梁思鋒
(鄭州路橋建設投資集團有限公司,河南 鄭州 450000)
瀝青路面具有平整度好、行車舒適、便于養(yǎng)護等優(yōu)勢,在公路建設施工中得到了廣泛應用。至2018 年底,全國公路總里程達到484.65 萬 km,其中,高速公路達到14.26 萬 km,里程規(guī)模居世界第一。瀝青路面作為我國高等級公路常用路面結構形式,因其自身優(yōu)點得到了廣泛應用。隨著公路通車運營時間的不斷增加,瀝青路面往往會出現(xiàn)大量早期病害,例如裂縫、坑槽等。就地熱再生技術的應用,可大幅提升高速公路瀝青路面施工質量,延長路面使用壽命。為此,做好高速公路瀝青路面就地熱再生技術應用研究具有重要意義[1]。
某公路工程全長117.018 km,起訖樁號為K592+622~K709+640段,為雙向四車道。原路面結構形式為4cmSBS改性瀝青AC-13+6cmSBS 改性瀝青AC-20+6cm 普通瀝青AC-25+12cm 冷再生+20cm 水泥穩(wěn)定碎石+32cm 級配碎石。通車運營多年后,本路段出現(xiàn)了不同程度的病害問題,例如車轍、裂縫等。為此,必須先了解原路面病害情況,再采取措施進行處理。
為了更好地了解路面真實情況,決定以K598+300~K603+700段為試驗段,病害統(tǒng)計情況見表1。
表1 全路段行車道路路面病害統(tǒng)計表
由此可見,在全路段中有3 種病害,所占比例較大,即縱向裂縫、網裂與車轍,在整個路段病害總面積中,三者總體可達到93.19%。根據病害調查結果,決定以鉆芯取樣進行該路段行車道病害破壞深度檢測。
經過病害調查發(fā)現(xiàn),在病害類型、數(shù)量及嚴重程度等方面,該路段上、下行路段差異較大,其中上行路段病害更為嚴重。基于此,決定選擇上行車道進行鉆芯取樣,取樣點位于行車道輪跡帶和路肩位置,共22 個點位。在芯樣中發(fā)現(xiàn),有11 個芯樣的裂縫貫穿導致中下面層破壞,其中網裂位置的一個芯樣較為松散,無法成型。由此表明,輪跡帶縱向裂縫位置的中、下面層損壞率將達到78%左右,且損壞了瀝青路面冷再生基層。
由輪跡帶、路肩、車道中心位置取出的芯樣狀況可見,各部位取樣結果差異較大,其中芯樣較為完整的位置為路肩、車道中心處。而輪跡帶位置芯樣則出現(xiàn)了破碎現(xiàn)象,從病害角度來講,位于縱向裂縫處的芯樣主要為貫穿裂縫,且呈整體性或局部性出現(xiàn),導致上、中面層和中、下面層之間相互脫離,且出現(xiàn)了斷面情況。
為了查明病害原因,找出路面病害于路面結構損壞之間是否存在直接的關系,決定通過彎沉測試,所得結果見表2。
由此可見,此路段中相對于下行方向,上行方向路面病害多,較為嚴重。由平均彎沉值來看,與原路面設計彎沉33(0.01mm)相比,此路段彎沉值遠遠小于該值,表明此路段路面結構較為完整。
作為一種瀝青路面再生技術,就地熱再生具有操作簡單、適用性強和質量良好等優(yōu)勢。其原理是將銑刨后的舊路面瀝青混合料就地進行集中破碎,針對路面各層結構質量要求,重新進行配比設計,確定舊瀝青混合料摻加率,并按照一定比例,與其他材料進行均勻拌和,如新瀝青材料、新集料等,從而構成新的瀝青混合料,并向瀝青面層重新鋪筑[2]。采用此類養(yǎng)護施工方法,能夠有效補強路面基層,并對基層病害進行有效處治。相比其他路面預防性養(yǎng)護技術,瀝青路面就地熱再生技術的優(yōu)點有以下3 點。
