閆文俊，鄭 亮，張登峰

(1.內(nèi)蒙古公路交通投資發(fā)展有限公司錫林郭勒分公司，錫林浩特 026000；2.武漢理工大學(xué)硅酸鹽建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070)

東烏旗烏珠穆沁大街為雙向八車道瀝青混凝土路面，東連S101省道去往錫林浩特，西連國(guó)道331線通往珠恩噶達(dá)布其口岸。近年來(lái)，隨著中蒙貿(mào)易量的不斷激增，繁重的交通量加速了原有市政路面裂縫、坑槽、車轍等病害的發(fā)生，影響道路使用性能及整體形象，急需進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。為了減少因養(yǎng)護(hù)施工對(duì)交通運(yùn)輸及行人生產(chǎn)生活的影響，響應(yīng)國(guó)家低碳環(huán)保、循環(huán)再用的可持續(xù)發(fā)展理念，經(jīng)綜合比選養(yǎng)護(hù)方案，確定烏珠穆沁大街的養(yǎng)護(hù)施工采用瀝青路面就地?zé)嵩偕に嚒?/p>

1 舊路材料性能與再生混合料配合比設(shè)計(jì)

1.1 舊路混合料性能試驗(yàn)

為充分掌握舊路瀝青混合料的級(jí)配性能、瀝青性能、混合料殘留性能，通過對(duì)舊路面進(jìn)行切割與鉆芯取樣，采用回流式抽提儀對(duì)切割路面試塊進(jìn)行瀝青混合料抽提回收和礦料級(jí)配檢測(cè)，并用馬歇爾試驗(yàn)儀對(duì)路面芯樣進(jìn)行殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗(yàn)，舊混合料的級(jí)配檢測(cè)與芯樣性能試驗(yàn)結(jié)果如表1、表2所示。

舊路混合料實(shí)測(cè)瀝青含量為4.9%。礦料級(jí)配測(cè)試結(jié)果表明舊路級(jí)配曲線均滿足規(guī)范上、下限范圍要求，但礦料中≥2.36 mm以上粗集料均靠近級(jí)配上限，說(shuō)明級(jí)配略微偏細(xì)點(diǎn)?！?.18 mm以下細(xì)集料均貼近級(jí)配中值，總體上原路面混合料級(jí)配仍在規(guī)范級(jí)配范圍內(nèi)。

表2回收瀝青三大指標(biāo)測(cè)試結(jié)果表明，混合料中的瀝青存在嚴(yán)重的老化情況，需要添加再生劑恢復(fù)舊瀝青的性能，提高再生混合料的質(zhì)量。舊路芯樣馬歇爾試驗(yàn)及劈裂試驗(yàn)表明，混合料強(qiáng)度性能和水穩(wěn)定性衰減嚴(yán)重，已不滿足規(guī)范技術(shù)要求，需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

表1 舊路混合料礦料級(jí)配 /%

表2 舊路混合料回收瀝青及路面芯樣性能測(cè)試結(jié)果

1.2 回收瀝青再生性能試驗(yàn)

根據(jù)回收瀝青性能測(cè)試結(jié)果，需用再生劑對(duì)舊路瀝青進(jìn)行性能恢復(fù)，選用江蘇某公司提供的植物油類和聚合物類兩種瀝青再生劑，說(shuō)明書推薦用量為瀝青質(zhì)量的6%～8%。為確定再生劑摻量，試驗(yàn)室采用再生劑與回收瀝青按質(zhì)量比4∶96、6∶94、8∶92進(jìn)行摻配，先將再生劑與回收瀝青混合剪切攪拌，制成再生瀝青，測(cè)試再生瀝青的針入度、軟化點(diǎn)和延度指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 再生瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，采用聚合物類再生劑對(duì)舊瀝青的還原效果優(yōu)于植物油類再生劑，當(dāng)再生劑與回收瀝青質(zhì)量比為8∶92時(shí)，再生瀝青的針入度、軟化點(diǎn)指標(biāo)滿足規(guī)范要求，延度性能基本達(dá)到了規(guī)范下限要求，起到了對(duì)瀝青性能恢復(fù)的效果。

1.3 再生混合料性能

根據(jù)表3再生劑對(duì)回收瀝青性能的恢復(fù)效果，試驗(yàn)室用植物油、聚合物類兩種再生劑，以6∶94、8∶92兩個(gè)摻配比例，不添加新骨料，在拌合機(jī)中直接將再生劑加入經(jīng)烘箱升溫至170 ℃的舊混合料中進(jìn)行拌和并擊實(shí)成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，同時(shí)成型一組不摻再生劑的舊混合料試件進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)，測(cè)試再生混合料試件的穩(wěn)定度、流值、殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比，再生混合料試件性能測(cè)試結(jié)果如表4所示。

