段武禮 陳先亮
摘 要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大。在公路建設(shè)行業(yè)高速發(fā)展的同時(shí),早期修建的大量高速公路也步入了大中修階段,為保證道路通行能力,必須采取行之有效的養(yǎng)護(hù)措施,如廠拌熱再生技術(shù)。本文依托某公路瀝青路面車轍防治工程,對(duì)RAP舊料基本性能、再生混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,并通過(guò)試驗(yàn)段施工,進(jìn)一步證明廠拌熱再生技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)施工中效果良好。
關(guān)鍵詞:廠拌熱再生;養(yǎng)護(hù)工程;RAP舊料
1 RAP舊料的基本性能
(1)舊瀝青性能分析。為便于調(diào)整后期配合比設(shè)計(jì),本文決定針對(duì)路面回收舊料的性能進(jìn)行分析,可將再生混合料配合比設(shè)計(jì)分為兩檔級(jí)配,即9.5~19mm、0~9.5mm。此工程當(dāng)采用9.5~19mm時(shí),RAP摻量為20%、30%;RAP摻量為40%時(shí),則上述兩檔級(jí)配均可使用。
在配合比設(shè)計(jì)前期,需評(píng)估兩檔料內(nèi)舊瀝青含量、老化程度。按照現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程,針對(duì)RAP料內(nèi)的舊瀝青材料,可通過(guò)阿布森法回收,可得檢測(cè)結(jié)果如下,9.5~19mm時(shí),瀝青含量為2.84%,針入度為12.7(0.1mm);0~9.5mm時(shí),瀝青含量為5.55%,針入度為14.1(0.1mm)。
由此可見(jiàn),舊料內(nèi)的老化瀝青針入度與相關(guān)規(guī)范(≥20)不符,也就是說(shuō)老化瀝青稠度在規(guī)定值以外。這種情況下,若新瀝青材料仍舊采用普通瀝青進(jìn)行再生施工,必定會(huì)影響廠拌熱再生瀝青混合料內(nèi)瀝青、骨料等材料之間的粘附性,進(jìn)而對(duì)整體混合料的路用性能造成不利影響。為避免此類問(wèn)題發(fā)生,本工程新瀝青材料可采用較高粘附性的材料,如SBS(1-D)改性瀝青,采用此類材料,需適量摻加一定抗剝落劑,如P·32.5水泥。
(2)舊集料性能分析。相比普通熱拌瀝青混合料,廠拌熱再生瀝青混合料的組成機(jī)理基本一致,在再生混合料內(nèi),回收瀝青混合料內(nèi)的舊集料可有效增強(qiáng)混合料的強(qiáng)度。此外,舊集料強(qiáng)度、顆粒形狀等均會(huì)對(duì)舊集料再生利用的適應(yīng)能力起決定作用。據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示,回收舊集料性能中其壓碎值為18.2%(規(guī)范要求≤28%);洛杉磯磨耗值18.6%(規(guī)范要求≤30%);吸水率為0.43%(規(guī)范要求≤3%);針片狀顆粒含量11.7%(規(guī)范要求≤18%)。由此可見(jiàn),舊集料各項(xiàng)性能指標(biāo)均可滿足相關(guān)規(guī)范要求。
2 再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性分析
本文依托某公路瀝青路面車轍防治工程進(jìn)行廠拌熱再生養(yǎng)護(hù)施工,針對(duì)車轍問(wèn)題,主要探討的是瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,在分析舊瀝青性能的基礎(chǔ)上,決定針對(duì)再審瀝青混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行探索。車轍是指在汽車荷載長(zhǎng)期作用下,豎直方向?yàn)r青路面產(chǎn)生的永久變形積累,多產(chǎn)生于高溫時(shí)期。作為一種粘彈性材料,瀝青混合料在溫度較高情況下,將大幅降低混合料的勁度、強(qiáng)度。特別是伴隨交通量的不斷增加,在反復(fù)荷載碾壓下,路面極易產(chǎn)生車轍病害。為有效提升混合料的抗車轍能力,應(yīng)盡可能提升混合料的高溫穩(wěn)定性。本工程利用馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行瀝青混合料設(shè)計(jì),通過(guò)車轍試驗(yàn)檢測(cè)其抗車轍能力,根據(jù)車轍試驗(yàn)對(duì)再生瀝青混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)當(dāng)舊料摻量為0%時(shí),45、60min變形量分別為5.04mm、5.51mm,動(dòng)穩(wěn)定度為1340次/mm;(2)摻量為20%時(shí),45、60min變形量分別為6.32mm、6.97mm,動(dòng)穩(wěn)定度為971次/mm;(3)摻量為30%時(shí),45、60min變形量分別為6.37mm、6.96mm,動(dòng)穩(wěn)定度為1067次/mm;(4)摻量為40%時(shí),45、60min變形量分別為4.37mm、4.61mm,動(dòng)穩(wěn)定度為2625次/mm。
