李其軍
(上饒市鉛山公路事業(yè)發(fā)展中心,江西 鉛山334500)
由于公路路面長期暴露在自然環(huán)境下,長期受到溫度、水以及紫外線等自然因素的影響,加上車輛荷載日漸增大,在多種因素的共同作用下,路面結構會產生損壞,這不僅會影響公路路面的性能,同時容易產生巨大的安全隱患。因此,需要根據路面的損壞情況,對其進行相應的養(yǎng)護。目前,熱再生瀝青混合料是我國公路路面養(yǎng)護施工中普遍應用的材料,該材料的原材料主要為廢舊瀝青混凝土材料,將之篩分后,添加再生劑、新礦料等,并均勻混合,再通過加熱、攤鋪、碾壓等工藝進行路面養(yǎng)護施工,如此便可重新恢復公路路面的結構和性能。與傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護技術相比,熱再生瀝青路面養(yǎng)護技術具有更高的經濟效益與社會效益。
熱再生瀝青路面養(yǎng)護技術是公路路面養(yǎng)護中的主要技術,施工所需的材料主要為熱再生瀝青混合料,即將廢棄的瀝青材料與新瀝青材料、集料等進行合理配比,通過均勻混合,形成能夠滿足路面養(yǎng)護施工要求的材料。由于該材料能夠充分節(jié)約資源,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,更具環(huán)保效益,有利于推動我國交通行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展,因此在路面養(yǎng)護中得到了廣泛應用。
為判斷熱再生瀝青混合料的路用性能,采取車轍試驗法對該材料的穩(wěn)定度指標展開測試,試驗結果表明,該材料能夠充分滿足路面養(yǎng)護需求,并且動穩(wěn)定度明顯優(yōu)于新瀝青混合料。這主要是由于將新舊瀝青材料按照科學的配合比充分混合,輔以相應的熱再生工藝進行加工后,材料黏度增加、軟化點上升、變形模量增大,所以抵抗車轍的能力更強,能夠更好地滿足公路路面的基本養(yǎng)護施工需求,提高路面結構的綜合性能。
另外,利用凍融劈裂試驗對熱再生瀝青混合料的抗水損害能力進行測試,試驗結果表明,其水穩(wěn)定性也較高。這主要是由于老化瀝青經熱再生工藝加工后,其黏度增加,與集料之間的黏合度更高,提高了水穩(wěn)定性。
將新集料、廢舊瀝青材料以及其他材料進行科學配比,借助相應的熱再生工藝進行加工,即可獲得熱再生瀝青混合料。相較于傳統(tǒng)的養(yǎng)路護施工材料,熱再生瀝青混合料在公路路面養(yǎng)護中的應用效果更為明顯,可有效提高施工效率與質量,通過配比、加熱、耙松、攤鋪、碾壓等操作,即一次性完成公路路面修復工作,可用于對特殊病害區(qū)域的處理,并且能夠消除傳統(tǒng)養(yǎng)護施工中的弱接縫問題。同時,該材料支持長距離、大范圍的公路路面養(yǎng)護施工,整體操作簡單、便捷,修復效率高,不會對城市交通造成長時間的影響。
熱再生瀝青混合料具有非常好的適應性,可以用于修復多種類型的病害,且具有較好的經濟效益與社會效益,該材料也因此被廣泛應用在公路路面養(yǎng)護施工中。傳統(tǒng)的瀝青材料在路面養(yǎng)護及修復方面存在較為明顯的局限性,相比之下,熱再生瀝青混合料在恢復公路路面結構性能方面有極大的優(yōu)勢,同時可以起到一定的預防性養(yǎng)護作用,能夠切實保證城市公路交通安全?,F(xiàn)階段,熱再生瀝青混合料主要應用在公路路面裂縫、車轍、坑槽等病害的養(yǎng)護中,可切實修復路面病害問題,但無法用于對深層路基的修復。
4.1.1 廢舊瀝青
熱再生瀝青混合料的養(yǎng)護施工效果與材料配比密切相關。在正式開始配比前,應科學檢測廢舊瀝青材料的各項指標,其中包括廢舊瀝青材料的再生可行性、利用率等,并根據檢測結果對廢舊材料進行篩分處理,將不符合公路路面養(yǎng)護施工的廢舊瀝青材料剔除,保留各項指標、性能符合要求的廢舊瀝青材料作為熱再生瀝青混合料的原材料。