由表4試驗(yàn)結(jié)果可以看出，不摻再生劑，直接將舊混合料加溫至170 ℃并拌和、擊實(shí)成型試件，其馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果較表2取芯芯樣性能還低，可見混合料二次加溫更加速了舊路混合料的老化和性能衰減。而摻再生劑以后，再生混合料性能都有很大程度的提高，其中以8∶92摻量時(shí)性能恢復(fù)效果最好，達(dá)到了新拌瀝青混合料技術(shù)要求。綜合表3和表4試驗(yàn)結(jié)果，確定該再生養(yǎng)護(hù)工程選用聚合物類再生劑，再生劑與舊混合料瀝青質(zhì)量的比例為8∶92，不添加新的集料和新的瀝青。

表4 再生混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

2 就地?zé)嵩偕┕すに?/h2>

2.1 路面病害處治

東烏旗烏珠穆沁大街為雙向八車道，半幅路面寬18.0 m。熱再生施工前對(duì)路面標(biāo)高、車流量、交叉道口數(shù)量、路面病害類型、面積、基層承載力狀況等進(jìn)行路況普查，然后根據(jù)路面狀況評(píng)定結(jié)果，制定相應(yīng)的病害處治方案和熱再生施工順序。

1)對(duì)于基層破損導(dǎo)致的路面網(wǎng)裂、坑槽、松散、擁包等病害，提前圍擋并將基層連同面層一起挖除后，用早強(qiáng)混凝土全厚度補(bǔ)強(qiáng)處理。

2)對(duì)道邊排水溝蓋板、窨井蓋板、路緣石等妨礙施工的部位提前處理，為后續(xù)的熱再生施工清理出作業(yè)面。

3)施工時(shí)從中央分隔帶兩側(cè)車道(高處)開始向兩邊車道(低處)逐條封閉施工，保證路面的縱向路拱橫坡；交叉路口施工，先施工主干道，再施工次干道，以次干道順接主干道標(biāo)高為過渡原則。

2.2 熱再生施工工藝

作業(yè)面綜合處治完成，準(zhǔn)備工作就緒，滿足施工條件后即可進(jìn)行熱再生施工作業(yè)。

1)施工機(jī)具配置：根據(jù)熱再生施工要求，一個(gè)作業(yè)面配置的施工機(jī)具如表5所示。

表5 就地?zé)嵩偕鷻C(jī)具配置一覽表

2)作業(yè)面清理：施工前用反光錐對(duì)作業(yè)面進(jìn)行逐車道封閉圍擋。先用清掃車配合吹風(fēng)機(jī)對(duì)路面進(jìn)行清掃吹洗，徹底清除路面雜物，必要時(shí)采取水洗等方法清除路面附著雜物。修補(bǔ)完成的基層頂面應(yīng)灑上粘層乳化瀝青。

3)路面加熱：前面3臺(tái)加熱機(jī)間隔2 m，均以2～3 m/min 的速度，依次對(duì)路面進(jìn)行加熱。為防止因加熱溫度過高或過低而導(dǎo)致路面原材料老化或加熱深度不夠，每臺(tái)加熱機(jī)分別設(shè)置不同加熱溫度，第1臺(tái)加熱溫度為120～140 ℃、第2臺(tái)加熱溫度為150～170 ℃、第3臺(tái)加熱溫度為180～200 ℃。路面加熱強(qiáng)度遵循由弱至強(qiáng)順序進(jìn)行以保證加熱效率及效果，使路面溫度得以依次逐步提高，既避免面層瀝青因過熱而出現(xiàn)老化現(xiàn)象，又使熱能有效地向下傳遞。每臺(tái)加熱車后的溫度檢測(cè)人員及時(shí)跟蹤檢測(cè)地表溫度，溫度不合適時(shí)，應(yīng)通知加熱車駕駛員適當(dāng)調(diào)整行駛速度，保證路面加熱溫度滿足施工要求。

4)路面翻松、再生劑噴灑、混合料拌和與攤鋪：路面溫度達(dá)到翻松作業(yè)溫度后，第4臺(tái)瀝青路面加熱復(fù)拌一體機(jī)緊跟加熱車進(jìn)行路面的加熱和翻松工作，翻松深度不超過舊路面瀝青層厚度±5 mm，誤差過大時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整。一體機(jī)前端的加熱系統(tǒng)持續(xù)對(duì)作業(yè)面進(jìn)行加熱保溫，中部的翻松犁齒開始犁開已被軟化的瀝青路面，犁齒側(cè)后方的刮料板將翻松的瀝青混合料向車道中部推集，再生劑泵送系統(tǒng)將再生劑按預(yù)設(shè)灑布量均勻?yàn)⑾蚧旌狭隙?，后部的拌和箱攪拌刀頭開始強(qiáng)制攪拌已灑完再生劑的混合料堆，拌和完畢形成一條梯形混合料帶。一體機(jī)后掛載的再生混合料攤鋪系統(tǒng)利用前方的螺旋布料器將堆積的混合料均勻的往攤鋪箱兩端及中部布料，并通過振搗梁和振動(dòng)熨平板夯實(shí)攤鋪的再生混合料，使攤鋪的再生混合料達(dá)到初步的均勻密實(shí)。

