李 洋 賈絲童
(鶴壁市通方公路技術(shù)咨詢有限公司,河南 鶴壁 458000)
泡沫瀝青冷再生技術(shù)是對回收瀝青路面材料和水泥穩(wěn)定基層材料的再生利用。這項技術(shù)可以充分發(fā)揮舊瀝青的應(yīng)用價值,實(shí)現(xiàn)舊路面材料的循環(huán)利用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,降低資源浪費(fèi)。此外,還能把半剛性路面結(jié)構(gòu)向半柔性結(jié)構(gòu)路面轉(zhuǎn)變,延長路面使用壽命。
泡沫瀝青也被稱為膨脹瀝青,其技術(shù)原理為向熱瀝青內(nèi)注入一定量的常溫水,促使其不斷膨脹,產(chǎn)生瀝青泡沫,極短時間內(nèi)瀝青泡沫便會破裂,一旦泡沫瀝青和集料接觸,瀝青泡沫就會瞬間轉(zhuǎn)化為大量“小顆粒”,并均勻?yàn)⒉荚诩?xì)集料表面,形成黏有大量瀝青的細(xì)料填縫料,隨后通過一系列施工工序,粗料間的空隙將被此類細(xì)料充分填充,起到砂漿作用,實(shí)現(xiàn)混合料穩(wěn)定。一般來講,在瀝青下面層和基層可使用此類材料,且具有突出的性能優(yōu)勢。其優(yōu)點(diǎn)如下:
第一,可實(shí)現(xiàn)瀝青面層和基層材料全厚式再生;
第二,可實(shí)現(xiàn)半剛性基層向半柔性基層轉(zhuǎn)化;
第三,僅需加熱瀝青材料,無需對集料加熱,節(jié)約能源;
第四,養(yǎng)護(hù)周期短,可縮短工期,對交通干擾小。
某公路工程為雙向四車道,隨著沿線經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,交通量越來越大,目前已無法滿足當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸需求,需進(jìn)行改擴(kuò)建施工。改擴(kuò)建工程全長26.17km,起訖樁號為K0+138~K26+311,由原有雙向四車道改為雙向八車道,施工中,不僅要新建路面施工,還要處治舊路病害。在銑刨處理舊路后,需進(jìn)行重新鋪筑,此時將有大量銑刨舊料產(chǎn)生,為減少資源浪費(fèi),結(jié)合本工程現(xiàn)場施工特點(diǎn),決定采用泡沫瀝青冷再生施工工藝。根據(jù)上述分析,為提高泡沫瀝青冷再生混合料性能,決定在混合料內(nèi)摻加1.5%水泥。
1)施工準(zhǔn)備。施工下封層前,先清理干凈作業(yè)面雜物、浮塵,若存在局部被污染問題,需及時通過人工方式進(jìn)行清理。下封層施工可選擇同步灑布車,10.8m為灑布寬度,相鄰段搭接寬度不得小于5cm,或大于10cm。為保證灑布均勻,減少風(fēng)力影響,可采用順風(fēng)向駕駛瀝青灑布車進(jìn)行熱瀝青均勻撒布,一般灑布量控制在1.2~1.5kg/㎡范圍,本工程采用1.3kg/㎡。
2)新舊路面拼接。為保證新舊路面拼接效果良好,可選用水性環(huán)氧界面劑和水泥混合物對新舊路面接縫進(jìn)行縱向冷接縫處理。嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行拼接、壓實(shí)施工。在涂刷前,需清理干凈拼接部位,保證潔凈、無雜物。此外,還要進(jìn)行灑水濕潤,一般涂刷量為4~6kg/㎡,本工程以5 kg/㎡為準(zhǔn)。
3)拌和。泡沫瀝青冷再生混合料拌和時,可采用穩(wěn)定土拌和機(jī)改裝的WB-250型拌和機(jī)。經(jīng)試拌可確定拌和機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)率,即150~250t/h,并安設(shè)精度較高的電子稱量系統(tǒng),自動控制各類材料的總量和流速,并通過數(shù)字顯示。針對超粒徑RAP材料,可直接通過冷料斗入口設(shè)置的篩網(wǎng)將其篩除,并設(shè)有泡沫瀝青發(fā)泡設(shè)備。在采用廠拌冷再生拌和方式時,需保證拌和生產(chǎn)前,拌和場地材料充足,可滿足攤鋪用料3~5d左右。施工時,應(yīng)根據(jù)配合比設(shè)計,合理確定各類材料用量,保證混合料含水量滿足施工要求。
4)運(yùn)輸。為保證后期攤鋪施工的連續(xù)性,在施工前,必須確定運(yùn)輸車輛數(shù)量,通過計算分析,為滿足泡沫瀝青再生混合料基層施工需有4輛以上運(yùn)輸車在攤鋪機(jī)前等待卸料。運(yùn)輸前,所有運(yùn)輸車輛及人員必須詳細(xì)核對攤鋪位置、運(yùn)輸路線、運(yùn)輸距離等條件。在路基行駛時,運(yùn)輸車輛的車輪很可能粘黏灰塵,這種情況下,為保證不污染作業(yè)面,在車輛進(jìn)入施工作業(yè)區(qū)域前,需將灰塵清理干凈。車輛在施工現(xiàn)場掉頭時,需設(shè)有明顯標(biāo)示,并指派專人負(fù)責(zé),嚴(yán)禁在完成施工的粘層油上進(jìn)行車輛掉頭。為避免運(yùn)輸過程中材料出現(xiàn)離析現(xiàn)象,可將篷布覆蓋運(yùn)料車上,從而達(dá)到防雨、防塵的效果。