由此可見(jiàn),根據(jù)規(guī)范要求動(dòng)穩(wěn)定度>800次/mm,上述摻量均可達(dá)到該要求。且伴隨摻量的不斷增加,動(dòng)穩(wěn)定度也隨之增加,其根本原因在于瀝青材料的性能對(duì)瀝青混合料的抗高溫變形能力影響較大。但必須合理控制舊料摻配比例,若比例太低,則動(dòng)穩(wěn)定度也會(huì)隨之降低,這種情況下極易出現(xiàn)新舊料配置不均勻現(xiàn)象,從而影響施工效果。若比例太高,將大大增加舊料內(nèi)老化瀝青含量,極易導(dǎo)致混合料低溫抗裂性下降,為此本文選擇30%舊料摻量。
3 試驗(yàn)路鋪筑施工工藝
本高速公路工程總長(zhǎng)13.2km,為雙向六車道,自建成通車多年后,在行車荷載及自然因素長(zhǎng)期作用下,路面出現(xiàn)了不同程度的病害,如裂縫、車轍、坑槽等,其中車轍最為嚴(yán)重,為保證行車舒適性,提高行車安全性,決定采用廠拌熱再生技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。為保證后期大面積施工質(zhì)量,可采用K120+000~K130+000段作為試驗(yàn)段進(jìn)行試鋪。其施工工藝如下:
(1)拌和施工。拌和廠拌熱再生混合料時(shí),應(yīng)采用專用拌合設(shè)備,并配置第二烘干筒。針對(duì)攪拌站,為滿足生產(chǎn)所需,需配置舊料、再生劑的自動(dòng)加熱功能等。并將測(cè)溫設(shè)施設(shè)于出料口、集料倉(cāng)等部位。在整個(gè)拌和過(guò)程中,必須做好廠拌熱再生瀝青混合料拌和時(shí)間控制,一般整體拌和時(shí)間控制在50~60s之間,其中舊料、再生劑拌和時(shí)間10s左右;礦料拌和時(shí)間為10~15s;新瀝青拌和時(shí)間10~15s;礦粉20~25s。相比普通瀝青混合料,拌和過(guò)程中廠拌熱再生混合料各階段材料溫度應(yīng)多出一些,保證控制在允許范圍內(nèi),確保出廠溫度在160℃以上。
(2)攤鋪施工。因本工程所在路段地形地勢(shì)復(fù)雜,橫縱向挖填頻繁,在修建時(shí)路基施工影響因素眾多,很可能產(chǎn)生路基不均勻沉降問(wèn)題,從而影響瀝青路面平整度。為此,必須做好攤鋪控制工作,保證攤鋪機(jī)勻速、緩慢前行,盡可能避免停機(jī)次數(shù)。攤鋪前,應(yīng)先預(yù)熱熨平板,保證預(yù)熱溫度在120℃,加熱時(shí)間控制在30min,當(dāng)螺旋布料器內(nèi)布滿混合料之后,即可進(jìn)行攤鋪施工,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況,可在每分鐘3~4m內(nèi)控制攤鋪速度,溫度則需控制在130℃以上。
(3)壓實(shí)施工。為提高路面質(zhì)量,需做好壓實(shí)工作。根據(jù)要求,可采用鋼輪壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)施工,碾壓過(guò)程中,為避免膠輪壓路機(jī)與混合料粘黏,可采用清洗液清理膠輪,避免粘輪。初壓時(shí),可采用靜壓法施工,通過(guò)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2~3遍碾壓,保證溫度在130℃以上。復(fù)壓過(guò)程中,為進(jìn)一步碾壓密實(shí),應(yīng)采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行多次碾壓施工,可控制在4~6遍,溫度保證在80℃以上。終壓是為了徹底消除明顯輪跡,提高路面平整度,要求進(jìn)行2遍碾壓即可,待完成終壓后,應(yīng)保證溫度控制在65℃以上。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天,早期修建的高速公路工程進(jìn)入了養(yǎng)護(hù)維修階段。采用廠拌熱再生技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工,不僅能夠充分利用廢舊瀝青材料,減少資源浪費(fèi),節(jié)約資源,降低成本,還能控制路面病害,提高路面使用性能,具有良好的施工效果。
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