5)新料攤鋪：由于舊路面存在需要調(diào)坡、找平、補(bǔ)料等問題，僅靠就地銑刨路面混合料難以解決上述問題。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，該項(xiàng)目需要在再生層上加鋪1.5～2 cm厚的調(diào)平層，項(xiàng)目采用改性瀝青AC-13C作為加鋪層混合料級(jí)配類型。加鋪層采用新拌瀝青混合料，由瀝青拌合站拌制完成后由運(yùn)料車覆蓋保溫運(yùn)輸?shù)皆偕F(xiàn)場(chǎng)，緊跟復(fù)拌一體機(jī)后直接攤鋪在再生層上，新拌瀝青混合料采用一臺(tái)與再生面同寬的戴納派克伸縮板攤鋪機(jī)攤鋪施工。

6)混合料壓實(shí)：將再生層和加鋪層混合料共同壓實(shí)，初壓采用鋼輪壓路機(jī)靜壓一遍(壓路機(jī)一個(gè)往返為一遍)，復(fù)壓采用鋼輪壓路機(jī)弱振(高頻低幅)三遍，輪胎壓路機(jī)跟在鋼輪壓路機(jī)后壓實(shí)兩遍，終壓采用鋼輪壓路機(jī)靜壓收光兩遍。壓實(shí)過程中施工技術(shù)人員跟蹤檢測(cè)路面標(biāo)高、橫坡、路拱、施工表面缺陷等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

7)開放交通及施工檢測(cè)：壓實(shí)結(jié)束后管控交通，在鋪層路面完全冷卻、溫度降低到50 ℃以下時(shí)，方可開放交通。對(duì)于交叉路口交通繁忙路段，可采取灑水降溫措施待路面冷卻后再行開放交通。一個(gè)施工作業(yè)面施工完成后，可選擇在一天中交通流較小的時(shí)段進(jìn)行逐車道封閉檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目和頻率按JTG/T 5521—2019 《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》要求進(jìn)行。

2.3 熱再生施工技術(shù)特點(diǎn)

就地?zé)嵩偕┕さ年P(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在：路面整體加熱技術(shù)、路面混合料翻松與拌和技術(shù)、獨(dú)立模塊組合施工技術(shù)三個(gè)方面。

1)路面整體加熱技術(shù)：就地?zé)嵩偕捎瞄g歇式熱輻射加熱技術(shù)，以液化天然氣為燃料。將液化天然氣燃燒器與熱輻射加熱墻裝置組合，形成封閉高效的加熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了加熱功率的可調(diào)可控，能夠瞬間釋放強(qiáng)大的熱能，還能鎖住熱量不散失，使溫度逐漸從路表傳遞下去，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加熱溫度、深度、效率的準(zhǔn)確控制，既保證了加熱溫度和深度達(dá)到施工技術(shù)要求，又不至使路表面瀝青混合料溫度過高而老化。

2)路面混合料翻松與拌和技術(shù)：與銑刨工藝不同，熱再生采用疏松耙犁翻松路面，不破壞集料，不影響原路面級(jí)配，還可根據(jù)原路面使用情況，加入一定數(shù)量、特定級(jí)配的新瀝青混合料來(lái)調(diào)整原路面級(jí)配，后部掛載的攪拌和攤鋪系統(tǒng)可將噴灑了再生劑的翻松混合料與新加混合料二次拌和均勻并平整密實(shí)的攤鋪在原位上。

3)獨(dú)立模塊組合施工技術(shù)：就地?zé)嵩偕に嚥捎媚K化操作控制，各設(shè)備既能獨(dú)立工作互不干涉，又能在現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，前后工藝銜接有序、連續(xù)動(dòng)態(tài)施工，只占用一個(gè)車道，交通干擾小。就地?zé)嵩偕┕ね?，路面溫度下降?0 ℃后即可開放交通，方便快捷。

3 結(jié) 語(yǔ)

烏珠穆沁大街熱再生養(yǎng)護(hù)施工歷時(shí)7 d，總計(jì)施工面積70.6萬(wàn)余平方米，整體情況優(yōu)良。攤鋪面再生瀝青混合料外觀均勻一致，離析少。接縫平順無(wú)錯(cuò)臺(tái)，行車舒適，社會(huì)反響良好。熱再生在烏珠穆沁大街養(yǎng)護(hù)施工的成功應(yīng)用，節(jié)省了市政道路的養(yǎng)護(hù)成本，減少了施工廢棄物的排放，保護(hù)了環(huán)境，將養(yǎng)護(hù)施工對(duì)居民的生產(chǎn)生活影響降到了最低。就地?zé)嵩偕夹g(shù)在市政道路養(yǎng)護(hù)工程中具有極大的推廣價(jià)值。