5)攤鋪。攤鋪施工中,可采用2臺攤鋪機(jī)按照梯隊作業(yè),保證攤鋪機(jī)能力和拌和能力相符,不應(yīng)出現(xiàn)等料等現(xiàn)象。按照測量掛線標(biāo)高方式控制攤鋪厚度,保證攤鋪平整度、厚度均可達(dá)到施工要求。為避免攤鋪機(jī)和運(yùn)料車碰撞,需保持安全距離。攤鋪速度不宜過快。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(jìn)行處理。
6)碾壓。碾壓施工是整個施工的重要環(huán)節(jié),根據(jù)設(shè)計要求,可分3階段進(jìn)行施工,在泡沫瀝青混合料施工中,初壓的作用主要是穩(wěn)定材料,防止產(chǎn)生材料位移情況,此時可選取鋼輪振動壓路機(jī)進(jìn)行施工,碾壓以靜壓為準(zhǔn),遍數(shù)為3遍左右。復(fù)壓是提高壓實(shí)質(zhì)量的重點(diǎn),根據(jù)施工具體情況,可選用單鋼輪振動壓路機(jī)施工,以3遍碾壓為準(zhǔn)。為徹底消除輪跡,提高路面平整性,需做好終壓施工,此時可選用膠輪壓路機(jī)施工。
碾壓施工時,如出現(xiàn)振壓過量問題,需及時進(jìn)行壓實(shí)遍數(shù)調(diào)整。同時,應(yīng)按照表面含水量實(shí)際情況,確定是否添加用水量。一般需按照“低-高、外-內(nèi)”順序進(jìn)行碾壓施工,且合理控制碾壓速度,尤其是機(jī)械設(shè)備起步、剎車時,速度不宜過快,嚴(yán)禁在新鋪混凝土上掉頭或急剎車。
7)養(yǎng)生。待完成上述施工后,即可進(jìn)入泡沫瀝青冷再生基層養(yǎng)護(hù)階段,養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)控制在7d以上。若滿足以下任一條件便可提前開放交通,結(jié)束養(yǎng)護(hù)。第一,泡沫瀝青再生層鉆芯取樣所取芯樣完整;第二,泡沫瀝青再生層含水量在2%以內(nèi)。
本路段采用泡沫瀝青冷再生技術(shù)養(yǎng)護(hù)施工后,針對工后不同時間段路面性能與破損情況進(jìn)行了跟蹤調(diào)查與分析,具體情況如下:
1)路面破損。針對路面破損檢測,本文以工后7天、工后1年、工后2年為研究對象,根據(jù)長期觀測分析,采用泡沫瀝青冷再生施工后,可得工后7天路面破損率為0,工后1年路面破損率為0.015%,路面破損率雖有所增加,但增幅很小。工后2年路面破損率為0.52%,破損率明顯增大,究其原因在于單面層防水能力相對較差,路面自由水下滲至泡沫瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層和瀝青混凝土層之間將會產(chǎn)生滑動層,由于行車荷載的水平剪力影響,瀝青混凝土面層將會出現(xiàn)滑移現(xiàn)象,這種情況下,路面部分位置極易產(chǎn)生擁包、坑槽等病害,并大幅增加路面破損概率。
2)路面平整度。平整度是檢驗(yàn)路面質(zhì)量的重要指標(biāo),經(jīng)泡沫瀝青冷再生施工養(yǎng)護(hù)后,可得工后7天路面平整度指數(shù)IRI為1.772m/km,工后1年路面平整度指數(shù)IRI為1.925m/km,工后2年路面平整度指數(shù)IRI為2.29m/km,工后3年路面平整度指數(shù)IRI為1.394m/km,由此可見,維修養(yǎng)護(hù)施工后,路面平整度變化幅度不大,表明路面結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性。根據(jù)上述分析,工后3年路面平整度水平有所提升,其原因在于工后2年時對本路段進(jìn)行了單層瀝青混凝土罩面處理,路面平整度可滿足施工要求。
3)路面車轍。通過跟蹤檢測分析,工后7天平均車轍深度平均值為4.14mm,工后1年平均值車轍深度平均值為6.83mm,工后2年平均值車轍深度平均值為8.81mm。由此可見,路面整體車轍變化幅度不大,具有良好的抗車轍能力。
綜上所述,泡沫瀝青冷再生技術(shù)作為一種新興的“綠色”技術(shù),用于道路維修改造,不僅能夠有效利用RAP資源,而且具有節(jié)能減排、提高施工效率的優(yōu)點(diǎn),符合我國當(dāng)前低碳環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。