周蓉清
上海中測行工程檢測咨詢有限公司 上海 200082
道路建設需要大量的筑路材料,道路養(yǎng)護產(chǎn)生大量的廢舊路面材料。將廢舊路面材料再生循環(huán)應用于道路基礎設施建設和養(yǎng)護,變廢為寶,形成一個符合循環(huán)經(jīng)濟模式的產(chǎn)業(yè)鏈,可以避免廢棄材料堆放對土地的占用和對環(huán)境的污染,可以減少對石料、瀝青、水泥的需求,降低筑路或養(yǎng)護成本,是實現(xiàn)公路交通可持續(xù)發(fā)展的重要舉措;上海砂石材料基本是周邊省份引進,雖然數(shù)量基本能夠保證,但是質(zhì)量參差不齊,因此瀝青路面再生技術的應用成為重中之重。
JTG/T5521-2019《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》規(guī)范了瀝青路面再生技術的應用,明確了瀝青路面的再生應采用瀝青路面再生設備,將一定比例的新集料、再生結(jié)合料、瀝青再生劑等新型材料與瀝青混合料回收料、無機結(jié)合料等瀝青路面回收料進行拌和,并經(jīng)攤鋪、壓實,形成路面結(jié)構(gòu)層。根據(jù)瀝青路面再生方式可以分為廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生、全深式冷再生。其中上海近幾年大中修項目使用較多的方式為廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生這三種方式[1]。
該技術相對比較成熟,將路面瀝青混合料進行銑刨,銑刨后的骨料需進行相應的試驗檢測,合格后將其作為其中一檔骨料來使用,具體參配比例需通過配合比設計來確定。由于要對回收材料進行一系列試驗檢測,且需要通過目標配合比設計及生產(chǎn)配合比來確定再生料的摻量以及檢測其性能指標是否符合路面使用要求,所以整個試驗周期耗時相對比較久,因此不適用于工期相對緊張的項目。廠拌熱再生回收的瀝青路面材料摻配比例相對較少,所以不能從根本上解決循環(huán)利用的問題。
對回收的路面材料要求相對較低,但是再生混合料性能較好。上海大中修多條公路采用乳化瀝青- 再生穩(wěn)定碎石作為基層材料,性能檢測一般通過馬歇爾試件來測定15℃劈裂強度和干濕劈裂強度比(%)。該方法適用范圍比較廣,使用項目也較多,如浦星公路大中修工程等項目。
該技術對設備要求較高,破碎材料的不均勻或破碎材料不一致,容易導致最大干密度、最佳含水率、壓實度以及7d 無側(cè)限抗壓強度等試驗檢測結(jié)果差異較大,施工質(zhì)量控制相對較難。一般再生層作為基層或底基層,該技術在上海得到廣泛的應用,它可以實現(xiàn)對破碎瀝青路面材料的全部利用。
伴隨著我國大量公路瀝青面層的翻修、重建和改建,瀝青路面材料再生技術在公路建設和養(yǎng)護工程中得到廣泛的應用,這條可持續(xù)發(fā)展之路將越走越寬。
瀝青路面在使用過程中,在汽車輪載和環(huán)境的共同作用下,瀝青混合料中的瀝青將逐漸老化,表現(xiàn)在結(jié)合料的粘附性能下降,路面容易出現(xiàn)松散、坑塘等現(xiàn)象;另一方面如果路面施工質(zhì)量把控不好,壓實度不足或空隙率過大,會造成路面早期損壞,若不及時處理,會進一步加速路面使用性能的下降,縮短了道路的使用壽命[2]。
因此,當瀝青混凝土道路開始出現(xiàn)老化現(xiàn)象時,應及時采取預養(yǎng)護措施。瀝青還原處治就是其中之一。該技術除了不改變路面原貌外,可以明顯提升原路面瀝青三大指標及路面摩擦性能,有效延長道路使用壽命,最大的優(yōu)點就是快速固化,施工后2-3 小時即可開放交通,對交通通行的影響降至最低。該技術這兩年得到大力的推廣,下面以上海某大中修工程為例來分析下該技術在預養(yǎng)護中的實際應用:
首先,瀝青還原劑的質(zhì)量直接關系到整個施工的質(zhì)量,因此我們事先應根據(jù)JTGE20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗檢測規(guī)程》對瀝青還原劑進行相應指標檢測,結(jié)果如下:
表1 瀝青還原劑性能檢測
根據(jù)JTGE20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗檢測規(guī)程》試驗方法檢測。選定70 號道路石油瀝青作為基質(zhì)瀝青,放入老化箱老化至針入度為30-40(0.1mm) 之間( 一般在163℃±1℃的薄膜烘箱中老化約9 個小時),測定瀝青老化后的三大指標;將制備的老化后的70 號瀝青加溫至150℃后,摻入一定比例的瀝青還原劑(還原劑用量按3.3% 進行內(nèi)摻),攪拌均勻后加蓋并放置在常溫下冷卻保存,24h 后加熱進行三大指標試驗,結(jié)果見下表2:
表2 瀝青三大指標檢測
因改善劑的影響范圍一般瀝青路面表層以下1cm,故工前工后在同一區(qū)域取芯或銑刨表層1cm 的材料,通過阿布森瀝青回收法或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器瀝青回收法將銑刨后混合料進行瀝青回收檢測:
以上三組實驗說明瀝青還原劑對老化后瀝青針入度在30-40(0.01mm)的瀝青的提升效果可以達到設計的要求,但是實際路面瀝青老化的程度層次不齊,所以還原劑的噴曬量應根據(jù)路面實際情況來確定。
施工前我們應對原路面進行摩擦系數(shù)、滲水系數(shù)的測定,測點必須標記明確可以溯源,以備瀝再生施工后在同一測點進行復測,從而來看出路面實際的改善效果。通過施工前后的檢測結(jié)果對比我們發(fā)現(xiàn)瀝青路面滲水性能得到很大的改善,基本都是不滲水的狀態(tài);摩擦系數(shù)略有下降,但均不超過3BPN20;路面性能改善均達到預期的效果。
表3 工前工后瀝青三大指標檢測對比
試驗檢測只能代表所檢測點的情況,而非所有的施工面,因此在實際的施工過程中宜采用具有精確計量系統(tǒng)的專用灑布機施工,嚴格控制噴灑量,并確保噴灑的均勻性和準確性,若有露白或機械無法噴灑的區(qū)域需人工噴灑,保證施工區(qū)域無漏噴。瀝再生預養(yǎng)護施工作業(yè)完成后,應及時清理施工現(xiàn)場,并對已實施路面進行保護,在未干燥之前嚴禁車輛通行[3]。
在上海交通異常復雜的大環(huán)境下,合理選擇養(yǎng)護方式,在保質(zhì)保量的完成道路的大中修或預養(yǎng)護任務的同時我們應最大限度地節(jié)省建設費用,合理分配資源,最大限度地發(fā)揮經(jīng)濟效益社會效益。