李芳 濮陽市通達公路工程有限公司
隨著我國基礎設施建設投資及重視程度的不斷增加,公路建設呈平穩(wěn)增長態(tài)勢發(fā)展。據(jù)交通運輸部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2020年我國公路建設已突破500萬公里,取得了令人矚目的成就。自20世紀80年代起,我國公路事業(yè)迅速發(fā)展,在已建工程當中很多公路設計壽命為15~20年,但由于超載、使用保養(yǎng)不當?shù)纫蛩?,很多公路未達到設計年限甚至更短時間內(nèi)便出現(xiàn)了大量病害問題。瀝青路面是我國高等級公路的主要路面形式,在維修管養(yǎng)當中,瀝青路面維修將會產(chǎn)生大量銑刨料,若無法有效利用,勢必會造成嚴重的資源浪費。基于此,提出了廢舊瀝青材料循環(huán)再生利用施工技術,熱再生技術便是其中一種,通過熱再生施工工藝,可以實現(xiàn)100%再生利用舊料,具有環(huán)保優(yōu)勢。此外,相比其他養(yǎng)護維修技術,熱再生施工技術還具有工期短、路面病害處治效果好、成本低等優(yōu)點。為此,本文依托SMA-13路面工程,對就地熱再生路面養(yǎng)護施工技術進行了探討,以期有效提升工程養(yǎng)護效果。
在瀝青路面使用階段良好的高溫穩(wěn)定性可以抵抗行車荷載所產(chǎn)生的永久變形,進而有效提升路面服務質(zhì)量。為此,本文根據(jù)再生瀝青路面混合料試驗規(guī)程等相關規(guī)定,以SMA-13路面為例,對SMA-13熱再生混合料高溫穩(wěn)定性進行了測定。經(jīng)測定,SMA-13路面60℃動穩(wěn)定度測定值為4785次/mm,相比規(guī)范值(≥3000次/mm),可滿足規(guī)定要求,由此說明SMA-13再生瀝青混合料具有良好的高溫性能。
在混合料路用性能評價當中,低溫抗裂性是最關鍵的一個評定標準。通過低溫抗裂性可以真實反映低溫狀態(tài)下混合料抵抗收縮變形的能力。按照相關試驗規(guī)程要求,可采用低溫小梁彎曲破壞試驗進行低溫抗裂性測定。經(jīng)測定可知,SMA-13路面破壞最大應變?yōu)?893με,相比規(guī)范值(≥2500με),可滿足規(guī)定要求,但兩者差距較小。究其原因在于混合料熱再生施工當中,舊料摻量比例偏高,舊料當中的舊瀝青材料老化問題嚴重,這種情況下,存在嚴重的低溫性能損失現(xiàn)象,因此,于再生混合料來講,對其低溫性能具有較大影響。但是,通過適量摻加再生劑可以改善再生混合料的低溫性能,但并不太明顯,仍可滿足規(guī)范要求。
表1 浸水馬歇爾試驗及凍融劈裂試驗結(jié)果
為提高瀝青路面耐久性,必須重視瀝青混合料的水穩(wěn)定性,良好的水穩(wěn)定性能夠有效避免瀝青路面免受路面結(jié)構(gòu)的侵害,從而增加路面使用年限。同時,還能有效減少路面的維修費用。在SMA-13熱再生混合料水穩(wěn)定性當中,可通過浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗進行評定。通過對比試驗所得結(jié)果如表1所示。
由此可見,SMA-13熱再生混合料的殘留穩(wěn)定度比和殘留強度比均大于規(guī)定要求值,說明SMA-13熱再生混合料的水穩(wěn)定性良好,且具有良好的耐久性。
某公路工程試驗段為SMA-13路面,起訖樁號為K13+000~K15+000,全長2km。隨著沿線經(jīng)濟的迅速發(fā)展,交通量日益增長,特別是貨運量的增加,路面出現(xiàn)了不同程度的病害問題,比如縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂、車轍及少量坑槽等,因此,決定采用就地熱再生工藝對本路段進行維修養(yǎng)護。
施工前,先做好施工區(qū)域的交通管制工作,并對施工機組的運行情況進行詳細檢查,保證機械運轉(zhuǎn)正常。同時,要清理干凈原路表,不得存有雜物、垃圾等。
就地熱再生施工時,需先加熱原路面,保證銑刨前路面軟化程度符合規(guī)定要求。本項目施工中,共采用4臺加熱機進行一級一級地加熱處理。當路表溫度達設定溫度后,加熱設備可自動暫停,熱量將向路面深層逐漸滲透。當路表溫度降至下限溫度設定值時,加熱系統(tǒng)將自動啟動,并再次加熱路面。通過這種反復循環(huán)方式,可以有效軟化深層路面,且避免表層路面混合料溫度過高,出現(xiàn)燒焦等情況。因此,在加熱原路面時,需做到以下幾點:
