劉亞明 (太原市城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中心,山西 太原 030000)
近年來,我國道路基礎(chǔ)工程建設(shè)已經(jīng)取得極大成果,大部分已完成建設(shè)工作的瀝青公路也進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段,同時公路建設(shè)過程中產(chǎn)生的廢棄瀝青混合料大量堆積,不僅會造成大量資源浪費(fèi),也會對周邊自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害。為此,如何對瀝青混合料進(jìn)行循環(huán)利用已經(jīng)成為當(dāng)前科研界內(nèi)重點(diǎn)研究的課題。國家也對相關(guān)問題投入巨大關(guān)注,根據(jù)中央政府發(fā)布的文件要求,公路廢舊路面材料回收率與循環(huán)利用率應(yīng)分別達(dá)到100%以及95%。由此,就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)運(yùn)而生,從大量實(shí)踐案例可知,該技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)修復(fù)路面病害,同時可以切實(shí)提升資源利用率,因此對該技術(shù)應(yīng)用措施的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
為詳細(xì)闡明就地?zé)嵩偕夹g(shù)在瀝青公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用措施,本文選取某地區(qū)高速公路養(yǎng)護(hù)工程為案例進(jìn)行詳細(xì)說明。案例工程設(shè)計全長約為70km,1992年正式通車,公路初始設(shè)計為雙向四車道水泥混凝土路面,2001年,當(dāng)?shù)卣畬ζ溥M(jìn)行“黑色化”改造,使其成為瀝青路面?,F(xiàn)階段,該公路路面結(jié)構(gòu)為4cm厚SUP-12.5瀝青混凝土+6cm厚AC-20瀝青混凝土+2.5cm厚STRATA應(yīng)力吸收層+24cm厚混凝土板。改造工作完成后公路再次運(yùn)營19年。從該路段車輛行駛狀況分析,該路段交通量達(dá)到17640輛/日,其中貨運(yùn)車輛占比達(dá)到18.3%,貨車類型以重載車型為主。
從實(shí)際情況分析,案例工程在實(shí)際運(yùn)營過程中需要承受極大的車輛荷載,因此車轍、裂縫、局部坑槽等是其多發(fā)病害。
其中,車轍病害主要集中在車輛行駛輪跡帶區(qū)域,從實(shí)際調(diào)查結(jié)果分析,此類病害較為嚴(yán)重,呈現(xiàn)出網(wǎng)裂、龜裂情況。在以往養(yǎng)護(hù)工程中,施工單位對其進(jìn)行取芯調(diào)查,結(jié)果表明,公路輪跡帶車轍處裂縫主要貫穿于路面上層。導(dǎo)致這種情況的主要原因在于路面受車輛荷載產(chǎn)生的壓應(yīng)力與剪應(yīng)力作用,瀝青上層面材料老化進(jìn)而被破壞,導(dǎo)致車轍問題。
路面裂縫問題主要集中在混凝土板搭接處,施工單位在養(yǎng)護(hù)作業(yè)開始前對其進(jìn)行取芯調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn),裂縫貫穿整個瀝青面層。這種情況表明,路面裂縫的產(chǎn)生原因主要為混凝土板搭接、開裂,在反復(fù)行駛荷載作用下產(chǎn)生的疲勞裂縫。施工單位同樣對局部坑槽的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析,結(jié)果表明,該問題出現(xiàn)的主要原因在于混凝土板破損。裂縫及局部坑槽養(yǎng)護(hù)修復(fù)方式具備一定相似性,均需對病害部分進(jìn)行開挖作業(yè),對下承層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理并進(jìn)行抗裂處置操作,以實(shí)現(xiàn)恢復(fù)其瀝青結(jié)構(gòu)層的目的。針對病害部分進(jìn)行開挖及后續(xù)處理的優(yōu)勢在于可以有效降低銑刨及重鋪工作量。
施工單位在實(shí)際養(yǎng)護(hù)工作時,結(jié)合各方面因素決定采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對病害部分進(jìn)行處理。通過利用該技術(shù)對工程路段上層瀝青材料進(jìn)行處理,可以有效恢復(fù)施工路段上層瀝青材料的使用性能,同時對路面進(jìn)行平整處理[1]。從施工工藝角度劃分,就地?zé)嵩偕に嚳煞譃閺?fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)及加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)兩種。
2.2.1 復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)
該工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中需要借助大型機(jī)械設(shè)備,首先利用熱再生機(jī)組中的加熱設(shè)備對路面進(jìn)行充分加熱,隨后利用再生設(shè)備對路面瀝青材料進(jìn)行翻松以及添加再生劑處理,并充分收集舊材料使其形成細(xì)長料帶[2],再通過新瀝青材料添加設(shè)備對已搜集舊料材料袋基礎(chǔ)上混入新瀝青材料,并統(tǒng)一通過提升機(jī)置入到拌合缸內(nèi),經(jīng)過充分拌和處理后,利用攤鋪機(jī)、壓路機(jī)將混合材料鋪設(shè)至路面之上。
2.2.2 加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)
該工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中同樣需要對路面進(jìn)行充分加熱處理,隨后使用再生設(shè)備對施工路段噴灑再生劑,在完成上述工序后,對施工路段進(jìn)行翻松處理并對路面瀝青材料進(jìn)行拌和,隨后進(jìn)行初步整平處理。完善整平工序后,對施工路段路面進(jìn)行薄層瀝青混合料鋪設(shè)作業(yè),并將上層新鋪瀝青材料與下層再生瀝青材料進(jìn)行碾壓成型作業(yè)[3]。
