張強、范鹿華
(撫州市公路事業(yè)發(fā)展中心資溪分中心,江西撫州 335399)
瀝青路面就地冷再生需要將舊路面結構的材料進行破碎處理,然后再進行加工,并根據(jù)規(guī)定比例制作材料,加入規(guī)定比例的新骨料、細集料、乳化瀝青、水等材料充分攪拌處理,達到混合均勻的效果。
瀝青路面坑槽修補之后,在交通和外界因素的共同作用下,坑槽中的修補材料會出現(xiàn)不同程度的變化。由于受到的壓力和拉應力的影響,加上下雨、刮風以及其他極端自然天氣的影響,坑槽修補后很容易受到壓力的影響而帶來許多方面的問題。
在較大的交通荷載共同作用下,因為受到坑槽內部的修補材料的壓力作用,會使上層0~5mm 內部的承受壓力超過最高的界定值。隨著軸載擴大,內部的形變也會隨之增加;等到車輛行駛到坑槽位置時,在多重壓力的循環(huán)作用下會造成嚴重的疲勞損壞。同時,也會使得接縫處的新舊材料出現(xiàn)開裂的風險。
隨著車輛荷載的提升,修補材料會受到外部剪應力的影響出現(xiàn)不同程度的破壞。面對車輛荷載過大的現(xiàn)象,很容易引起坑槽剪切破壞的各種問題。與此同時,考慮到接縫處在剪應力的干預下會出現(xiàn)不同程度的變形,加上自身預應力的雙重作用,修補后期的路面很容易出現(xiàn)黏結失效的狀況[1]。
某公路項目投入運營時間較長,出現(xiàn)瀝青路面嚴重的老化問題,造成裂縫、沉陷、坑槽等病害問題,對于道路交通通行安全性產(chǎn)生不利影響。為了提高道路交通通行質量,恢復瀝青路面的性能,保障人們的出行安全。該項目管理單位決定進行維修養(yǎng)護處理,經(jīng)過技術人員現(xiàn)場勘察和分析,最終確定應用就地冷再生施工技術方案,以提高養(yǎng)護效果。
現(xiàn)場施工單位進行公路項目建設時,使用瀝青路面的結構形式,由于該類型的材料比較特殊,在長期使用后容易導致性能下降,老化比較嚴重,引發(fā)比較嚴重的收縮問題,材料發(fā)生位移變化,極易造成路面表層存在比較多的不規(guī)則裂縫問題。在公路工程投入使用后,裂縫的形式較多,通常是橫向、縱向裂縫的形式。橫向裂縫的發(fā)生主要是因為現(xiàn)場施工技術不合理,管控不到位而引發(fā)的。在現(xiàn)場施工縫的處理時,選擇的方式不當,造成瀝青路面的裂縫問題變得更加嚴重,工程運行效果和質量也難以達標。
縱向裂縫的發(fā)生率也很高,這是因為在瀝青路面的建設施工環(huán)節(jié),回填施工處理不當或者路面基層結構的水分含量超標所引發(fā)的邊緣不均勻沉降問題,對瀝青路面的性能造成不利的影響。除了上述裂縫形式外,網(wǎng)狀裂縫也是比較常見的問題,這是因為在路面中已經(jīng)存在橫向、縱向裂縫,自然界的水分不斷地進入基層結構內,受到水的持續(xù)作用導致承載性能降低,最終造成網(wǎng)狀裂縫的問題,危害道路交通的安全性。瀝青路面長期受到車輛碾壓作用,產(chǎn)生的裂縫問題會更加的嚴重,尤其是建設施工管理不到位,工程質量不合格,對現(xiàn)場施工效果帶來極為嚴重的影響。
2.2.1 舊料回收
就地冷再生施工最為明顯的優(yōu)勢就是舊瀝青材料可以合理應用,提高資源利用率,還能避免廢舊瀝青排放到自然環(huán)境而引發(fā)的污染問題。在開始施工前,先進行舊瀝青路面的銑刨處理,加強銑刨速度的控制,一般限定在6~8m/min 之間,銑刨后要確保材料的均勻性,級配參數(shù)達到標準,符合工程的要求,滿足當前的材料性能標準,結合現(xiàn)場施工要求以及技術標準合理存放管理,防止出現(xiàn)混亂放置的問題,以免影響材料的性能[2]。
2.2.2 原路面處理
要想提升瀝青路面冷再生處理的質量水平,在現(xiàn)場施工前進行原路面的處理極為重要,具體需要做好以下工作:
首先,加強交通管制。在項目正式實施前,結合現(xiàn)場路段的交通狀態(tài),選擇使用半封閉的施工方式,降低對道路交通的通行影響。在每個路口都要設置警示牌,提醒過往的行人以及車輛,避免發(fā)生交通事故等惡性事件。
其次,嚴格落實現(xiàn)場路面清理工作。為了防止給后續(xù)路面鋪設施工造成的不利影響,在現(xiàn)場施工時應加強原路面清理處理,確保沒有雜質等影響公路工程的質量。
