韓曉亮
(甘肅省蘭州公路管理局,甘肅 蘭州 730000)
截至2017年底,全國農(nóng)村公路總里程已達到401萬km,占公路網(wǎng)總里程的84%,通硬化路鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村分別達到99.4%和98.4%。農(nóng)村公路的建設(shè)和養(yǎng)護市場前景廣闊。
隨著筑路材料的快速發(fā)展,近年來,道路鋪裝也進入到環(huán)保、低碳、節(jié)能的綠色發(fā)展之路。瀝青混合料鋪筑由之前的熱拌攤鋪向溫拌和常溫溫拌發(fā)展。當(dāng)前,國內(nèi)外道路工作者陸續(xù)開展了常溫溫拌技術(shù)的開發(fā),如劉彥鋒等[1]對SMC常溫改性瀝青技術(shù)特性及工程應(yīng)用研究得出常溫改性劑與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料和溫拌瀝青混合料相比,其消耗的能源、釋放的有害氣體更少,并能在低溫和零下溫度條件下施工,解決了瀝青路面低溫難以壓實的技術(shù)難題;趙莉娜[2]在貴州實施了常溫溫拌瀝青混合料得出SMC常溫瀝青改性劑提高了瀝青的塑性、軟化點,同時提高了瀝青混凝土的低溫柔性、耐壓、耐沖擊、抗疲勞等性能。SMC常溫改性瀝青混合能實現(xiàn)較低溫度的拌合,有效延長了施工時間;渠洪衛(wèi)[3]對SMC常溫改性瀝青在高速公路罩面工程中的應(yīng)用研究得SMC改性瀝青混合料具有低溫抗裂性能好,粘結(jié)力強、厚度薄等特點,極大提高道路服役壽命,降低養(yǎng)護成本;龔小波等[4]將SMC改性瀝青超薄罩面在達陜高速公路養(yǎng)護中的應(yīng)用得出SMC薄層罩面施工以其施工時間短、可寒冬低溫施工,適用于養(yǎng)護及新建路面,需快速開放交通的項目。
綜合上述研究成果得出常溫溫拌瀝青混合料具有綠色、環(huán)保、可低溫施工等特點,能有效提高瀝青路面壽命,降低養(yǎng)護成本。因此,本文將在甘肅省某段農(nóng)村公路實施SAC-10常溫溫拌瀝青混合料,研究其施工工藝、配比及施工效果,為其在甘肅農(nóng)村公路的推廣提供科學(xué)參考。
(1)瀝青
該試驗段瀝青采用SBS I-D型改性瀝青,各項指標(biāo)均符合《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》》(JTJ 032—94)要求。
(2)集料
經(jīng)過原材料調(diào)研和檢測,最終選擇了蘭州本地石灰?guī)r碎石作為路面用粗集料;細集料采用蘭州本地石灰?guī)r碎石,填料采用堿性石灰?guī)r碎石磨制的礦粉,檢測結(jié)果均滿足規(guī)范和設(shè)計要求
由拌和站各熱料倉取料進行篩分,并按礦料級配設(shè)計要求進行配比級配合成計算。篩分結(jié)果及級配合成計算結(jié)果見下表1。
經(jīng)過室內(nèi)馬歇爾擊實試驗確定,SAC-10常溫溫拌瀝青混合料的最佳油石比為5.4%。
表1 EMC-10礦料級配范圍
現(xiàn)場基面處理包括三部分內(nèi)容(見圖1):路面銑刨,路面清潔,灌縫,涂刷高強粘結(jié)劑。其中,銑刨采用維特根路面銑刨機,路面清潔采用專用清潔車配合人工完成,灌縫采用人工熱瀝青灌縫,涂刷粘結(jié)劑采用人工涂刷的方式。示范工程共消耗環(huán)保高強粘結(jié)劑1.2 t,平均每平米約0.6 kg。
圖1 基面處理(從左至右:銑刨、清潔、灌縫、涂黏結(jié)劑)
攤鋪機采用福格勒1900型,攤鋪時熨平板傾角調(diào)至最小,熨平板振動為高頻低幅、攤鋪速度每分鐘 3~4 m,攤鋪溫度 140~150℃。松鋪厚度2.1~2.2 cm,壓實厚度 1.7~1.8 cm。
