胡洪
(東臺市公路工程有限責(zé)任公司,江蘇 東臺 224200)
現(xiàn)有道路工程施工中使用各種修復(fù)技術(shù),旨在以最低的成本恢復(fù)道路最佳功能,提高道路使用效能。瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)是目前比較先進環(huán)保、操作快捷的破損路面修復(fù)技術(shù),其采用特定工藝和機械設(shè)備在加熱路面后,對道路面層舊料進行收集,添加新型瀝青混合材料之后采用攤鋪、碾壓等工藝形成新的道路表層。該技術(shù)對路面淺表層破損等問題具有很好的修復(fù)功能。本文對瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工原理、技術(shù)要點和經(jīng)濟意義進行分析,提出了優(yōu)化瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用,提高道路修復(fù)質(zhì)量和效率的對策建議。
就地?zé)嵩偕夹g(shù)是應(yīng)用于瀝青路面修復(fù)的技術(shù)。該技術(shù)是在瀝青路面表層發(fā)生破損、裂縫等問題時,使用熱再生機械設(shè)備,將破損舊路面進行加熱軟化,采用熱刨、耙松等操作將舊路面清理到合適的深度后,通過加入一些新增的、合適的瀝青混合料和再生劑,通過機內(nèi)熱攪拌后均勻攤鋪在路表上,采用熨平、碾壓等連續(xù)式作業(yè),實現(xiàn)公路瀝青路面的功能恢復(fù)。該技術(shù)也被稱為HIR 技術(shù),主要優(yōu)勢是施工中能充分利用舊的瀝青路面材料,施工簡單,對周圍環(huán)境無害、施工操作簡單、工作效率高,對道路通行干擾小,能有效控制路面維修支出,因此在路面養(yǎng)護、修繕中得到廣泛應(yīng)用。
目前HIR 技術(shù)分類一般是依據(jù)現(xiàn)場施工機械的組成方式,分為綜合作業(yè)、聯(lián)合作業(yè)兩種。綜合作業(yè)施工中,通常是采用一臺綜合式路面再生機來實現(xiàn)整個施工,能一體化實現(xiàn)對舊路面的加熱、耙松,添加再生劑攪拌后攤鋪到路表上,為提高工作效率還可增加一臺路面預(yù)加熱機組共同進行現(xiàn)場施工。常用的綜合式路面再生機的型號有WIRTGEN 公司生產(chǎn)的RX4500 和HM4500 型綜合作業(yè)、具有加熱結(jié)構(gòu)的再生機組。聯(lián)合作業(yè)施工要采用幾臺不同功能的路面再生設(shè)備和常規(guī)攤鋪機進行聯(lián)合施工,該技術(shù)常用的是英達公司RM6000 瀝青路面就地?zé)嵩偕鷻C組和SY4500 機組?;贖IR 技術(shù)在攤鋪施工的工藝,還可以將該技術(shù)分為路面表層整形再生、復(fù)拌再生、重鋪再生三種類型。其中路面整形再生施工作業(yè)的過程是,在把舊路面翻新之后,在舊路面的材料中添加瀝青再生劑進行充分攪拌,之后進行攤鋪和碾壓成型的施工。路面復(fù)拌再生施工,需要把舊路面翻松之后的材料和新型瀝青混合料、再生劑均勻充分攪拌之后,在舊路表上攤鋪碾壓為新表層。路面重鋪再生施工是基于路面整形再生施工技術(shù),在已經(jīng)完工的路面上增加一層磨耗層,主要材料是新瀝青材料,之后通過碾壓、壓實成型兩個路面的材料層來完成路表修復(fù)。
目前,國內(nèi)工程建設(shè)中采用就地?zé)嵩偕┕つ芎芎玫貙崿F(xiàn)對公路養(yǎng)護質(zhì)量的要求,一般主要應(yīng)用于再生深度為50cm 左右的路面建設(shè)、養(yǎng)護和改建工程項目中。在添加再生劑恢復(fù)老化瀝青路表性能,添加新瀝青材料和舊材料進行混合后,通過對配比方式的優(yōu)化調(diào)整,對施工作業(yè)過程的質(zhì)量控制管理,有效提高了公路工程的建設(shè)質(zhì)量。