最后,實施原路面的預整形處理。原路面在投入運營后,發(fā)生較多的病害問題,比如坑槽、沉陷等,如果局部路面的凹陷問題比較嚴重,先鋪設砂礫材料填充處理。經(jīng)過冷再生的全面處理,再進行表面整平、碾壓的施工,修復凹陷的問題,達到路面平整、順滑的要求,為冷再生的施工提供技術支持。
2.2.3 生產(chǎn)配合比
對于中粒式級配前期完成乳化配比的材料,在篩分設備安裝工作結束后,形成的RAP 材料開展粗粒式的級配設置,但是容易導致配合比無法達到設計標準的問題。對于該問題,技術人員加強現(xiàn)場的材料配合比參數(shù)檢驗工作,如果合成粗粒式級配混合料符合規(guī)范標準要求,此時即可將該配合比作為生產(chǎn)配合比。對于目前所生產(chǎn)的RAP 材料,與實際工程的性能有差異,所以在配合比的確定環(huán)節(jié),先進行試拌試鋪,以確定拌和、壓實等相關指標,為工作提供幫助和支持。
2.2.4 乳化瀝青生產(chǎn)
乳化瀝青生產(chǎn)環(huán)節(jié),拌和是主要的工作,在該環(huán)節(jié)的溫度對于破乳速度存在直接影響。拌和操作時如果瀝青溫度比較高,破乳的速度也會加快。在生產(chǎn)工作結束后,將檢驗合格的乳化瀝青材料運輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場,此時溫度保持在50~60℃之間。但是就工程的實踐分析,乳化瀝青混合料破乳速度較快,會造成攪拌設備的電機負載較大,系統(tǒng)會自動開啟保護功能,攪拌設備自動停止,這時要立即清理攪拌缸,在乳化瀝青溫度下降到合理的范圍內才能繼續(xù)施工,避免造成施工進度的影響。通常來說,乳化瀝青需要在正式施工前的3~4d 生產(chǎn),經(jīng)過自然冷卻到規(guī)定溫度范圍內才能施工。在以往的工程中,發(fā)生過乳化瀝青罐不能攪拌的情況,出現(xiàn)了乳化瀝青表面結皮的問題,這樣在泵送時極易導致過濾器的堵塞。該問題在發(fā)生后,及時組織專業(yè)技術力量拆解泵送設備,將管道全面清理,提高設備運行效率。如果乳化瀝青攪拌不到位,材料的均勻性不合格,發(fā)生團聚的情況,導致泵的計量精度不合格,或者瀝青材料的加入比例不合適,影響材料的性能和質量。該問題應該采取措施處理,并且配置有攪拌裝置安裝到乳化瀝青罐上,根據(jù)材料的需要及時開啟攪拌功能,達到乳化瀝青均勻性標準,避免發(fā)生顆粒物集中的情況,預防出現(xiàn)油皮的問題。
2.2.5 拌和與再生施工
執(zhí)行工藝方案的標準,采取間歇式設備攪拌處理,制作符合要求的瀝青冷再生混合料,加強攪拌時間的控制。拌和工作結束后,均勻性合格,且沒有花白料的問題。在該環(huán)節(jié)加強進水量的控制,確保含水率符合要求。再次開啟再生機后,作業(yè)達到連續(xù)、均勻的要求,不會發(fā)生停止或者調整速度的現(xiàn)象。再生作業(yè)現(xiàn)場加強施工速度的管控,處在4~10m/min 之間即可。
為了使得銑刨后級配變化在合理范圍內,將施工調整為6m/min。如果經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)局部存在嚴重病害問題,要及時調整速度,不能過快。如果現(xiàn)場有多道工序同時施工,應做好搭接寬度控制,超過100mm為宜。
2.2.6 找平與整形處理
路面平整度是工程管理的重點,加強平整度檢查和控制極為重要。再生機施工后,立即組織單輪壓路機開始1 遍穩(wěn)壓作業(yè),將路面壓實。然后應用平地機找平、整形處理,在該環(huán)節(jié)禁止除了機械設備之外的其他車輛進入現(xiàn)場,且要確保材料均勻,沒有發(fā)生離析的問題。如果經(jīng)過檢查后出現(xiàn)混合料表面水分流失嚴重的情況,應立即開展補水處理,以免影響材料的性能。在現(xiàn)場施工完成后,立即組織人員檢查,發(fā)現(xiàn)厚度不合格的情況下,先銑刨一定距離,并及時補料、碾壓,不能應用貼料找平方式處理。
2.2.7 再生層碾壓
