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        高速公路瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)研究

        2022-03-08 01:42:30寇建國(guó)
        關(guān)鍵詞:瀝青路面深度施工

        寇建國(guó)

        (張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,河北 張家口 075000)

        1 引言

        傳統(tǒng)瀝青路面維修并沒(méi)有充分利用舊料,而就地?zé)嵩偕夹g(shù)是將舊瀝青路面結(jié)構(gòu)銑刨后加入水泥、粉煤灰、碎石集料、舊瀝青材料組成混合料,經(jīng)拌和、攤鋪、壓實(shí)成型,充分利用舊瀝青材料,節(jié)約資源[1]。為探究就地?zé)嵩谠偕夹g(shù)對(duì)瀝青路面路用性能的影響,本文依托工程實(shí)踐,在試驗(yàn)路段進(jìn)行就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工。施工完成后,通過(guò)對(duì)比再生前后路面平整度、構(gòu)造深度和摩擦系數(shù),得到就地?zé)嵩偕夹g(shù)與瀝青路面路用性能的關(guān)系。

        2 工程實(shí)踐

        2.1 工程概況

        某公路工程全線(xiàn)長(zhǎng)120 km,設(shè)計(jì)車(chē)道為雙向4 車(chē)道,設(shè)計(jì)車(chē)速100 km/h,起點(diǎn)樁號(hào)為K1620+000,終點(diǎn)樁號(hào)為K1740+000,路基寬35 m,路基平均填高4.5 m,最大填高6.8 m,最小填高3.2 m。根據(jù)對(duì)此地段道路水文地質(zhì)探測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)厝战煌枯^大,道路通行車(chē)輛中貨車(chē)居多,且超載現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)?shù)啬杲涤炅吭?00~1 000 mm,在道路剛剛投入使用幾年之后,路面就出現(xiàn)較多的車(chē)轍病害,公路養(yǎng)護(hù)部門(mén)已經(jīng)在部分路段使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù),但道路狀況仍難以得到較好的改善。經(jīng)研究后,決定采用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)該道路的一些路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。

        2.2 原路面狀況調(diào)查

        根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,車(chē)轍深度在15 mm以上為重度車(chē)轍,10~15 mm 為輕度車(chē)轍。為探究就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)瀝青路面路用性能的影響,本文選取某高速公路K1674+000~K1675+000 作為施工試驗(yàn)路段,對(duì)試驗(yàn)路段輪跡帶車(chē)轍深度進(jìn)行實(shí)地調(diào)查研究,調(diào)查結(jié)果如表1 所示。

        由表1 可知,試驗(yàn)路段車(chē)轍總比例在30%左右,且以輕度車(chē)轍居多,試驗(yàn)路段輕度車(chē)轍比例在20%左右;大部分路段雖未出現(xiàn)重度車(chē)轍,但K1674+000~K1674+250 重度車(chē)轍比例達(dá)34.21%,該路段已經(jīng)嚴(yán)重影響行車(chē)安全和行車(chē)時(shí)舒適性,需要進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù),而就地?zé)嵩偕鳛轭A(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段,可以有效解決這一問(wèn)題。

        表1 試驗(yàn)路段輪跡帶車(chē)轍深度調(diào)查結(jié)果表%

        3 施工工藝

        3.1 施工準(zhǔn)備

        選取某高速公路K1674+000~K1675+000 段作為施工試驗(yàn)路段。首先,清掃瀝青路面面層,保證工作面干凈整潔。接著,加熱機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng),加熱機(jī)器之間的間距在1~1.2 m,加熱機(jī)工作寬度應(yīng)超過(guò)再生路面寬度6~8 cm。最后,嚴(yán)格控制溫度不能超過(guò)180 ℃,若加熱溫度過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致路面強(qiáng)度降低;加熱溫度過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致路面老化加劇。

        3.2 路面銑刨和再生料攪拌

        準(zhǔn)備工作完成后,原路面加熱完畢后開(kāi)始路面銑刨作業(yè),對(duì)原路面進(jìn)行熱銑刨。熱銑刨作業(yè)中,操作人員要嚴(yán)格把控銑刨深度,銑刨深度一般在30~50 mm,當(dāng)采用手動(dòng)銑刨時(shí),銑刨深度應(yīng)控制在4 mm 內(nèi),銑刨溫度應(yīng)控制在100~180 ℃,以確保作業(yè)質(zhì)量。銑刨結(jié)束后對(duì)舊料進(jìn)行翻松,同時(shí)溫度應(yīng)控制在120 ℃以上[2]。再生劑和新、舊瀝青混合料在再生機(jī)中翻松再進(jìn)行第二次攪拌,攪拌速度應(yīng)均勻,攪拌溫度應(yīng)控制在120~130 ℃。

        3.3 攤鋪和碾壓

        再生瀝青混合料攤鋪時(shí),攤鋪下面層溫度控制在85 ℃以上,以確保攤鋪層與舊路面能夠黏結(jié)良好,攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中,攤鋪機(jī)內(nèi)的再生瀝青混合料出料溫度應(yīng)保持在130 ℃左右。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后,初壓時(shí)壓路機(jī)速度應(yīng)控制在2 km/h,溫度應(yīng)控制在120 ℃以上;復(fù)壓時(shí)壓路機(jī)速度應(yīng)控制在3.5 km/h,碾壓4 遍;終壓時(shí)碾壓溫度應(yīng)控制在70 ℃以上[3]。