就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工需要采用加熱、翻松舊表層,添加再生劑后進行拌和、攤鋪,利用機械設(shè)備碾壓成型等施工作業(yè)。通過對舊瀝青路面原材料的再生利用,沒有銑刨、添加黏層油等工序,大大減少施工成本支出。該技術(shù)的施工原理主要表現(xiàn)為兩個方面的關(guān)鍵控制內(nèi)容。第一,對舊瀝青路面的混合料進行再次利用。第二,添加再生劑對舊瀝青路面的材料進行性能恢復(fù)。從這些方面可以看到該技術(shù)的實質(zhì)施工原理就是把舊路面的瀝青表層翻松之后,添加新瀝青或再生劑等材料進行充分混合,形成全新、性能更好地瀝青混合料,之后采用路面攤鋪、碾壓成型作業(yè),從而消除舊路面的病害問題,恢復(fù)和提高路面的使用性能。
優(yōu)點表現(xiàn)為:施工周期短、保護周圍環(huán)境、作業(yè)效率高,對道路通行干擾少等。在HIR 技術(shù)利用專業(yè)熱再生設(shè)備進行施工作業(yè)時可以流水施工作業(yè)的方式,一次性完成整個施工過程。該技術(shù)通過再次利用技術(shù),讓舊路面的瀝青混合料再次利用,不僅節(jié)約大量的路面施工用的砂石、瀝青等原材料,也不會產(chǎn)生大量的施工廢渣,減少路表施工的原材料運輸成本,降低對道路交通的干擾影響。
在具體施工中,只需要耙松舊路表的混合料,不需要進行銑刨等復(fù)雜操作,施工過程中揚塵少、噪聲污染小,對周圍環(huán)境影響很小。施工采用單車道依次進行的方式,在進行一個車道施工時,其他車道可以開放交通,這樣的施工方法很適應(yīng)大城市道路養(yǎng)護,能把對交通出行的負面影響降到最低。傳統(tǒng)路表養(yǎng)護施工中,必須在瀝青層、面層和基層施工中增加黏層油或者透層油,通過油來讓瀝青面層和界層、基層之間形成一個整體。在實際投運后,這種施工方式難以實現(xiàn)設(shè)計要求,通常采用這種方式施工的路面短短幾年又會出現(xiàn)裂縫、松軟等路表問題,公路的整體使用性能和耐久性能都難以得到保證。HIR 技術(shù)通過熱黏來實現(xiàn)舊層和再生層的嚴密黏合,不需要使用黏層油。在對路面的下一層采用間歇式加熱后,利用碾壓設(shè)備來實現(xiàn)再生瀝青混合料和加熱面層的一體熱壓成型,大大提供了路面層的整體性能。這種熱黏結(jié)施工,解決了舊層和再生層之間界面交界部位性能比較弱的問題,很好地使路面形成一個整體。而且因為是加熱狀態(tài)下實現(xiàn)的黏結(jié),這樣在雨水下滲等影響下也不會出現(xiàn)層間界面的脫節(jié)問題。利用HIR 技術(shù)施工完成的路面強度、耐久性等技術(shù)指標(biāo)都要高于傳統(tǒng)路面修復(fù)施工的路面。在現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),熱黏結(jié)的路面新接界面的抗剪強度能從0.3 上升到0.6MPa 以上,路面性能得到很大提升。
不足表現(xiàn)為:
一是該技術(shù)只適用于路表厚度比較淺的路面,對于路面的中下層和基層的結(jié)構(gòu)性損壞難以實現(xiàn)再生,不適合進行路面的大修,主要用于處理路面表層的車轍、麻面、裂痕、光面等表層型問題。
二是該技術(shù)增加的新瀝青和新集料的數(shù)量較少,如果路面表層存在厚度不均勻,性能變化較大等情況,難以保證所有路面的修復(fù)效果,無法利用改性瀝青對表層進行鋪筑。
三是該技術(shù)使用中需要對溫度進行較好的控制,因此對加熱技術(shù)提出了較高要求,也需要施工環(huán)境的外界環(huán)境氣候不能有太大變化。在具體施工中,要重點防治加熱溫度不均勻,施工過程無法連續(xù)等問題,要避免溫度過高導(dǎo)致瀝青過早出現(xiàn)老化問題,還要預(yù)防因為施工不連貫導(dǎo)致熱量損失、路面碾壓壓實施工時溫度不足導(dǎo)致質(zhì)量欠佳等問題。因此該技術(shù)不適合寒冷季節(jié)和環(huán)境溫度過低的地區(qū)使用。