4.1.2 新瀝青
在配制熱再生瀝青混合料時,應嚴格按照國家要求與相關規(guī)定,選擇相應的新瀝青材料,同時要保證新瀝青材料與廢舊瀝青材料的調和技術指標相一致,從而滿足公路路面養(yǎng)護需求。
4.1.3 集料
在熱再生瀝青混合料的配制中,集料的應用至關重要,保證集料的添加比例適當才能使混合料達到養(yǎng)護施工標準,提高公路路面的結構性能。因此,在設計熱再生瀝青混合料配比時,應根據公路路面結構強度要求,通過試驗準確確定集料的類型及添加比例。由于公路路面養(yǎng)護工程對路面結構的強度要求較高,所以要優(yōu)選高強度集料,如玄武石碎石等,若要提高公路路面的抗滑效果,則可優(yōu)先考慮石灰?guī)r??偠灾?,集料的類型及添加比例與公路路面養(yǎng)護施工效果密切相關。因此,設計配比時應以路面養(yǎng)護施工要求為主,結合實際情況科學添加不同類型、不同比例的集料。
4.1.4 再生劑
結合以往的公路路面養(yǎng)護施工案例來看,并不是所有養(yǎng)護工程中都會采用再生劑,一般是有特殊要求的情況下使用。若是隨意使用再生劑,可能影響熱再生瀝青混合料的性能與質量,進而影響公路路面養(yǎng)護施工質量。因此,在配制熱再生瀝青混合料時,必須結合工程的實際情況,合理使用再生劑。
4.2.1 熱再生瀝青混合料級配
在熱再生瀝青混合料的配制中,應合理設計礦料比例,且所選集料應滿足公路路面養(yǎng)護施工質量要求。配比過程中,需要通過多次試驗,科學確定新集料與篩分后的廢舊瀝青材料的配比。在進行配比試驗時,需要對材料質量和相關指標等展開分析,按照施工要求進一步優(yōu)化完善配比設計,保證瀝青混合料配比方案的科學性,為后續(xù)養(yǎng)護奠定良好的基礎。
在公路路面熱再生瀝青混合料的配制過程中,一般采用雙滾筒連續(xù)式拌和設備,攪拌過程中不會對集料進行二次篩分,因此在配比過程中必須注重科學配比,嚴格控制礦料的添加比例,為公路路面養(yǎng)護施工質量提供保障。熱再生瀝青混合料級配見表1。
表1 熱再生瀝青混合料級配(%)
4.2.2 混合料設計與驗收
由于新舊瀝青材料用量不同,為了保證熱再生瀝青混合料配比的科學性與合理性,必須通過馬歇爾試驗的翔實數(shù)據,明確材料的各項指標是否達到預期要求,同時準確確定每種集料的使用量,保證混合料的質量,使其能夠切實滿足路面養(yǎng)護施工要求。除此之外,應做好高溫穩(wěn)定試驗,判斷熱再生瀝青混合料的綜合性能是否能夠滿足公路路面抗車轍、抗裂縫等要求。
為了保證養(yǎng)護施工質量,應提前根據需求選擇相應的施工設備(可參考表2)。目前,在攪拌環(huán)節(jié),我國大多采用雙滾筒連續(xù)式拌和樓。該設備的優(yōu)勢在于攪拌效率高,并且可以長時間運行加熱。拌和時,應將拌和時間應控制在60~90s,必須將瀝青混合料攪拌均勻,以保證養(yǎng)護施工效果。
表2 熱再生瀝青混合料施工機具配置一覽表
挑選好設備后,需要對連續(xù)式雙滾筒拌和樓進行參數(shù)設置及調試,將集料放入連續(xù)式雙滾筒拌和樓中,待其干燥后,將廢舊瀝青材料與新瀝青材料充分攪拌。在正式攪拌之前,需要對各類材料進行稱重,確保添加比例符合要求,同時應嚴格控制不同材料的進料速度,以保證混合料攪拌均勻。在設備調試階段,應仔細觀察、檢查,啟動設備進行檢測,查看其是否存在故障,確認設備運行狀態(tài)正常方可投入使用,確保瀝青混合料攪拌環(huán)節(jié)順利開展,保證瀝青混合料的拌和質量。
熱再生瀝青混合料拌和,對溫度條件有著嚴格的要求,控制好拌和溫度是保證混合料質量的關鍵。熱再生瀝青混合料的成分較為復雜,包括集料、舊瀝青材料以及新瀝青材料等,攪拌過程中必須嚴格控制各種材料的溫度。一般需要將集料的加熱溫度控制在180~190C,瀝青的加熱溫度控制在145~160C。
