摘要 為探索再生層和加鋪層一體化壓實施工技術在高速公路瀝青路面養(yǎng)護處治中應用的技術要點,該文對其施工技術原理展開分析,并以具體公路為例,從舊瀝青路面混合料設計、舊路加熱及翻松、再生層及加鋪層攤鋪、一體化碾壓等方面對技術應用過程進行研究。結果表明:就地熱再生技術和薄層罩面技術有機結合而形成的分層攤鋪,一體壓實的養(yǎng)護技術施工過程簡便,對施工機械無特殊要求;壓實后的路面高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)性均比熱再生層和SMA-13薄層更優(yōu),研究成果可在類似公路工程中推廣應用。
關鍵詞 高速公路;瀝青路面;一體化壓實;超薄罩面;熱再生
中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)23-0061-03
0 引言
傳統(tǒng)的瀝青路面養(yǎng)護處治技術主要是將病害路面全部鏟除,再加鋪新路面,這種處理既造成舊路瀝青材料無謂浪費,又會因路面局部修復而影響行車舒適性。而熱再生養(yǎng)護技術能較好利用原路銑刨料,對面層整體展開重新鋪筑,可取得較好的處治效果;在其上加鋪薄層罩面后能進一步修復路面疲勞裂縫,提升平整度和行車舒適性?;诖?,該文將就地熱再生技術和薄層罩面攤鋪技術有機結合,在再生層混合料溫度尚未大幅下降前展開薄層罩面攤鋪,一起壓實,鋪筑一體化路面,以達到提升層間接觸效果,節(jié)省碾壓次數(shù)的效果。
1 瀝青路面一體化壓實施工技術原理
對舊瀝青路面進行就地熱再生,在再生后的路面上加鋪一層新瀝青混合料,此后通過壓路機將再生層和加鋪層一同壓實。整個施工流程包括舊路面預熱及耙松、再生劑摻加及拌和、再生料攤鋪、新熱拌瀝青混合料磨耗層攤鋪、一體化壓實等階段,具體流程見圖1。由此看出,與常規(guī)就地熱再生相比,一體化壓實施工過程中增加了1個新拌混合料攤鋪過程。待攤鋪好再生層混合料后通過熨平板簡單熨平,此后與薄層混合料一同攤鋪。最后由壓路機展開一體化壓實,鋪筑再生層+加鋪層的路面結構[1]。
此類工藝對于路面以下2.5~5.0 cm深度的車轍、裂縫等病害較為適用,就地熱再生重鋪后能使原路摩擦性得以恢復,道路橫坡和車轍得到較好改善,路面強度得到提高。超薄罩面和再生工藝的配合使用,能較好提升路面封水、抗滑性能。
2 瀝青路面一體化壓實施工技術的應用
2.1 工程概況
某高速公路建成于2011年底,建成后即投入運營。隨著重載交通的持續(xù)增多及公路服役年限的延長,部分路面先后出現(xiàn)橫縱向裂縫、龜裂、車轍、坑槽等病害。公路段瀝青路面裂縫病害最為嚴重,造成橫向裂縫的原因主要在于行車荷載、溫度收縮開裂;造成縱向裂縫的原因在于分幅攤鋪施工時接縫處理不良。裂縫病害在行車荷載及雨雪等的反復作用下逐漸演變?yōu)榭硬?、沉陷。項目組在全面調查瀝青路面病害的基礎上,對病害路段展開就地熱再生和薄層罩面養(yǎng)護處治,并對再生層和加鋪層分層攤鋪、一體壓實。
2.2 舊瀝青路面混合料設計
2.2.1 舊瀝青路面混合料級配優(yōu)化
(1)瀝青含量測定。在該高速公路病害路段取上面層瀝青混合料,并通過《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20—2011)中的燃燒試驗展開舊瀝青路面混合料瀝青含量測定[2],試驗溫度為538 ℃。結果見表1。由此看出,該公路舊路瀝青路面中瀝青含量、油石比均值分別為5.71%和6.05%,并未超出瀝青含量≥5.5%、油石比為5.9%±0.3%的推薦范圍。表明舊路運行期間,瀝青含量變動小,揮發(fā)少。
(2)礦料級配測定。對燃燒試驗后的礦料展開篩分試驗,結果見表2。由此看出,舊瀝青路面混合料級配基本滿足SMA-13混合料級配要求,但2.36~4.75 mm間顆粒含量偏高,9.5~13.2 mm間顆粒含量偏少,呈現(xiàn)出明顯的粗集料變細特征。主要原因在于舊路施工期間部分集料被壓碎,長期行車荷載、銑刨等過程均對大粒徑集料產生壓碎和銑碎破壞。此外,舊瀝青路面混合料中礦粉含量減少,級配接近SMA-13混合料級配下限。必須通過新集料合理摻加以調整級配,確保再生集料級配達到技術要求[3]。
