(招商局公路網(wǎng)絡(luò)科技控股股份有限公司,北京 100022)
長期以來,我國公路養(yǎng)護工藝主要由銑刨重鋪和罩面組成。其中,銑刨重鋪造成了極大的環(huán)境污染和資源浪費,且不符合國家建設(shè)節(jié)約型交通的要求;直接罩面則抬高了原路面標高,增加了原路面不變荷載,影響了原路面排水,不僅無法從根本上解決原路面結(jié)構(gòu)層病害,且不斷生成新的薄弱層,誘發(fā)新的路面病害。因此,就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)運而生。該工藝在滿足綠色環(huán)保的基礎(chǔ)上,節(jié)約了大量原材料的消耗,越來越受到國內(nèi)養(yǎng)護行業(yè)的重視。
南方某公路為雙向四車道加硬路肩,有中央分隔帶,行車道半幅寬度為10.5m。通過對道路的詳細調(diào)查,目前道路主要問題為反射裂縫、老化、局部路段網(wǎng)裂、沉陷等病害。原路面結(jié)構(gòu),如表1所示。
表1 原路面結(jié)構(gòu)
1.抽提、篩分試驗
該試驗原材料取自南方某公路,采用了低速離心機、瀝青抽提儀等設(shè)備,試驗結(jié)果如表2所示。
2.瀝青再生試驗
瀝青再生是對老化瀝青的逆向修復(fù),通過再生劑調(diào)整瀝青中的失衡部分,使其恢復(fù)到原有性能,結(jié)果如表3所示。
3.體積指標檢驗
將舊料添加不同比例的再生劑,加入0.5%的熱瀝青后開展馬歇爾試驗,試驗結(jié)果如表4所示。該項目的再生劑用量為舊路面瀝青混合料中瀝青含量的5%。(注:理論密度為實測值)
表3 瀝青再生的試驗結(jié)果
表4 摻加不同比例再生劑和0.5%的熱瀝青后的體積指標試驗結(jié)果
表5 復(fù)拌級配調(diào)整結(jié)果
4.復(fù)拌混凝土配合比設(shè)計
由原路面材料的抽提篩分可知,原材料的油石比為4.3%,添加一部分新料可對原材進行級配優(yōu)化。
(1)原材料
從當(dāng)?shù)匕韬驼境槿∈喜⒑Y分,所用瀝青類別為改性,篩分試驗結(jié)果如表5所示。
(2)礦料配合比計算
該配合比設(shè)計采用的級配類型為AC-13,設(shè)計新料與原路面混合料的礦料添加比例為20%:80%,各倉和原路面礦料配比如表6、圖1所示。
(3)確定油石比
由表7可知,隨著新料油石比不斷增大,試件的空隙率和穩(wěn)定度逐漸減小,而流值不斷增大,為了滿足規(guī)范技術(shù)要求,結(jié)合現(xiàn)場實際設(shè)計經(jīng)驗,油石比確定為4.8%。
5.復(fù)拌型瀝青混合料配合比驗證
(1)為了驗證設(shè)計油石比的可靠性,需要驗證混合料,結(jié)果如表8所示。
(2)復(fù)拌瀝青混合料浸水馬歇爾試驗驗證如表9所示。
(3)復(fù)拌混凝土高溫穩(wěn)定性試驗如表10所示。
6.結(jié)論
根據(jù)上述試驗,礦料配合比及油石比等外加劑和新料添加比例如表11所示。
表6 篩分試驗結(jié)果
圖1 合成級配曲線圖
表7 馬歇爾試驗結(jié)果
根據(jù)原路面現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果及原路面瀝青混合料試驗分析,該道路適合采用復(fù)拌就地?zé)嵩偕に?。再生過程中添加原路面瀝青含量5%的再生劑,需補充0.5%的新瀝青,新瀝青為改性瀝青;為補充原路面磨損,再生過程中添加平均1cm的新瀝青混合料,新料為改性瀝青混凝土。
復(fù)拌就地?zé)嵩偕谑┕r,首先加熱原路面,并添加外加劑恢復(fù)原材料性能;其次收集舊料,加入部分新料;最后將新、舊料一同提升拌和,攤鋪碾壓作業(yè)后開放交通即可。
表8 復(fù)拌瀝青混合料馬歇爾試驗
表9 瀝青混合料浸水馬歇爾試驗結(jié)果
表10 瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性試驗結(jié)果
表11 礦料配合比及油石比
1.加熱作業(yè)。施工時采用加熱機組,以間歇加熱的方式保證加熱溫度,避免瀝青混合料受熱過高而老化,原路面路表溫度宜控制在160℃~180℃。
2.舊料耙松、噴灑再生劑和收集舊料。原路面加熱后需對瀝青混凝土進行充分耙松,且耙松不可破壞骨料;噴灑再生劑需保證其均勻性;舊料收集后堆集在中間。
3.控制再生混凝土溫度。舊料收集后,用加熱機再次提高再生瀝青混合料溫度不少于40℃,以保證新舊料提升復(fù)拌后的再生溫度。
4.添加新料、再生料拌和。在舊料上添加新料,通過提升裝置將新舊料置于拌缸內(nèi)一同拌和。
5.再生料攤鋪。拌和后用攤鋪機攤鋪復(fù)拌料,與攤鋪新料作業(yè)相同。
6.碾壓作業(yè)。碾壓作業(yè)時應(yīng)注意碾壓次數(shù),不可破壞混合料,并保證熱再生時不改變原路面橫坡。
7.開放交通。
表12 現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)
施工檢測結(jié)果如表12所示,滿足設(shè)計要求。
由于道路本身存在局部基層病害,須先修復(fù)基層病害(預(yù)處理),再進行熱再生施工。就地?zé)嵩偕に嚳梢杂行е卫頌r青路面上面層、淺層病害。該項目在進行就地?zé)嵩偕┕ず?,各類路面監(jiān)測指標均合格。根據(jù)該項目的理論和實踐經(jīng)驗,可以歸納總結(jié)為:
1.原路面存在連續(xù)大面積基層病害時,不適宜采用就地?zé)嵩偕┕ら_展養(yǎng)護;若原路面基層病害面積較小,則在對基層病害預(yù)處理后可采用就地?zé)嵩偕┕ぁ?/p>
2.原路面混合料材料較差時,不適宜采用就地?zé)嵩偕M行施工作業(yè),如瀝青含量低于3.8%時,不適宜采用就地?zé)嵩偕┕ぁ?/p>
該項目使用熱再生技術(shù),施工完成后各項路面指標均符合相關(guān)規(guī)范。就地?zé)嵩偕膬?yōu)勢同時體現(xiàn)在質(zhì)量、環(huán)保、經(jīng)濟及速度等方面,通過核算,該項目大量減少了新材料的使用。此外,雖然工程體量龐大,但熱再生單車道施工的實現(xiàn),保障了交通的正常運行,改善了以往養(yǎng)護封路的不利影響。