采用就地熱再生施工技術有利于再生路面層間粘結,修復路面病害,例如裂縫、坑槽等,同時還能調整路面級配,提升路面強度,延長路面使用年限。
表2 K598+300~K603+700 段自動彎沉儀測試統(tǒng)計結果
此類養(yǎng)護方式環(huán)境保護優(yōu)勢顯著,可以充分利用廢舊路面材料,減少材料浪費,同時,可避免大量廢料堆積,減少對環(huán)境的破壞。此外,在自然環(huán)境下,瀝青混合料內含有分解難度較大的有毒物質,如果隨意丟棄,必將嚴重污染環(huán)境[3]。
相比傳統(tǒng)瀝青路面維修方式,就地熱再生技術的應用,可大幅降低工程費用。其原因在于就地熱再生材料可充分再生利用舊路面材料,節(jié)約各項費用,例如運輸、舊路面材料處理等費用。此外,通過就地熱再生施工,可以降低施工難度,加快施工進度,縮短施工周期,減小對交通的影響,從而具有良好的經濟效益。
施工前,先清理干凈路表,并做好路面病害處理工作。隨后進行瀝青材料拌合。在拌和施工中,要做好水、乳化瀝青等材料用量的控制,保證嚴格按照配合比設計要求進行材料用量控制。同時,要控制好拌和時間,如果攪拌不均勻、不充分,則不得用于施工。要保證混合料攪拌均勻、無花白、離析等現(xiàn)象[4]。
在原路面清理干凈的前提下,需要及時加熱原路面,所選設備為加熱機,采用熱風循環(huán)和紅外線加熱機組合的方式進行加熱處理??梢园凑章访鎸嶋H情況合理確定加熱機的行駛速度。按照設定的施工速度各加熱設備勻速、緩慢行駛,且做好相鄰兩車間距離的合理控制,防止散失太多熱量,此外,也可將保溫板設于車輛底部與車輛之間。從而確保加熱溫度滿足設計需求。
當路面加熱處理之后,可通過復拌機再生利用原路面,施工時,要準確計量再生劑噴灑量,保證能夠均勻噴灑。此外,噴灑速度應與復拌機的行駛速度匹配,保證噴灑用量準確。在整個噴灑過程中,要確保噴灑順暢,避免堵塞噴灑口。
攤鋪是整個施工的重要環(huán)節(jié),應始終保持連續(xù)、勻速、緩慢的原則進行施工,嚴禁中途停機。若在攤鋪過程中,出現(xiàn)混合料離析或攤鋪不均勻等情況,需及時進行處理。此次施工將1.2 定為混合料的松鋪系數(shù),在攤鋪過程中,若與施工不符,可適當調整,通常在每分鐘1.5 m/min ~ 4.0 m/min之間控制攤鋪行駛速度[5]。
此次碾壓施工,可采用鋼輪壓路機與膠輪壓路機組合施工。緊隨攤鋪機后即可進行碾壓施工,按照施工要求,一般需分3 個階段完成施工,初壓時,可采用雙鋼輪壓路機進行2~3 遍靜壓施工,在此階段,壓路機與攤鋪機之間的距離不宜太遠,可采用跟進攤鋪碾壓法,防止路面熱量散失過快,溫度下降較快。復壓時,同樣可選擇振動壓路機進行4~5 遍碾壓,并配合膠輪壓路機進行3~4 遍施工,速度控制在3 km/h~3.5km/h。終壓時,可采用雙鋼輪壓路機進行2~4 遍碾壓即可,速度為2.5 km/h~3.5 km/h。
綜上所述,瀝青路面是我國高等級公路最常見的路面形式,在車輛荷載與自然因素的長期反復作用下,路面材料老化現(xiàn)象較為嚴重,如果仍采用傳統(tǒng)養(yǎng)護工藝,根本無法滿足現(xiàn)階段公路養(yǎng)護管理需求[6]。就地熱再生技術在瀝青路面養(yǎng)護施工中的應用,可修復路面病害,并能充分利用舊路面材料,節(jié)約資源、減少污染、降低成本。因此,必須重視就地熱再生技術的應用,提高技術水平,規(guī)范施工工藝。