郭德棟

（濰坊公路發(fā)展集團(tuán)有限公司，山東濰坊261000）

0 引言

隨著社會(huì)快速發(fā)展，車輛的與日俱增為人們提供了出行便利，但是也導(dǎo)致道路擁堵的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，這無疑會(huì)增大交通運(yùn)輸?shù)膲毫?。建設(shè)高速公路有利于減輕交通運(yùn)輸壓力，因此我國(guó)投入大量人力、物力、財(cái)力等建設(shè)高速公路。為進(jìn)一步保證交通運(yùn)輸水平，我國(guó)除了做好高速公路建設(shè)之外，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)發(fā)展情況在原有的項(xiàng)目基礎(chǔ)上開展擴(kuò)建工作。由于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與瀝青冷再生混合料應(yīng)用是高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目的重要施工環(huán)節(jié)，有必要高度重視這兩項(xiàng)工作，構(gòu)建合理的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與瀝青冷再生混合料應(yīng)用體系，以此為高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目的順利推進(jìn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目概況

此次高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目的原始路基的行車寬度為25m，擴(kuò)展路基的行車寬度更改為45m，并使用雙向8 車道，希望通過開展高速公路擴(kuò)改建施工活動(dòng)，緩解交通壓力，滿足人們對(duì)高速公路運(yùn)輸需求。

2 高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

冷再生加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，通過構(gòu)建冷再生加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，推進(jìn)相關(guān)施工工作，利于提升高速公路擴(kuò)改建水平[1]。為此，需要積極地推進(jìn)冷再生加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。此次主要從以下方面研究了高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程。

2.1 交通量確定

在開展路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要提前對(duì)交通量進(jìn)行調(diào)查研究，得出關(guān)于高速公路交通量的數(shù)據(jù)。之后，就可以根據(jù)交通量調(diào)查，根據(jù)瀝青面層，冷再生基層和半剛性基層的軸載換算公式，分別計(jì)算出瀝青面層層底拉應(yīng)力，冷再生基層層底拉應(yīng)力和半剛性基層層底拉應(yīng)力[2]。路面在設(shè)計(jì)年限內(nèi)累積當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載Ne1，Nee2，Nee3。

2.2 結(jié)構(gòu)層參數(shù)確定

根據(jù)舊路路面實(shí)測(cè)彎沉值，通過彈性層狀體系軟件計(jì)算半剛性基層層底當(dāng)量回彈模量Et；加鋪瀝青面層，冷再生基層，通過經(jīng)驗(yàn)值或?qū)嶋H測(cè)試獲取剩余半剛性基層的回彈模量以及劈裂強(qiáng)度數(shù)值[3]。

2.3 路面結(jié)構(gòu)組合

在設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)時(shí)，需要考慮兩種情況，即考慮在路面標(biāo)高不受限以及路面標(biāo)高受限制情況下的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。在不受限時(shí)，需要依據(jù)常規(guī)的加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，推進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，而在受限時(shí)，需要通過瀝青面層，冷再生基層以及銑刨殘余半剛性基層之間的厚度組合，保證路面結(jié)構(gòu)厚度不變化，從而更好地連接擴(kuò)建前的高速公路。對(duì)于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來講，其需要清楚高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，了解路面標(biāo)高受限與不受限的情況，以此優(yōu)化推進(jìn)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。

2.4 結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要完成結(jié)構(gòu)驗(yàn)算工作。具體涉及的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算事項(xiàng)如下所述：

其一，將Ne1，代入式（1）中，求得路面設(shè)計(jì)彎沉值Id，進(jìn)行彎沉指標(biāo)驗(yàn)算；

其二，根據(jù)瀝青面層的Ks公式，即式（2）和冷再生基層的Ks公式，即式（3），分別計(jì)算面層和冷再生層層底容許拉應(yīng)力，進(jìn)行拉應(yīng)力指標(biāo)驗(yàn)算；

其三，結(jié)合設(shè)計(jì)資料和交通量調(diào)查，確定舊路半剛性基層設(shè)計(jì)壽命Ne和使用壽命Nep根據(jù)式（4）計(jì)算出殘余壽命系數(shù)α值，依據(jù)式（5）獲取加鋪路面結(jié)構(gòu)中殘余半剛性基層的抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)，計(jì)算加鋪后半剛性基層層底容許拉應(yīng)力，進(jìn)行拉應(yīng)力指標(biāo)驗(yàn)算[4]。

該項(xiàng)目經(jīng)過結(jié)構(gòu)驗(yàn)算后，得出了最終的加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，即4cmACl3+6cmAC20+15cm 再生混合料+35cm 剩余水穩(wěn)基層+剩余路面結(jié)構(gòu)。施工時(shí)先對(duì)路面進(jìn)行銑刨，銑刨深度為25cm[5]。

3 高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目瀝青冷再生混合料應(yīng)用

該次項(xiàng)目適合使用“乳化瀝青”，因此該次主要圍繞著“乳化瀝青”研究瀝青冷再生混合料在高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目中的應(yīng)用。