鋼輪壓路機采用悍馬128,主要采用鋼輪進行初壓,不開振動,靜壓1~2遍后。同時,帶膠輪復(fù)壓完成后,鋼輪壓路機再靜壓路面1~2遍以達到提高平整度的目的。膠輪壓路機采用徐工XP303,為超薄罩面主力壓路機,復(fù)壓階段揉搓路面4~6遍,以保證壓實度。圖2為攤鋪與壓實現(xiàn)場照片。
圖2 攤鋪與壓實
現(xiàn)場施工期間,從拌合樓施工現(xiàn)場對SAC-10進行分別取樣,然后按照《瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20—2011)進行馬歇爾試件成型、車轍板試件成型,進行馬歇爾力學(xué)及體積參數(shù)、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)等進行試驗檢測。試驗結(jié)果見表2~表5。
表2 SAC-10馬歇爾力學(xué)及體積參數(shù)、水穩(wěn)定性檢測結(jié)果
表3 SAC-10混合料60℃動穩(wěn)定度試驗檢測結(jié)果
表4 SAC-10現(xiàn)場構(gòu)造深度檢測結(jié)果
表5 SAC-10現(xiàn)場滲水系數(shù)檢測結(jié)果
從上述試驗檢測結(jié)果來看,SAC-10常溫溫拌瀝青混合料的馬歇爾力學(xué)及體積參數(shù)、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)等主要技術(shù)指標(biāo)均能滿足設(shè)計文件和現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求,路用性能良好。
(1)社會效益
采用SAC-10常溫溫拌罩面技術(shù)對蘭州農(nóng)村公路水泥路面及時進行預(yù)防性,可以有效延緩路面病害發(fā)生,延長路面使用壽命,減少大量路面挖除重建帶來的環(huán)保問題。以蘭州市目前已建成的9 929.684 km農(nóng)村公路為例,按平均寬度5 m,水泥路面厚20 cm,每年翻修10%計算,挖除重建需要消耗238萬t的碎石和水泥,同時需要產(chǎn)生238萬t廢舊路面材料需要處理,這對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境保護造成了巨大壓力。而采用SAC-10常溫溫拌罩面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)后,在水泥路面嚴(yán)重病害前進行養(yǎng)護,可以最大限度的延緩路面病害惡化,延長路面壽命,從而大幅度減少砂石、水泥材料的消耗,同時減少廢渣的產(chǎn)生。
(2)經(jīng)濟效益
蘭州市農(nóng)村公路路面翻修重建成本約為65萬/km,如果實現(xiàn)以易密實高彈超薄罩面為代表的預(yù)防性養(yǎng)護,則在保持更高好路率的同時,預(yù)期每公里可節(jié)省養(yǎng)護資金35~40萬元。僅以蘭州市現(xiàn)有的9 001 km村道計算,共可以節(jié)省養(yǎng)護資金超過31.5~36億元,大大減輕了農(nóng)村公路養(yǎng)護資金的負擔(dān)。因而,在農(nóng)村公路路面養(yǎng)護中積極推進預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)研究與應(yīng)用具有重要的經(jīng)濟意義。
(1)SAC-10常溫溫拌瀝青混合料具有優(yōu)異的路用性能,從現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)來看,SAC-10的動穩(wěn)定度為3700次/mm,抗滑性能和滲水性能均達到規(guī)范要求;
(2)SAC-10常溫溫拌超薄罩面技術(shù)具有良好的社會和經(jīng)濟效益,可用于農(nóng)村公路預(yù)防性養(yǎng)護。