鄭曉藝
(中鐵十一局集團第五工程有限公司,重慶 400037)
采用瀝青路面現(xiàn)場熱再生進行維修,當(dāng)瀝青路面表層出現(xiàn)開裂、泛油、磨損、車轍、溝槽等病害或路面性能下降,且路面未被破壞時,采用先進的現(xiàn)場熱再生裝置將舊巷道加熱到位,耙開并收集舊巷道,并加入合適的新鮮瀝青混合料。在機器內(nèi)部通過熱混合放置,立即鋪展、熨燙和層壓,然后迅速循環(huán)操作。
對瀝青混合料進行回收利用,有利于廢料的處理,節(jié)能環(huán)保。舊瀝青混合料可就地全部或部分回收利用,減少了新材料的開采,既能避免舊瀝青混合料的運輸和廢料隨意丟棄問題,又不會造成冷再生施工過程中的粉塵和廢氣污染。因此,瀝青混合料的回收利用,具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,被稱為“綠色”施工技術(shù)。
采用現(xiàn)場熱再生技術(shù),通過加熱軟化路面,清除舊路面材料,添加不少于20%的新瀝青材料和一定比例的瀝青膠,加熱攪拌,使回收的混合料重新鋪裝在路面上。原始路面、機械展開,并通過一次滾動來完成維護任務(wù)。施工過程:大型“瀝青路面熱再生單元”,先將瀝青路面干燥軟化,然后將收集的舊瀝青表面材料送入攪拌筒內(nèi)的加熱單元,加入新的瀝青混合料,再加入新的瀝青加熱攪拌,送到攤鋪機攤鋪、搗碎、熨燙,重新占用壓路機后的單元,修建新路[1]。
(1)任何直接鋪路或銑刨的項目都可以采用熱再生的方法,即在現(xiàn)場進行舊路面混合物的再生,而無需進行廢物處理和堆放。
(2)可以確保骨料的完整性和等級,100%使用舊材料。再生材料的使用壽命與新瀝青混合料的使用壽命相同。
(3)與以前的維護方法相比,不受大流量限制,對沿途的交通和居民影響較小,可在施工結(jié)束時開放交通。
(4)與其他施工方法相比,施工產(chǎn)生的振動小、噪音低且環(huán)保。
(5)這種硬化方法以人行道為施工對象,適用于具有良好承載力、裂縫、車轍和疲勞損傷的人行道,原則上不適用于基線以下的情況。但是,注漿加固后仍然可以使用熱再生方法來恢復(fù)路基結(jié)構(gòu)。
(6)現(xiàn)場熱再生不能修復(fù)深度在瀝青層以下的裂縫,可達到的最大深度為6 cm,但可通過二次加熱達到更深的再生深度。
(7)修整新修的路面有缺陷的地方,費用很低。
(8)這一方法使舊路受熱,易受特殊溫度的影響,寒冷季節(jié)一般不宜施工,天冷及雨天效率會有所下降。但是在冬季,可以用來融雪、除冰,為維護交通安全提供幫助。
(9)最大深度為5~6 cm的現(xiàn)場熱再生技術(shù),對于超過這個深度的路面病害無能為力。結(jié)果表明,與廠拌熱再生瀝青路面相比,現(xiàn)場熱再生瀝青路面的質(zhì)量穩(wěn)定性和耐久性較差。
成型再生方法是將舊瀝青路面加熱到一定溫度,用復(fù)合攪拌機將其松開,在攪拌機中攪拌松散的物料,將其均勻混合(同時添加適量的添加劑以恢復(fù)瀝青的性能),然后鋪展在道路上,并用滾子將其滾成一定形狀。另外,土壤疏松也可用于人為軟化路面。該方法適用于損傷輕、損傷面積小的路面修復(fù),可以消除原路面的車轍、干裂等問題,恢復(fù)路面的平整度,改善路面性能[2]。
重鋪法是在修補法的施工中,在使用可再生設(shè)備的基礎(chǔ)上,清除舊路面材料,均勻混合,整修至一定狀態(tài)水平,同時在鋪路時鋪一層新的瀝青混合料層,形成新的道路材料,最后使用輥壓成型。本發(fā)明適用于嚴重損壞路面的修復(fù)、翻新或改造,恢復(fù)路面的防滑性,修整車轍,增加路面的坡度和加固瀝青路面。