3.1 乳化瀝青成型機(jī)理

乳化瀝青在成型的過程中會(huì)將熱瀝青進(jìn)行增壓、剪切、研磨，從而分散成細(xì)小的顆粒，最后形成了穩(wěn)定、均勻的乳液。乳化瀝青可以在常溫下使用，同時(shí)可以與冷、潮濕的石料一起使用。當(dāng)前，乳化瀝青成為一種重要的建筑材料。其中，就被應(yīng)用在高速公路項(xiàng)目建設(shè)中，以起到提高車速，降低油耗，增加行駛舒適度等作用[6]。

本文研究了帶有噪聲的等級(jí)群體,通過伊藤公式、比較定理和數(shù)學(xué)歸納法,證明了噪聲強(qiáng)度足夠弱時(shí),群體可以無條件達(dá)到群集運(yùn)動(dòng)。本文研究的等級(jí)群體是基于全局領(lǐng)導(dǎo)者速度是勻速時(shí)分析的,對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者變化速度的情形有待進(jìn)一步研究。

3.2 乳化瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

3.2.1 材料的組成與設(shè)計(jì)

（1）回收瀝青路面材料（RAP）

乳化瀝青冷再生混合料是通過將所回收的高速公路乳化瀝青銑刨料通過加入乳化瀝青拌和而形成的材料。在展開瀝青混合料配合比工作時(shí)，需要做好高速公路銑刨?gòu)U料回收工作。同時(shí)還需要嚴(yán)格按照“瀝青冷再生”工藝，推進(jìn)瀝青冷再生活動(dòng)。包括：處理與篩選分離回收的高速公路乳化瀝青銑刨料；將以上步驟完成后得到了材料分為0～5mm、5～10mm、10～20mm 三檔。同時(shí)，在應(yīng)用“瀝青冷再生”工藝的過程中做好銑刨料含水率，半剛性基層材料混入率的控制工作。其中，銑刨料含水率需小于3%，防止影響瀝青混合料的性能，而半剛性基層材料混入率則應(yīng)小于2%[7]。

（2）乳化瀝青

在應(yīng)用“瀝青冷再生”工藝時(shí)，會(huì)使用到乳化瀝青。該次在高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目中所應(yīng)用的乳化瀝青為“70 號(hào)基質(zhì)瀝青”，希望通過應(yīng)用“70 號(hào)基質(zhì)瀝青”，確保瀝青冷再生效果。

（3）新骨料

為保證“瀝青冷再生”工藝實(shí)施效果，充分地提升“再生瀝青路面材料（RAP）”的性能，發(fā)揮“再生瀝青路面材料（RAP）”在高速公路建設(shè)中的作用，需要在開展“瀝青冷再生”工藝活動(dòng)的過程中加入新骨料。也就是說，需要在舊的材料中加入新骨料，進(jìn)而增強(qiáng)再生混合物的強(qiáng)度，從而保障高速公路的耐用性，合理地延長(zhǎng)高速公路的壽命[8]。在該次“瀝青冷再生”工藝實(shí)施中，所加入的新骨料的篩選結(jié)果詳見表1。

表1 新骨料篩選情況（單位：mm）

（4）礦粉與水泥

礦粉與水泥是瀝青冷再生混合料的重要組成部分，在實(shí)施“瀝青冷再生”工藝的過程中，需要放入礦粉與水泥，并進(jìn)行攪拌。從礦粉的角度分析，在實(shí)施“瀝青冷再生”工藝中應(yīng)用礦粉的作用是：增加乳液和骨料的覆蓋率，降低混合物的孔隙率，提高混合物的整體強(qiáng)度。在這種情況之下，就可以有效地確保高速擴(kuò)建項(xiàng)目施工質(zhì)量。為切實(shí)發(fā)揮礦粉的作用，需要注重控制礦物粉末的取代度。一般而言，礦物粉末的取代度大約在3%左右。從水泥的角度分析，在拌和乳化瀝青混合料的過程中，需要使用水泥緩凝劑。通過使用水泥緩凝劑，就可以延長(zhǎng)初始凝固、最終凝固時(shí)間等，以確保施工人員有效應(yīng)用乳化瀝青混合料推進(jìn)施工活動(dòng)。其中，使用水泥緩凝劑能夠?qū)⒊跏寄虝r(shí)間控制在3h 以上，能把最終凝固時(shí)間控制在6～10h。除此之外，在拌和乳化瀝青混合料的過程中，使用水泥緩凝劑還有助于降低混合物的孔隙率。對(duì)于乳化瀝青混合料拌和人員，一定要認(rèn)識(shí)到水泥緩凝劑在拌和乳化瀝青混合料以及后續(xù)使用中所起到的作用，積極地踐行此項(xiàng)工作。值得注意的是，混合料拌和人員需要注重在拌和乳化瀝青混合料的過程中控制水泥的含量，否則就容易起到相反的效果。將水泥的含量控制在15%以內(nèi)可保證混合料拌和水平，增強(qiáng)混合料的性能，所以混合料拌和人員需要把水泥的含量控制在15%以內(nèi)。