第一,結(jié)合當天施工條件及氣溫情況,合理設置加熱機行駛速度,一般可控制在3~5m/min。同時,四輛加熱機之間要保持安全距離,距離不宜太近或太遠,可控制在1~4m。
第二,對于路表加熱溫度情況,需做好實時測量與監(jiān)控,當出現(xiàn)溫度異常現(xiàn)象,需及時上報,并查找原因及處理。
完成路面加熱施工后,需通過復拌機翻松軟化后的路面。在施工中,要實時關注耙尺的高度問題,應在原設計范圍內(nèi)控制耙松深度,避免耙尺伸進下面層過長,而將下面層的大粒徑填料翻松,影響路面級配。
舊瀝青路面使用期間,由于自然因素的長期影響,瀝青老化問題嚴重。為了保證施工質(zhì)量,在就地熱再生施工當中,需按比例摻加適當再生劑。再生劑添加時,要控制好再生劑從預熱到施工的時間,避免預熱后再生劑長時間未使用而出現(xiàn)冷卻問題,影響施工質(zhì)量。要求通過再生劑添加供給裝置合理控制噴灑劑量,保證用量準確。
新混合料復拌前,要加熱到165℃。隨后運送到再生機旁邊,在再生機料斗內(nèi)倒入新瀝青混合料,通過傳送系統(tǒng)向機載拌鍋內(nèi)運送,并和舊料、再生劑等材料進行均勻拌和。拌和后溫度仍控制在160℃左右。
新舊料均勻拌和后,便可進入攤鋪施工階段。攤鋪機就位后,調(diào)節(jié)好各項攤鋪參數(shù),比如仰角、速度、頻率等。按照導向線勻速、緩慢行駛,在此階段,必須實時關注攤鋪機內(nèi)存料的高度,如混合料高度低于規(guī)定值,應及時補料并做適當調(diào)整。為保證路面攤鋪質(zhì)量,需合理控制攤鋪料溫度,基本保持在130~150℃。同時,需合理控制攤鋪機行駛速度,不宜過快,保證勻速、緩慢前行。在攤鋪過程中,同時做到連續(xù)施工,盡可能減少停機次數(shù),確保運料車集中等候、集中攤鋪。
表2 SMA-13熱再生路面施工前后IRI測定值
于就地熱再生施工而言,碾壓施工最為關鍵。為此,應合理選擇碾壓設備,根據(jù)工程施工要求,本工程采用雙鋼輪壓路機、膠輪壓路機組合碾壓施工,且可分為3個階段,即初壓、復壓及終壓分別完成各個碾壓階段的工作任務。第一,初壓階段,采用鋼輪壓路機進行施工,碾壓遍數(shù)為4遍,碾壓溫度不得低于120℃。第二,復壓階段,采用鋼輪壓路機+膠輪壓路機組合進行4~5遍碾壓。第三,終壓階段。采用雙鋼輪壓路機進行碾壓,直至輪跡消除。碾壓施工之后,需檢驗路面壓實度是否滿足規(guī)定要求,同時保證碾壓終了溫度不得低于85℃。
在路面平整度測定當中,SMA-13熱再生路面采用車載式顛簸累積儀進行檢測,分別對施工前、后的平整度進行了測定。本工程為二級道路,根據(jù)檢測試驗所得結(jié)果如表2所示。
由此可見,按照現(xiàn)行施工技術規(guī)范要求,再生前后路面均可滿足IRI規(guī)定要求,且再生后,IRI值有所下降,說明再生處理后,路面具有較好平整度,可滿足路面行駛質(zhì)量要求。
采用鉆芯法測定就地熱再生路面厚度,每1km設5個測點,所得厚度范圍在37~43mm,平均值為39mm。相比瀝青路面再生技術規(guī)范相關要求(≥35mm),可滿足規(guī)定值,說明施工厚度符合規(guī)定。
壓實度是保障施工質(zhì)量的重要指標,按照施工規(guī)定,可通過鉆芯法測定路面厚度,并通過馬歇爾密度計算路面的壓實度,經(jīng)測定,路面的壓實度平均值在98.8%,可滿足相關規(guī)定要求,表明SMA-13路面具有良好的再生效果。
按照相關施工規(guī)范要求,在測定就地熱再生路面滲水系數(shù)時,本工程以每1km設置5個測點進行檢驗,經(jīng)測定可知,SMA-13再生路面的滲水系數(shù)為36ml/min,相比規(guī)范要求<200ml/min,遠小于該規(guī)定值,說明SMA-13熱再生路面的抗?jié)B能力良好。
綜上所述,就地熱再生技術是一種常用的路面養(yǎng)護方案,不能可以改善原路面材料缺陷,還能恢復原有路面的結(jié)構(gòu)性能,起到保護環(huán)境、節(jié)約資源和延長路面使用壽命的目的?;诰偷責嵩偕夹g的優(yōu)點,已成為近年來我國公路養(yǎng)護維修的重點技術。為此,在具體施工中,尤其是SMA-13路面施工當中,應結(jié)合工程實際,規(guī)范就地熱再生施工工藝,提高施工整體質(zhì)量,更好地推進我國公路養(yǎng)護事業(yè)發(fā)展。