復(fù)合攪拌法是由加熱設(shè)備將再生裝置加熱到一定溫度后,將舊路面加熱,用復(fù)合攪拌機將舊路面挖出,并通過物料輸送裝置將松散的物料送入攪拌機,然后加入特殊配置的新熱瀝青混合料、瀝青或按適當(dāng)比例恢復(fù)再生瀝青的性能。攪拌器中的葉片將舊材料和新材料混合成新的優(yōu)質(zhì)瀝青混合料,并在攤鋪機上攤開,用滾子壓成形狀。改進現(xiàn)有瀝青路面材料性能,修補老化、不穩(wěn)定的磨耗層,改變路面坡度,提高路面強度,或?qū)⒛ズ膶痈臑轲そY(jié)層,覆蓋新的磨耗層[3]。
在復(fù)拌再生法的基礎(chǔ)上,加入一層新瀝青混合料作為磨耗層,以改變路面級配,提高路面承載能力和路用性能。該方法適用于重載路面、路面表面損傷嚴重、承載能力下降的老路大中修工程[4]。
(1)熱再生混合料的高溫穩(wěn)定性車轍試驗通過板狀試件與車輪之間的往復(fù)相對運動,使試件在車輪重載作用下產(chǎn)生壓實、剪切、推移和流變而產(chǎn)生車轍。通過試驗,確定試塊變形與時間或車輪通過次數(shù)的關(guān)系,計算瀝青混合料的變形速率或動穩(wěn)定度[5]。再生瀝青混合料采用AC-13混合料,舊瀝青混合料在再生混合料中的摻合率分別為95%、90%、85%,并加入一定量新骨料。采用LHCZ-6車轍儀對車轍進行測試,測試數(shù)據(jù)和結(jié)果如表1所示。
表1 車轍試驗數(shù)據(jù)及結(jié)果
(2)由于裂縫中不斷滲入的水分使基層、路基軟化,造成路面承載力下降,影響行車舒適度,縮短路面使用壽命。為評估再生瀝青混合料的低溫抗裂性,通過劈裂試驗研究了再生料在不同舊料摻和率下的低溫抗裂性。開展劈裂試驗時,試件尺寸為馬歇爾標準擊實成型圓柱體,試驗溫度為(-10.0±0.5) ℃,加載速率為1 mm/min,泊松比為0.25。表2顯示了再生混合料劈裂試驗的結(jié)果。
表2 再生混合料劈裂試驗的結(jié)果
(3)熱再生混合料水的穩(wěn)定性是指瀝青路面在水中或在凍融循環(huán)過程中的損傷,由于輪的動載荷作用,不斷產(chǎn)生冷凍水壓力或負壓的吸入再循環(huán)作用,使瀝青和骨料界面水分滲透,逐漸降低瀝青的附著力,失去結(jié)合強度,瀝青膜從石材表面脫落,瀝青混合料的顆粒掉落、散落,然后形成凹坑,推動變形等破壞現(xiàn)象。在水浸條件下,瀝青與礦物材料之間的附著力降低,導(dǎo)致混合物被破壞,最終表現(xiàn)為混合物整體機械強度下降,使瀝青混合物的水穩(wěn)定性得以提高[6]。采用凍融劈裂強度試驗方法評價再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性,結(jié)果如表3所示。
表3 凍融劈裂試驗結(jié)果
對道路瀝青進行熱再生,對節(jié)約資源、提高現(xiàn)場施工效率具有重要價值和意義,在熱再生施工前,應(yīng)注意瀝青混合料的設(shè)計,可根據(jù)施工現(xiàn)場的條件和路面瀝青的老化情況,選擇Superpave和Marshall兩種設(shè)計方法進行瀝青混合料的配比設(shè)計,施工中應(yīng)重點考慮老舊路面的處理、新混合料的攪拌以及瀝青混合料的攤鋪施工,現(xiàn)場施工人員應(yīng)不斷完善技術(shù)工藝,加強質(zhì)量控制,改進再生瀝青材料的各種性能,使其基本上滿足道路的正常運行需求。