(唐山市交通運輸局公路管理站,河北 唐山 063000)
當(dāng)前,我國早期修筑的高等級公路已陸續(xù)進入大、中修階段,每年都有大面積的瀝青路面亟需翻修。在瀝青路面維修改造過程中,若將舊路面混合料全部棄置,不僅要重新投入大量的新瀝青與砂石材料,且棄置舊料容易造成環(huán)境污染。而瀝青路面再生技術(shù)可以實現(xiàn)對舊路面銑刨料的重復(fù)利用,減少土石資源的開采量,降低養(yǎng)護維修成本,縮短施工周期。本文將對全深式現(xiàn)場冷再生施工技術(shù)進行總結(jié),提出相應(yīng)的施工控制措施,并將其應(yīng)用于某二級公路改造工程中,檢測應(yīng)用效果。
某二級公路路基標(biāo)準(zhǔn)斷面為0.25m土路肩+2m硬路肩+7.5m行車道+2m硬路肩+0.25m土路肩,全寬12m,舊路面結(jié)構(gòu)層為6cm瀝青面層+16cm水穩(wěn)砂礫基層+級配砂礫基層,設(shè)計行車時速60km。該公路通車已達15年,路面在環(huán)境與行車荷載的長期作用下,開始產(chǎn)生大面積的沉陷、坑槽、車轍等病害,已無法滿足車輛通行需求。根據(jù)舊路面材料檢測與交通量分析結(jié)果,決定采用全深式現(xiàn)場冷再生技術(shù)進行舊路處治,再生路面結(jié)構(gòu)為5cm中粒式瀝青混凝土面層+24cm水泥穩(wěn)定碎石冷再生基層,設(shè)計彎沉38.6(0.01mm)。
1.定義
現(xiàn)場冷再生技術(shù)即在自然環(huán)境溫度下,將舊路面結(jié)構(gòu)層與新集料、穩(wěn)定劑共同進行銑刨破碎,經(jīng)碾壓、整平處理后形成新的路面再生結(jié)構(gòu)層,具有施工效率高、對現(xiàn)有交通影響小、經(jīng)濟環(huán)保等優(yōu)勢。該技術(shù)按再生厚度劃分,可分為再生厚度80mm~150mm的面層現(xiàn)場冷再生技術(shù)和再生厚度大于150mm的深層復(fù)拌冷再生技術(shù)。
2.適用條件
面層現(xiàn)場冷再生技術(shù)適用于結(jié)構(gòu)承載能力較好且排水設(shè)施完好的舊路面層再生處治,可有效修復(fù)開裂、高溫車轍等瀝青面層病害;深層復(fù)拌冷再生技術(shù)適用于公路深層的再生處治,通過對路面結(jié)構(gòu)層進行全深式再生,形成新路面結(jié)構(gòu)的再生底基層或基層。
1.水泥
本文采用的路面再生穩(wěn)定劑為普通硅酸鹽水泥,摻量為5%,其主要技術(shù)性質(zhì)如表1所示。
表1.普通硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)
2.再生混合料配合比設(shè)計
為檢測舊路面結(jié)構(gòu)層級配組成,將路面芯樣進行烘干、破碎與篩分,通過分析篩分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),舊路面的各項指標(biāo)均滿足再生混合料的級配要求,因此在現(xiàn)場冷再生過程中不用摻入新集料。
1.施工放樣
在道路兩側(cè)布置一系列標(biāo)樁作為基線,以確定道路中心線,標(biāo)樁的曲線段間距應(yīng)不超過20m,直線段應(yīng)不超過40m。
2.舊路預(yù)處理
施工前應(yīng)清掃舊路表面的石塊、垃圾等雜物,并將井蓋等構(gòu)造物清除,避免對現(xiàn)場冷再生施工產(chǎn)生干擾。存在車轍、坑槽、沉陷等病害的路段,施工前應(yīng)使用適量砂礫石料進行填補或利用再生機進行破碎,待平整度及路面橫、縱坡滿足要求后,再進行路面冷再生施工。
3.撒布水泥
撒布水泥前應(yīng)使用白灰畫出撒布邊界線,并根據(jù)水泥劑量計算每塊區(qū)域的撒布量,準(zhǔn)備完成后即可采用水泥智能撒布機進行撒布。同時,撒布過程中要及時檢查水泥分布情況,確保無漏灑、過撒現(xiàn)象。
4.銑刨、拌和、再生
首次施工時要根據(jù)現(xiàn)場實際,設(shè)定冷再生機組銑刨深度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等施工參數(shù),準(zhǔn)備完成后即可啟動再生機組。再生機組啟動后,嚴(yán)禁隨意變速和停頓,應(yīng)勻速、不間斷進行作業(yè),施工速度一般為5m/min~9m/min,對于舊路網(wǎng)裂較嚴(yán)重的路段,應(yīng)適當(dāng)放慢再生機組行進速度,同時提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。再生機組行進過程中,應(yīng)安排人員及時檢測再生混合料含水量、水泥劑量及再生厚度,配合機組人員及時調(diào)整參數(shù)。為避免銑刨轂刀架、刀頭損壞影響再生施工質(zhì)量,一般再生段長度為150m~250m。
5.整平穩(wěn)壓
應(yīng)安排鋼輪壓路機緊隨再生機組,對再生混合料進行穩(wěn)壓,同時消除輪跡帶密度差異。穩(wěn)壓完成后采用平地機進行整形、找平,并對局部缺陷進行刨松、補填及碾壓。
6.碾壓
初壓時使用單鋼輪壓路機以3km/h的速度靜壓3遍;復(fù)壓時采用振動壓路機以1.5km/h~2.5km/h的速度振壓4~6遍;終壓時使用膠輪壓路機碾壓5遍,將再生層碾壓平整、密實。對于局部彈簧、松散等位置應(yīng)重新進行翻挖、補水、拌和、碾壓。
為檢測現(xiàn)場冷再生技術(shù)的實際應(yīng)用效果,課題組對5個代表性路段的再生基層施工質(zhì)量與承載能力進行了測試,試驗結(jié)果如表2所示。
表2.再生基層檢測結(jié)果
由表2可知,舊路面現(xiàn)場冷再生施工質(zhì)量良好,所成型的水泥穩(wěn)定再生基層具有足夠的承載能力,滿足設(shè)計與規(guī)范要求。舊路面銑刨料與水泥在水分的作用下產(chǎn)生水化、凝絮等反應(yīng),并在壓實功的作用下被充分碾壓,形成了一定的骨架結(jié)構(gòu),最終固化成具有相應(yīng)承載能力的再生結(jié)構(gòu)層;再生基層芯樣的抗壓強度與瀝青面層表面彎沉值均符合設(shè)計要求,再生基層可滿足車輛通行需求。
本文通過總結(jié)舊瀝青路面現(xiàn)場冷再生技術(shù)及施工工藝,將其應(yīng)用于某公路施工過程中,以檢驗水泥穩(wěn)定再生基層的施工質(zhì)量及承載能力。試驗結(jié)果表明,現(xiàn)場冷再生技術(shù)實現(xiàn)了舊路面銑刨料的回收再生,節(jié)約了土石資源,提高了施工效率,有效降低了施工成本;通過對全深式再生作業(yè)進行相應(yīng)的質(zhì)量控制,所成型的再生結(jié)構(gòu)層具有良好的力學(xué)性能,可滿足設(shè)計要求,此外還可以有效修復(fù)舊路面、基層病害,提高行車安全性和舒適性。