四是該技術(shù)受到路面實際情況的約束,在起點和終點的預(yù)處理上有較高的技術(shù)要求。
在國家生態(tài)文明社會建設(shè)中,對生態(tài)環(huán)境的保護要求越來越高。公路施工建設(shè)的HIR 技術(shù)能有效控制路面施工對環(huán)境的污染,實現(xiàn)公路工程的生態(tài)環(huán)保效益。瀝青路面就地?zé)嵩偕鷮崿F(xiàn)了對施工原材料和其他能源的節(jié)約,保證了周圍環(huán)境不受到污染,體現(xiàn)了資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代公路養(yǎng)護理念,適應(yīng)了國家大力推進的節(jié)約型循環(huán)經(jīng)濟建設(shè)的需要。該技術(shù)使用原有路面材料進行再次利用,節(jié)約了新原材料的使用量,也不會產(chǎn)生大量的廢棄料,不僅節(jié)約運輸成本,還不會對周圍環(huán)境帶來污染。
該技術(shù)在施工中,采用先進的降噪設(shè)計,因此施工產(chǎn)生的噪聲比傳統(tǒng)施工技術(shù)要少,在城市和居民區(qū)進行道路養(yǎng)護施工中,能對周邊環(huán)境帶來最小的噪聲影響。對比傳統(tǒng)的路面銑刨重鋪施工方法,HIR 技術(shù)在減少二氧化碳減排上的作用非常顯著,一般每100萬平方米的瀝青路面施工,就能減少2645 噸的二氧化碳排放量。
HIR 技術(shù)在應(yīng)用中,施工工程和工藝相對比較簡單,作業(yè)過程比較緊湊,大大提高了技術(shù)應(yīng)用的施工效率。采用該技術(shù)進行施工時,一般能保持每分鐘5m 左右的施工效率,這樣能有效縮短施工工期,避免施工中對交通通行的影響。而且只需要對單車道進行封閉施工,其他車道可以正常使用,因此具有傳統(tǒng)施工無法比擬的施工效率。
HIR 技術(shù)的應(yīng)用,大大避免了施工材料浪費的問題,舊路表的材料再生利用,提高了資源的可循環(huán)利用水平,不需要過多支出施工成本,實現(xiàn)了低碳經(jīng)濟的發(fā)展目標(biāo)。通過實踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn),HIR 技術(shù)能減少新瀝青混合料的能源消耗,節(jié)約混合料中的瀝青含量能減少傳統(tǒng)銑刨施工產(chǎn)生的能源消耗,如作業(yè)機械設(shè)備運行的柴油消耗、減少現(xiàn)場的施工廢料產(chǎn)生、減少運輸車輛的油料消耗等。
瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)在應(yīng)用中,必須嚴格執(zhí)行質(zhì)量管控措施,才能保證公路建設(shè)施工有序、高效運行。該技術(shù)的質(zhì)量控制原則是:
第一,保證質(zhì)量目標(biāo)。公路工程的建設(shè)時間比較長,對質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素多而容易變化。施工過程中可能因為質(zhì)量問題產(chǎn)生嚴重的安全風(fēng)險事故。因此在施工過程中,必須圍繞質(zhì)量控制目標(biāo)進行過程管控,高質(zhì)量建設(shè)公路施工項目。
第二,堅持以人為本。公路施工建設(shè)中,質(zhì)量控制主要是依靠人來實現(xiàn)。要提高現(xiàn)場施工人員的專業(yè)素質(zhì)和能力,增加全員全面質(zhì)量控制意識,增強人員的職業(yè)責(zé)任心,調(diào)動現(xiàn)場人員的生產(chǎn)積極性。
