冷再生技術(shù)是采用一次性粉碎法,將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎,再摻人一定數(shù)量、符合標(biāo)準(zhǔn)的再生劑、水泥、水(或加入乳化瀝青)和骨料,按設(shè)定的厚度,用冷再生機(jī)進(jìn)行處理后,經(jīng)整形、碾壓和后期養(yǎng)生,使其達(dá)到設(shè)計(jì)路基結(jié)構(gòu)層技術(shù)要求的一種施工工藝。如2010年湖大線K47+000~K52+300路段,路面彎沉代表值在200(10-2mm)左右。將4cm瀝青面層、15cm三合土基層進(jìn)行冷再生后作為新基層,再加鋪4cmAC-13C瀝青砼面層。該方案完全利用廢舊材料,有效節(jié)約了開(kāi)采砂石料等自然資源和廢棄舊料占用的大量土地資源;修復(fù)后彎沉代值在62(10-2mm)左右,滿足交通要求,效果良好;比傳工藝提前20余天通車;經(jīng)測(cè)算每平方米降低成本7~8元,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
5、無(wú)機(jī)注漿補(bǔ)強(qiáng)
路基和基層加固注漿材料是按一定的注漿工藝往地層裂隙和孔隙中注入并起到填充和固結(jié)作用的材料。適用于非開(kāi)挖養(yǎng)護(hù)施工,免除挖翻擾動(dòng);具有強(qiáng)度高,施工周期短等特點(diǎn),注漿后數(shù)小時(shí)即可開(kāi)放交通;滲透性強(qiáng),注漿材料的滲透會(huì)向密度低及空洞的方向進(jìn)行,而且在滲透過(guò)程中,隨著時(shí)間的推移,粘度會(huì)慢慢增加,直到凝膠,停止?jié)B透。如2012年金蘭中線K3+300-K3+500路段。由于該線是水泥廠運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ溃煌看?,車輛超載、超限特別嚴(yán)重,建成后幾乎需要年年修。該段路面結(jié)構(gòu)較厚,破壞原因主要為超限超載及路基強(qiáng)度不足,彎沉代表值均在100(10-2mm)左右。如果采用傳統(tǒng)修復(fù)方案需要挖除路基進(jìn)行換填處理后重新做結(jié)構(gòu)層,工期長(zhǎng),封閉交通時(shí)間長(zhǎng),且有大量廢方。采用無(wú)機(jī)注漿補(bǔ)強(qiáng)方案:對(duì)基層及路基進(jìn)行無(wú)機(jī)注漿補(bǔ)強(qiáng)后重新鋪設(shè)瀝青砼面層,注漿后路基強(qiáng)度提升30%左右,效果明顯,且工期短,擾動(dòng)小,見(jiàn)效快,不中斷交通,不受氣候影響,施工設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單。
6、同步碎石封層
同步碎石封層是在傳統(tǒng)的石屑封層、碎石封層(即異步碎石封層)的基礎(chǔ)上發(fā)展變革而形成的一種公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)新技術(shù),是一種成本-效益處置計(jì)劃策略,它是針對(duì)已建公路系統(tǒng)及其附屬設(shè)施,延緩破壞時(shí)間、保持或提高系統(tǒng)功能性狀況,但不提高結(jié)構(gòu)承載能力的周期性養(yǎng)護(hù)措施。同步碎石封層是采用專用設(shè)備實(shí)現(xiàn)瀝青與碎石幾乎同步灑(撒)布,其實(shí)質(zhì)是靠一定厚度的瀝青膜粘結(jié)碎石和原路面而形成的超薄表面處治層。如2012年白湯下公路K3+000-K13+000路段, 2007年進(jìn)行過(guò)路面大中修。目前路面總體情況較好,彎沉檢查也符合設(shè)計(jì)要求。但路面裂縫較多,表面可見(jiàn)病害為中度縱、橫向裂痕隨同縫處輕度疏松,路面中度磨光,未呈現(xiàn)大范圍破壞的路面,但路面病害有進(jìn)一步擴(kuò)大趨勢(shì)。傳統(tǒng)修復(fù)需要對(duì)路面進(jìn)行挖除或銑刨,這樣不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且對(duì)目前尚好的路面進(jìn)行破壞是相當(dāng)可惜的。因此修復(fù)方案采用對(duì)面層進(jìn)行局部處理后鋪設(shè)同步碎石封層。處理后有效治愈了路面貧油、掉粒、輕微網(wǎng)裂、車轍、沉陷等病害,提高了路面的防滑性能,并且增加了路面防滲水性能,對(duì)路面病害的進(jìn)一步擴(kuò)散有良好的作用。
結(jié)語(yǔ):公路養(yǎng)護(hù)大中修工程設(shè)計(jì)不同于新建、改建工程設(shè)計(jì),它是在既有路面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行的路面修復(fù)或改造。方案設(shè)計(jì)是養(yǎng)護(hù)資金能否充分發(fā)揮效益的關(guān)鍵。
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