在熱再生瀝青混合料攪拌過程中,工作人員除了要注意觀察材料的均勻性外,還應對攪拌的材料進行抽查檢驗,分析熱再生瀝青混合料的質量,若發(fā)現(xiàn)質量不合格、某項性能不達標,應及時進行優(yōu)化調整,不可將這類材料直接用于路面養(yǎng)護施工。熱再生瀝青混合料經多次抽查檢驗,符合質量要求,方可投入后續(xù)的養(yǎng)護施工中。
在攤鋪施工前,需要將作業(yè)路段清理干凈,同時采用反光錐將該路段封閉圍擋,用清掃車配合吹風機清除路面雜質,若路面存在黏結性較強的附著物,應采取水洗或其他方法進行清理。路面清理完畢后,通過3臺間隔2m的加熱設備,以2~3m/min的速度進行作業(yè),對需要養(yǎng)護施工的路段展開加熱處理。為了保證公路路面加熱效果,避免加熱溫度過高或過低等問題,應對三臺加熱設備設置不同的溫度參數(shù),如第一臺120~140C,第二臺150~170C,第三臺180~200C。為切實保證路面加熱效果,加熱過程需循序漸進,即加熱溫度由低到高,使熱能均勻有效地向下傳遞,且每臺加熱車經過后,都要安排溫度檢測人員進行地表溫度檢測,若地表溫度未能達到預期,需及時要求加熱人員合理調整駕駛速度。
在路面加熱溫度達到標準后,即可開始進行路面翻松施工,安排瀝青路面加熱復拌一體機,緊跟第三臺加熱車對路面進行加熱與翻松,同時要控制好翻松深度,將翻松深度控制在舊路面瀝青層厚度的±5mm范圍。若翻松深度超過允許范圍必須及時優(yōu)化處理,以免對后續(xù)的攤鋪施工造成影響。路面加熱復拌一體機的工作原理如下:前端加熱系統(tǒng)會對路面進行持續(xù)加熱及保溫;中間部分的耙松犁齒可輕松犁開軟化后的瀝青路面;側后方的刮板可將翻松的瀝青混合料朝車道方向堆集;再生劑泵按照預設方案將再生劑均勻灑向混合料堆。
攤鋪前需要對舊路面進行修補、調坡、找平等操作。一般來說,施工過程中,銑刨路面混合料無法充分保證路面的平整性,因此要根據測量結果在熱再生瀝青層上加鋪1.5~2cm的調平層。加鋪層主要采用新拌瀝青混合料,在工廠拌制完成后有專業(yè)的運輸設備覆蓋保溫,進入施工現(xiàn)場后緊跟加熱復拌一體機攤鋪施工,需要注意新拌瀝青混合料攤鋪施工,應采用與再生同面同寬的戴納派克伸縮板攤鋪機設備。
攤鋪施工結束后,需要對再生層與加鋪層進行壓實處理。首先,應用鋼輪壓路機靜壓一遍;其次,改為低頻弱振模式復壓三遍;再次,采用輪胎壓路機碾壓兩遍;最后,采用鋼輪壓路機靜壓收光。為保證壓實質量,技術人員應第一時間對碾壓后的路面進行檢測,檢測內容包括標高、橫坡、表面缺陷等,及時發(fā)現(xiàn)問題并處理,保證路面養(yǎng)護施工質量。
施工結束后必須及時對路面情況進行檢測,檢測結果滿足條件才能開放交通。比如,路面壓實作業(yè)完成后,需靜置路面,等待其完全冷卻,溫度達到50C以下才能開放交通。若養(yǎng)護路段處于交通中心或交叉路口,應采取灑水降溫等措施,加速路面冷卻,同時根據《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》(JTG/T 5521—2019)要求,在交通流量較小的路段進行封閉檢測。
公路路面因長期受到車輛荷載與自然因素的影響,其使用性能會降低,各項標準會逐漸低于規(guī)范數(shù)值,嚴重情況下路面結構會出現(xiàn)破損,故需對其進行養(yǎng)護施工,修復破損處,保證行車安全。熱再生瀝青混合料在路面養(yǎng)護施工中有顯著的應用效果,不僅能有效修復路面病害,且具有經濟、節(jié)約、環(huán)保等優(yōu)勢,將之有效應用于路面養(yǎng)護工程,不僅能切實提高我國公路路面養(yǎng)護水平,還能促進我國交通事業(yè)的發(fā)展。