第三,突出以預(yù)為先。公路修復(fù)工程的施工成本、投資較大,質(zhì)量問題產(chǎn)生的返修、充分施工都會增加項目施工成本。因此要從項目實施的事前、事中、事后等關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展質(zhì)量控制,對發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題技術(shù)整改,以規(guī)范的日常維護檢查和質(zhì)量檢查,避免質(zhì)量事故的發(fā)生造成嚴重的人身和財產(chǎn)損失。
第四,嚴格把控理論標(biāo)準。在HIR 技術(shù)施工過程中,必須嚴格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準,規(guī)范控制質(zhì)量措施,確保項目施工內(nèi)容符合設(shè)計的質(zhì)量標(biāo)準,從而降低質(zhì)量事故的發(fā)生率[1]。
在HIR 技術(shù)應(yīng)用之前,施工人員要做好各項準備工作,以保證工程施工質(zhì)量不受影響。要對路面雜物認真清理,杜絕雜物對再生混合料造成污染。要做好舊路表的裂縫灌注膠、熱熔表示線等清理,保證施工路表的邊緣美觀符合施工要求。在施工現(xiàn)場要畫好設(shè)備的行走導(dǎo)向線,對施工區(qū)域進行封閉保護,在完成作業(yè)準備工作后,才能將設(shè)備和原材料運到施工現(xiàn)場[2]。
在加熱操作中,重點是依據(jù)施工要求、現(xiàn)場環(huán)境溫度和施工工作量來確定預(yù)加熱設(shè)備的工作溫度,為后續(xù)施工質(zhì)量提供保障。再生劑的噴灑過程,施工用量必須結(jié)合實際情況進行科學(xué)合理掌握,要借助舊路面的瀝青材料試驗檢測結(jié)果指標(biāo)進行再生混合料的配比。要控制再生劑的噴灑用量,采用連續(xù)、均勻的方式進行噴灑作業(yè)。施工人員結(jié)合現(xiàn)場路面實際情況進行使用量優(yōu)化調(diào)整,控制再生劑噴灑質(zhì)量。
在HIR 技術(shù)的舊路面耙松施工中,要從舊路面的實際情況出發(fā),確定耙松的深度和打撒處理的效果,機械設(shè)備要勻速運行在舊路面,嚴格控制耙松的深度、寬度和強度等技術(shù)指標(biāo)。要注意耙松作業(yè)中,不能改變舊路面瀝青混合料的配給,每200m 就進行一次深度檢查,保證深度的變化控制在0.5cm 范圍內(nèi)。對于不符合要求的耙松操作要及時進行調(diào)整,保證耙松的整體質(zhì)量。
在施工操作中,應(yīng)用好熨平板和前導(dǎo)板,為后續(xù)的攤鋪施工奠定良好的路面基礎(chǔ)。特別是對路面的橫向接縫進行有效處理,采用人工和機械設(shè)備結(jié)合的方式控制瀝青混合料的松鋪厚度,保證攤鋪機鋪筑的效果,控制路面的平整度。
在攤鋪碾壓作業(yè)中,路面新鋪設(shè)的瀝青混合料和再生層都要一次碾壓成型,保證集料發(fā)揮嵌擠作用,兩層具有很好的熱黏性能,路面整體保證穩(wěn)定、平整。要科學(xué)控制瀝青混合料的溫度,及時清理路面散落的混合料,保證碾壓的效果和壓實程度符合設(shè)計要求。
綜上所述,公路工程施工應(yīng)用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)過程中,必須嚴格執(zhí)行設(shè)計標(biāo)準和要求,嚴格控制各作業(yè)環(huán)境的具體施工指標(biāo),發(fā)揮該技術(shù)施工效率高、施工成本低等優(yōu)勢,促進公路工程修復(fù)施工獲得更好的質(zhì)量和效益。