        4 路用性能檢驗(yàn)

        4.1 平整度檢測(cè)

        試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)前后平整度的檢測(cè),本文根據(jù)規(guī)范要求采用3 m 直尺測(cè)得路面平整度,在檢測(cè)點(diǎn)使用3 m 直尺底面與路面之間的最大間隙距離表示路面的平整度,依據(jù)JTG F80/1—2017《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 第一冊(cè) 土建工程》瀝青路面3 m 直尺測(cè)量值允許誤差為5 mm。并根據(jù)公式將試驗(yàn)路段3 m 直尺測(cè)量值轉(zhuǎn)換為國(guó)際平整度IRI 值,轉(zhuǎn)換公式為:

        式中,X 為3 m 直尺測(cè)量值,mm。試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂驣RI 指數(shù)如表2 所示。

        表2 試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂驣 RI 指數(shù)

        由表2 可知,試驗(yàn)路段就地再生施工前后,3 m 直尺測(cè)量值從3.86 mm 減小到1.65 mm。依據(jù)JTG F 40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求國(guó)際平整度IRI 應(yīng)當(dāng)小于2 m/km,試驗(yàn)路段就地再生施工前國(guó)際平整度IRI 為1.01 m/km,施工后IRI 為0.17 m/km。表明原路面平整度較好,使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)后,平整度值減小,這一變化說(shuō)明就地?zé)嵩偕夹g(shù)能夠改善瀝青路面平整度,滿(mǎn)足道路施工質(zhì)量要求且保證行車(chē)安全和舒適度。

        4.2 構(gòu)造深度檢測(cè)

        試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)前后路面構(gòu)造深度的檢測(cè),本文根據(jù)規(guī)范要求采用手工鋪砂法測(cè)得攤鋪砂的平均直徑值,檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在路面輪跡帶上,且距離路面邊緣大于1 m,檢測(cè)面積應(yīng)大于30 cm×30 cm,一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需要平行檢測(cè)5 次,且保證誤差在5 mm。試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂髽?gòu)造深度TD 如表所示。將測(cè)得的攤鋪砂的平均直徑值根據(jù)公式計(jì)算構(gòu)造深度TD,計(jì)算公式如式(2):

        式中,TD 為路面表面構(gòu)造深度,mm;V 為砂的體積,25 cm3;D 為鋪砂直徑的平均值,mm。

        根據(jù)道路勘測(cè)結(jié)果可知,項(xiàng)目工程位于多雨潮濕氣候區(qū),且年降雨量在500~1 000 mm,按照J(rèn)TG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》路面抗滑技術(shù)指標(biāo)要求,手工鋪砂法測(cè)得的路面構(gòu)造深度TD 不得低于0.50 mm。由表3 可知,試驗(yàn)路段就地再生施工前后鋪砂直徑平均值從192 mm 減小到150 mm,就地?zé)嵩偕奥访鏄?gòu)造深度值為1.16 mm,施工后瀝青路面構(gòu)造深度雖降低到0.71 mm,但是依舊超過(guò)0.50 mm,滿(mǎn)足規(guī)范性能要求。

        表3 試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂髽?gòu)造深度TD

        4.3 摩擦系數(shù)檢測(cè)

        試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)前后路面摩擦系數(shù)的檢測(cè),本文根據(jù)規(guī)范要求采用擺式摩擦儀法測(cè)得路面擺值,檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在路面輪跡帶上。路面摩擦系數(shù)與當(dāng)?shù)丶竟?jié)溫度有關(guān),檢測(cè)時(shí)應(yīng)記錄當(dāng)天日期與路表溫度。檢測(cè)過(guò)程中擺桿擺動(dòng)后返回起始位置時(shí),一定要用手提前接住擺桿,以免損壞滑塊?;瑝K使用新橡膠片時(shí),橡膠片的長(zhǎng)邊不得超過(guò)3.3 mm,短邊不得超過(guò)1.5 mm;一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需要平行檢測(cè)5 次,最后結(jié)果精確到1[4]。試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂罂够笖?shù)如表4 所示。將擺式摩擦儀法測(cè)得路面擺值FBPN根據(jù)公式計(jì)算橫向力系數(shù)FSFC,計(jì)算如式(3)所示:

        式中,F(xiàn)BPN為路面擺值;FSFC為橫向力系數(shù)。

        按照J(rèn)TG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》路面抗滑技術(shù)指標(biāo)要求,年降雨量在500~1 000 mm 的路段,橫向力系數(shù)FSFC需要超過(guò)50。由表4 可知,試驗(yàn)路段就地再生施工前后路面擺值FBPN由55 增加到70,就地?zé)嵩偕奥访鏅M向力系數(shù)為58.0,施工后瀝青路面橫向力系數(shù)增加到72.4,原路面和施工后的路面橫向力系數(shù)都大于50,但再生后路面抗滑性能對(duì)比原路面明顯得到提升,抗滑能力得到優(yōu)化。

        表4 試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂罂够笖?shù)

        5 結(jié)語(yǔ)

        綜上所述,原瀝青路面使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工后,路面平整度和橫向力系數(shù)FSFC得到明顯提高,路面構(gòu)造深度小范圍減小,但依舊滿(mǎn)足瀝青路面施工規(guī)范要求。因此,就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以顯著提高原路面的路用性能。

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