(張石高速公路張家口管理處,河北 張家口 075000)
近年來(lái),就地?zé)嵩偕夹g(shù)在我國(guó)道路養(yǎng)護(hù)工作中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛,相對(duì)于舊的路面維修方式,就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以充分地利用舊瀝青混合料,大大降低養(yǎng)護(hù)成本,同時(shí)路面質(zhì)量能得到明顯改善。目前,國(guó)內(nèi)普遍將舊瀝青混合料中的RAP摻量控制在20~30%以內(nèi),但是在瀝青混合料再生過(guò)程中,摻入少量RAP材料并不能解決日益增長(zhǎng)的舊料回收問(wèn)題,同時(shí)也導(dǎo)致再生效益不明顯。因此,本文依托某實(shí)際工程,通過(guò)對(duì)不同RAP材料摻量的AC-16再生瀝青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),并評(píng)價(jià)不同RAP材料摻配率下再生瀝青混合料的路用性能,對(duì)推動(dòng)我國(guó)瀝青再生技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
就地?zé)嵩偕鸀r青混合料是通過(guò)專業(yè)設(shè)備將舊瀝青路面進(jìn)行翻挖、回收、破碎和篩分后的舊瀝青材料與再生劑、新集料和新瀝青材料按照一定比例拌和而成。就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的性能主要受到以下幾個(gè)因素的影響:
1.再生劑摻量
再生劑的摻量是影響瀝青混合料再生的重要因素,能夠影響舊瀝青的黏度和補(bǔ)充舊瀝青所缺失的化學(xué)成分,所以需要通過(guò)再生混合料的馬歇爾試驗(yàn),根據(jù)孔隙率、穩(wěn)定度和流值來(lái)綜合確定再生劑的摻量。
2.瀝青混合料級(jí)配
再生瀝青混合料的空隙率和穩(wěn)定度都會(huì)受到混合料級(jí)配的影響。
3.舊瀝青材料
舊瀝青路面材料對(duì)熱再生瀝青路面的抗車轍和低溫抗裂性能有較大影響。
就地?zé)嵩偕夹g(shù)具有施工效率高,周期較短,噪聲污染較小的優(yōu)勢(shì),同時(shí)可以重復(fù)利用原有路面的瀝青和集料就地?cái)備?,降低材料和運(yùn)輸成本;不僅能改善原有路面級(jí)配和瀝青用量,還有利于后期路面的養(yǎng)護(hù)和管理;能夠較好地處治路面裂縫,防止反射裂縫的產(chǎn)生。
某高速公路大中修工程全長(zhǎng)4 km,起訖樁號(hào)為K 7+300~K 11+300。路線總體走向自東向西,采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),路面長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)車轍、裂縫和坑槽等病害,現(xiàn)決定采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)舊路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。將試驗(yàn)路段平均分為4段,分別采用RAP摻量為20%、30%、40%和50%的AC-16再生瀝青混合料進(jìn)行鋪筑。
在舊料摻配率和新瀝青混合料規(guī)范的基礎(chǔ)上,通過(guò)RAP材料的抽提篩分結(jié)果與新集料篩分結(jié)果綜合確定RAP材料摻量分別為20%、30%、40%和50%的AC-16再生瀝青混合料的級(jí)配,具體級(jí)配如表1所示。
表1.再生瀝青混合料試驗(yàn)級(jí)配
1.施工前準(zhǔn)備工作
施工前,應(yīng)調(diào)查路面基本情況,適當(dāng)采取隔離措施,避免在施工過(guò)程中受到其他干擾。同時(shí),應(yīng)該修補(bǔ)原有路面的病害,清掃舊路面上的垃圾和雜物,保證路面整潔并畫出導(dǎo)向線。
2.路面加熱與銑刨
采用路面加熱機(jī)對(duì)路面進(jìn)行穩(wěn)定加熱,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工要求確定加熱溫度和深度,避免瀝青材料迅速老化。采用加熱銑刨機(jī)對(duì)舊路面進(jìn)行銑刨處理,合理控制銑刨深度和銑刨后的路面溫度,確保滿足施工要求。
3.瀝青混合料的拌和與攤鋪
瀝青混合料在拌和前應(yīng)檢測(cè)其指標(biāo)是否符合施工要求,拌和過(guò)程中應(yīng)保證瀝青混合料的均勻性,保證拌和溫度不低于180℃。之后進(jìn)行混合料的攤鋪,攤鋪機(jī)在攤鋪的過(guò)程中需要將速度保持在2.5m/m in,緩慢勻速前行,以保證瀝青混合料不發(fā)生離析,并實(shí)時(shí)檢測(cè)瀝青混合料的溫度,保證溫度在125~145℃之間。
4.壓實(shí)
熱再生施工完成后,應(yīng)立即進(jìn)行碾壓施工,在壓實(shí)過(guò)程中,為保證壓實(shí)效果,再生瀝青混合料的溫度要保持在160~170℃左右,碾壓機(jī)器均勻前行,直到路面沒有輪跡時(shí)停止碾壓。
5.開放交通
施工完成后,應(yīng)繼續(xù)封閉施工區(qū)域,待路面溫度下降至50℃以下時(shí),方可開放交通。
試驗(yàn)路段鋪筑結(jié)束后,在樁號(hào)K 7+300~K 11+300的路段分別鉆芯取樣進(jìn)行車轍試驗(yàn)和低溫彎曲試驗(yàn),對(duì)不同RAP材料摻量再生的瀝青混合料性能進(jìn)行對(duì)比分析。
1.高溫性能
將試驗(yàn)鋪筑路段取樣的再生瀝青混合料按照規(guī)范分別制作成車轍試件并進(jìn)行高溫車轍試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表2.車轍試驗(yàn)結(jié)果
通過(guò)表2可以看出,車轍試驗(yàn)測(cè)得的動(dòng)穩(wěn)定度均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)的規(guī)定。隨著再生瀝青混合料中RAP材料摻量增加,其動(dòng)穩(wěn)定度上升,瀝青混合料的抗車轍性能也會(huì)增加。其中,當(dāng)RAP材料摻量從40%增加到50%時(shí),動(dòng)穩(wěn)定度增加幅度最大約24%。
2.低溫性能
按照試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn),結(jié)果如表3所示。
表3.低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果
由表3可以看出,當(dāng)RAP摻量為30%時(shí),再生瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變最大,當(dāng)RAP摻量超過(guò)30%時(shí),彎拉強(qiáng)度和破壞應(yīng)變隨著RAP摻量增加而減小。RAP摻量為40%和50%時(shí),再生瀝青混合料的破壞應(yīng)變均大于2000με,滿足冬冷區(qū)規(guī)范要求,因此在南方高溫多雨地區(qū)的道路施工中,可以適當(dāng)采用高摻量RAP的再生瀝青混合料。
本文介紹了就地?zé)嵩偕夹g(shù)的原理、施工工藝和技術(shù)優(yōu)勢(shì),并依托實(shí)際公路工程,分別采用RAP摻量為20%、30%、40%和50%的AC-16再生瀝青混合料對(duì)路面進(jìn)行鋪筑,對(duì)再生瀝青混合料的路用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,RAP材料摻量的增加可以提高AC-16再生瀝青混合料的高溫性能;高摻量RAP材料的AC-16再生混合料的低溫抗裂性能滿足冬冷區(qū)規(guī)范要求,在南方高溫多雨地區(qū)的道路施工中,可以適當(dāng)采用高摻量RAP的再生瀝青混合料。