碾壓施工作業(yè)階段禁止任何無關車輛進入現(xiàn)場,確保碾壓階段壓路機正常行駛,不會有外部因素的干擾和影響。碾壓開始后,保持均勻、慢速行駛,不能存在急剎車、急轉彎等情況,防止損壞再生層的結構質量。碾壓分為三個階段:
(1)初壓,應用1 臺雙鋼輪壓路機靜壓1~2 遍,車速為1.5~3.0km/h。
(2)復壓,使用2 臺單鋼輪壓路機施工,高幅低頻方式振動壓實,以4~6 遍為宜,然后再進行高頻低幅施工,為3~4 遍。碾壓速度為2.0~4.0km/h。
(3)終壓,設備為1 臺膠輪壓路機,以4~6 遍為宜,沒有任何輪跡,達到平整、密實的標準。
2.2.8 接縫處理
對于瀝青路面冷再生施工來說,接縫的問題比較常見,以橫接縫、縱接縫為主。只要是接縫部位的處理效果不合格,極易造成基層的收縮現(xiàn)象不當,對工程的質量產(chǎn)生負面影響,甚至直接導致開裂的事故問題,形成反射裂縫。因此,要做好裂縫處理。
一是縱接縫處理。在路面的寬度不超過7m 的情況下,并且縱向接縫的堆疊數(shù)量比較多,通過使用全幅的施工方式,不能使用半幅作業(yè)的方式,盡量避免有過多重疊情況發(fā)生,提高工作的效率和質量。相鄰路段在施工環(huán)節(jié),間歇時間要加強控制,達到規(guī)定的標準要求,只要時間在12h 以上,應做好堆疊量控制。
二是橫接縫處理。施工作業(yè)達到連續(xù)、不間斷的要求,盡量避免過多的停機,只要是出現(xiàn)再生設備停機的情況,都會導致橫接縫的發(fā)生。如果因為某些因素而不得不停機,則應在下次施工之前把整個再生機后退1.5m 左右,再進行鋪設施工,以達到連接性能合格的效果。在施工環(huán)節(jié)關注再生機的運行情況,做好保養(yǎng)處理,運行正常以消除接縫的問題。相鄰兩個結構連接時,施工要預留一定的距離,可以重疊一部分的結構,以達到施工性能要求[3]。
2.2.9 養(yǎng)護施工
各個結構部分碾壓工作結束后,經(jīng)過檢測壓實度符合要求,即可根據(jù)工藝規(guī)范的要求養(yǎng)護施工。養(yǎng)護環(huán)節(jié)為了提高養(yǎng)護效果,加強濕潤度的控制極為重要,通過使用灑水養(yǎng)生法處理,結合天氣條件每日做好灑水處理,明確灑水數(shù)量,并且養(yǎng)護7d 以上的時間,還要落實現(xiàn)場交通管理,不會有重載車輛進入現(xiàn)場。養(yǎng)護結束且檢驗達標,才能允許車輛行駛到現(xiàn)場。
現(xiàn)場施工作業(yè)前,開展工程各項準備工作??紤]到現(xiàn)場施工需要,復測導線點、水準點,加強現(xiàn)場的保護與管理,為后續(xù)的施工提供標準和基礎。加強施工材料的檢驗檢測工作,執(zhí)行設計方案和標準要求,并做好防護與管理,以免在現(xiàn)場存儲時導致工程材料的質量性能下降。在運輸?shù)浆F(xiàn)場后,及時組織人員抽檢檢測。此次工程施工應用的是乳化瀝青冷再生材料,施工前做好各種材料的質量和性能檢測,保障攪拌工作順利實施,達到均勻性標準,級配符合要求,不會出現(xiàn)離析等質量缺陷[4]。
從拌和開始到碾壓施工完成,再到水泥初凝結束的整個環(huán)節(jié),各項施工工序銜接緊密,施工順利。第一,每個施工作業(yè)段長度有效控制,通常不超過200m。第二,各個工序銜接順利,沒有發(fā)生等、停等問題,縮短項目工期,提高工程質量[5]。
冷再生機進行破碎、拌和作業(yè)環(huán)節(jié),加強設備行駛速度、轉動速度的控制,保證材料的均勻性符合要求。在行駛速度比較慢而轉動速度過快的情況下,容易導致材料的級配不合理,基層結構的性能和質量不合格。反之,行駛速度快而轉動速度慢,造成冷再生基層的材料不均勻,基層結構的性能不合格。因此,加強冷再生機的速度控制,確保轉動速度合理,從而保證材料的均勻性合格,提高工程質量水平。
瀝青路面是我國公路工程的主要形式,在修補坑槽環(huán)節(jié),提高修補質量是關鍵。因此,提高瀝青路面坑槽快速養(yǎng)護技術水平,使用現(xiàn)代化的修補技術,提高修補的速度和質量,滿足當前的瀝青路面施工需要,為我國現(xiàn)代交通建設提供支持。