(3)舊瀝青路面混合料級配優(yōu)化。通過比較舊瀝青路面混合料目標篩余和實際篩余,以確定出所需新料質量。經過分析,各檔集料添加量見表3,按此用量添加后,既能充分利用舊瀝青路面混合料,又能使其級配符合原級配要求。
2.2.2 舊瀝青路面混合料再生劑確定
(1)再生劑選用。該公路瀝青路面再生施工選用英達RAF0010型再生劑,其常溫下為黑色黏稠狀液體,閃點為241℃,15℃密度為1.029 g/cm3;芳香分和飽和分含量分別為39.81%和26.04%;薄膜烘箱試驗前后黏度比為1.59,質量變動0.83%。此類再生劑黏度低,滲透性及高溫穩(wěn)定度性更好。
(2)再生劑摻量。為確定再生劑摻量,將舊瀝青路面混合料加熱后均分為5組,分別按0%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%的比例摻加再生劑,在175℃的試驗溫度下持續(xù)攪拌均勻后,按照舊集料的30%選取新集料。新瀝青混合料中纖維摻量為0.3%,瀝青含量6.4%,充分攪拌后制備再生瀝青混合料馬歇爾試件并展開馬歇爾試驗。結果見表4。根據試驗結果,瀝青混合料孔隙率隨再生劑摻量的增大而驟降,但摻量超出3.0%后降速減緩;瀝青混合料穩(wěn)定度隨再生劑的摻加而緩慢減小。綜合考慮再生效果,將再生劑摻量控制在3.0%[4]。
2.3 瀝青路面一體化壓實施工工藝
2.3.1 施工準備
該高速公路瀝青路面一體化壓實施工前需要配備相應數(shù)量的施工機械,機械名稱、類型及配備數(shù)量、主要用途見表5。
施工開始前還應當對周圍路緣帶、隔離帶等區(qū)域進行隔離保護;對原路病害進行預處理;將待處治路面凸起的標線全部清除。
2.3.2 舊路加熱及翻松
舊路加熱厚度應超出翻松厚度,按照2 cm確定。瀝青路面表面加熱溫度應控制在160℃左右;表面以下2 cm深處的加熱溫度應達到130~140℃。由2臺HM16型加熱車相距5.6 m對待處治路面展開循環(huán)加熱,以控制加熱溫度,避免熱量過快散失,并保證加熱的均勻性。
使用就地熱再生機組進行舊路翻松時,應加強耙刀轉速控制,防止因轉速過慢而降低翻松效率。根據瀝青路面既有病害的調查結果,將翻松深度嚴格控制在2 cm。就地熱再生機組將原路路面翻松后,立即按照3.0%的用量均勻噴灑再生劑。
2.3.3 拌和
將舊料與30%的新料加入旋轉拌和倉內充分攪拌,此后再添加新瀝青,繼續(xù)攪拌20 s?;旌狭习韬蜏囟葢刂圃?50~160℃之間。
2.3.4 攤鋪
再生層攤鋪時攤鋪機按照3.5~5.0 m/min的速度勻速施工,保證攤鋪的均勻性,攤鋪溫度應控制在145~155℃之間。此后,展開加鋪層SMA-13混合料攤鋪,攤鋪機械型號與攤鋪施工速度與再生層一致。加鋪層攤鋪溫度應達到160℃,并確保攤鋪的均勻性。
2.3.5 壓實
通過大噸位振動雙鋼輪壓路機展開再生層和加鋪層一體化碾壓,碾壓溫度應達到130~140℃。碾壓過程分初壓、復壓和終壓等階段展開,初壓階段應靜壓1~2遍??紤]加鋪層所用瀝青混合料的抗壓性能不良,故復壓階段應通過重型輪胎壓路機揉搓碾壓,保證密實效果。終壓階段應由雙鋼輪振動壓路機關閉振動后碾壓2~3遍,起到進一步提升壓實度并收光的作用。
碾壓過程中壓路機驅動輪應朝向攤鋪機,由道路外側開始逐漸向路中心推進碾壓;對于坡道段、超高路段,均應從低處向高處碾壓[5]。
2.3.6 開放交通
待路面混合料溫度自然降至50℃以下后即可開放交通。對于因交通量等原因而需提前開放交通的路段,可灑水降溫。
3 施工質量檢測與驗收
試驗段瀝青路面一體化壓實施工后按照表6要求展開施工質量檢測與驗收。試驗段瀝青路面養(yǎng)護處治后再生層及加鋪層厚度,平整度及壓實度,滲水性和抗磨耗性等各項性能均滿足要求,也體現(xiàn)出試驗段瀝青路面就地熱再生、加鋪層攤鋪及一體化壓實等關鍵工藝的可靠性和適用性。
4 結論
綜上所述,高速公路瀝青路面一體化壓實施工技術為舊路瀝青路面就地熱再生和超薄罩面的有機結合,對回收料的再生利用減少了資源消耗;再生層和加鋪層的一體化壓實降低了混合料溫度散失,使層間黏結效果及整體性均顯著提高,也使施工環(huán)節(jié)得以簡化,保證再生瀝青路面提前投運。超薄罩面磨耗層的加鋪起到了較好的封水、抗滑、抗磨耗效果,對于提升路面平整度、舒適度及延長路面使用壽命有益。
參考文獻
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