2.2.3 施工工藝對比
復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要添加的新料較少,通常情況下,僅需原路面材料的1/4~1/3左右,對于公路運(yùn)載量較大的公路路面,施工過程中所填補(bǔ)的路面材料在經(jīng)過磨耗后,對路面標(biāo)高影響較小。而加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要在原有路面再生施工基礎(chǔ)上新增2cm~3cm新瀝青混凝土罩面,會從整體層面上提升路面標(biāo)高[4]。同時,復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)對于修復(fù)車轍及輪跡處網(wǎng)裂、龜裂現(xiàn)象的修補(bǔ)效果更強(qiáng),可以更好地將嚴(yán)重老化材料分散至路面之中,進(jìn)而保證再生施工后路面材料均一性效果。因此,在案例工程施工過程中,應(yīng)用復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工效果更好。
案例工程在2018年對路段內(nèi)約10km的范圍進(jìn)行就地?zé)嵩偕┕?。?shí)際作業(yè)過程中采用復(fù)拌就地?zé)嵩偕に嚕冒吧缴a(chǎn)的SY系列再生機(jī)組設(shè)備進(jìn)行施工作業(yè)。同時,利用再生劑對老化瀝青混合料性能進(jìn)行恢復(fù)處理。新瀝青材料與舊瀝青材料調(diào)配過程中的主要指標(biāo)依據(jù)圖1進(jìn)行。
圖1 調(diào)整路面瀝青材料級配
案例工程于2018年9月正式完成就地?zé)嵩偕┕ぃㄟ^對施工路段質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)后可知,施工段路面平整度恢復(fù)程度較好。同時,在對相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行取芯檢測后可知,施工完成后,上面層瀝青混凝土較為密實(shí),且上面層與中面層之間粘結(jié)效果滿足實(shí)際需求。
工程施工2年后,路面養(yǎng)護(hù)單位對施工段路面質(zhì)量進(jìn)行再次檢測發(fā)現(xiàn),施工段路面整體情況保持較好,但是在局部地區(qū)出現(xiàn)網(wǎng)裂情況。養(yǎng)護(hù)單位對相關(guān)問題進(jìn)行詳細(xì)研究后發(fā)現(xiàn),施工過程中施工單位為確保路面標(biāo)高受影響,新添瀝青混合料較少,而案例工程路段經(jīng)過長時間的使用,上面層瀝青混合料已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重老化問題,級配破壞情況較為嚴(yán)重且瀝青材料含量嚴(yán)重不足。而施工單位在利用復(fù)伴再生瀝青混合料過程中,新瀝青材料含量較少,進(jìn)而導(dǎo)致經(jīng)過再生工序后瀝青材料級配未能得到有效調(diào)整,進(jìn)而導(dǎo)致路面經(jīng)過長時間使用后再次遭受破壞。
該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中涉及的因素較為繁雜,因此需要施工單位重點(diǎn)關(guān)注各種細(xì)節(jié)問題。在施工設(shè)計階段,施工單位首先應(yīng)對施工場地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,在充分明確施工實(shí)際需求的基礎(chǔ)上,結(jié)合施工規(guī)范等對相應(yīng)路段是否適用于就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行評測。在確定施工可行后對路面進(jìn)行取樣分析,為制定施工工藝選擇方案、再生瀝青混合料性能等提供有效信息支持,并對再生劑、新瀝青等添加量進(jìn)行計算[5]。以案例工程為例,施工單位所選擇施工工藝完全滿足實(shí)際施工需求,但是忽略工程路段瀝青老化嚴(yán)重的問題,導(dǎo)致新材料添加量不足,進(jìn)而導(dǎo)致施工完成后再次遭受破壞。
在實(shí)際施工過程中,施工單位應(yīng)充分利用動態(tài)質(zhì)量管理模式對施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控,實(shí)際監(jiān)控要求見表1。施工單位在實(shí)際作業(yè)過程中應(yīng)注意隨時對各種主客觀條件引發(fā)的變動進(jìn)行調(diào)整,確保施工有序性和協(xié)調(diào)性,為施工質(zhì)量提供有力保障。就地?zé)嵩偕┕み^程中的要點(diǎn)環(huán)節(jié)在于溫度控制以及材料添加控制,施工單位實(shí)際作業(yè)過程中應(yīng)注意對施工路段路面進(jìn)行充分加熱,同時保證后續(xù)再生瀝青混合料溫度,確保路面翻松流程可以最大限度地降低對原路面級配的影響,同時保證后續(xù)攤鋪、碾壓工序中瀝青材料的壓實(shí)度滿足施工設(shè)計要求[6]。
表1 就地?zé)嵩偕┕べ|(zhì)量控制要求
本文以某工程案例對就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)進(jìn)行研究,并得出以下結(jié)論:
(1)在養(yǎng)護(hù)工程中采用局部病害處理與就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)相結(jié)合的方式,可以有效提升施工過程中的資源利用率。
(2)施工單位在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)時,首先必須對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)地調(diào)查并進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證施工方案實(shí)際的可行性。在實(shí)際施工過程中應(yīng)采用動態(tài)質(zhì)量管理模式,以確保施工質(zhì)量滿足實(shí)際需求。