3.2.2 礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)的科學(xué)性對(duì)于提升瀝青冷再生混合料性能具有重要的價(jià)值。在實(shí)施“瀝青冷再生”工藝的過程中，需要主動(dòng)地推進(jìn)礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)工作。在開展礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要明確每塊的原料比。其中，應(yīng)將每塊的原料比確定為：RAP10－20mm∶RAP5 － 10mm∶RAP0 － 5mm∶新材料10 －20mm∶礦粉=23%∶27%∶37%∶10%∶3%。作為“瀝青冷再生”工藝實(shí)施者需要根據(jù)以上配比規(guī)定，開展工作。

3.2.3 最佳液體含量確定

在實(shí)施“瀝青冷再生”工藝的過程中，需要確定液體含量。而最佳用量是外摻3.5%，水泥為外摻1.5%，按預(yù)加含水率2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0% 分別在烘干后的骨料進(jìn)行拌和，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)70 次，60℃烘箱中養(yǎng)護(hù)至恒重。在嚴(yán)實(shí)后，會(huì)得到最大干密度及干劈強(qiáng)度，之后就可以確定最佳的液體含量。經(jīng)過推進(jìn)以上工作發(fā)現(xiàn)，最佳液體含量為6.5%。

3.2.4 最佳乳化瀝青用量與含水量確定

最佳液體含量為6.5%，3 種乳化瀝青含量分別選擇為3.0%、3.5% 和4.0%，確定了瀝青的最佳用量為3.5%，經(jīng)過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水含量為3.0%。而在瀝青的最佳用量為3.5%以及水含量為3.0%的情況下，瀝青冷再生混合料的性能符合高速公路擴(kuò)建項(xiàng)目對(duì)瀝青混合料材料性能的要求。

4 高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目施工質(zhì)量控制策略

4.1 混合料拌和與檢測(cè)

在拌和混合料時(shí)，要避免水泥發(fā)生結(jié)塊以及避免液體下流。另外，材料白化表示混合料的質(zhì)量并未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。所以，混合料拌和人員也需要防止出現(xiàn)該問題。在施工前，需要檢測(cè)乳化瀝青。而在乳化瀝青達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)的情況下，才可以使用，否則就不予以使用。其中，蒸發(fā)殘留物含量、1d 存儲(chǔ)穩(wěn)定性、5d 存儲(chǔ)穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)分別為不小于62%、不大于1%、不大于5%。通過將這些指標(biāo)控制在合理的范圍內(nèi)，才可以有效地確保施工質(zhì)量。

4.2 混合料運(yùn)輸

在高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目施工的過程中，有必要推進(jìn)混合料運(yùn)輸工作。其中，需要在運(yùn)輸混合料前清洗車輛，同時(shí)還需要在車輛上涂上專用隔離劑，保證混合料性能。在混合料達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)后，就需要及時(shí)卸貨。

4.3 攤鋪碾壓

為保證混合料的緊密度，提升高速公路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，需要控制碾壓4 次。不同碾壓機(jī)械在不同碾壓階段需碾壓的遍數(shù)存在差異。在初壓階段，需要使用雙鋼輪碾壓2 遍；在復(fù)壓階段，需要使用單鋼輪碾壓4遍，另外還需要使用膠輪碾壓4 遍；在終壓階段，需要使用雙鋼輪碾壓2 遍。

4.4 養(yǎng)護(hù)及交通管制

養(yǎng)護(hù)與交通管制是在高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目完成后需要開展的工作。通過開展這兩項(xiàng)工作，可以有效提高公路結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，保證施工項(xiàng)目質(zhì)量。從養(yǎng)護(hù)角度分析，雨水容易影響混合料的性能，不利于增強(qiáng)公路結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。所以，需要提前了解天氣情況。若發(fā)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)期間有降雨天氣，就需要預(yù)先準(zhǔn)備防雨的材料，將材料覆蓋在路面。另外，還需要在雨水結(jié)束后做好排水工作。在對(duì)公路養(yǎng)護(hù)時(shí)，需要控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間，養(yǎng)護(hù)的時(shí)間不應(yīng)少于3d。

5 結(jié)語

綜上所述，在高速公路擴(kuò)改建項(xiàng)目中，應(yīng)用瀝青冷再生混合料不僅可以保證施工質(zhì)量，而且可以在一定程度上降低施工成本?；诖耍匾曉诟咚俟窋U(kuò)改建項(xiàng)目中應(yīng)用瀝青冷再生混合料。同時(shí)在應(yīng)用瀝青冷再生混合料開展施工時(shí)，需要制定科學(xué)的高速公路擴(kuò)改建路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，強(qiáng)化施工效果。另外，在整個(gè)的高速公路擴(kuò)改建施工中要做好各個(gè)施工環(huán)節(jié)的把控工作，切實(shí)增強(qiáng)公路結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，確保公路的耐用性，延長(zhǎng)公路的使用壽命。