王士崇,謝照雷,耿照巍
(1.河南省光大路橋工程有限公司,河南 濮陽(yáng) 457000;2.河南天平工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司,河南 濮陽(yáng) 457000)
我國(guó)許多干線公路基多采用的是具有半剛性性質(zhì)的水泥穩(wěn)定碎石基層,然而重載交通成為影響半剛性基層病害產(chǎn)生的一個(gè)突出原因。泡沫瀝青再生很好地解決上述傳問(wèn)題,連續(xù)式廠拌泡沫瀝青再生是一項(xiàng)節(jié)約、環(huán)保的路面維修技術(shù),被稱為“綠色”施工技術(shù)[1]。通過(guò)設(shè)備的研發(fā)為該技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化提供了有力支持,對(duì)原水穩(wěn)攪拌設(shè)備的拌和終端添加二次拌和及瀝青發(fā)泡機(jī)組,實(shí)現(xiàn)在常溫下對(duì)路面銑刨回收材料進(jìn)行資源再生,形成的一種半柔性混合料技術(shù)。
(1)應(yīng)用范圍廣。泡沫瀝青的應(yīng)用拓展了混合料的應(yīng)用空間,適用于各等級(jí)道路基層以及低等級(jí)道路的面層。
(2)產(chǎn)能大,采用600 型水穩(wěn)拌合設(shè)備,實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)量達(dá)到400~550t/h,原則上可達(dá)到連續(xù)式水穩(wěn)拌合站產(chǎn)能上限。
(3)采用的是振動(dòng)攪拌加二次拌合的工藝拌和更均勻。
(4)為了滿足實(shí)際需要,及時(shí)控制調(diào)整級(jí)配,采用多個(gè)料倉(cāng)供料,集料級(jí)配設(shè)計(jì)更加靈活,生產(chǎn)配比更加規(guī)范。
(5)價(jià)格優(yōu),成本低。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)同類產(chǎn)品的均價(jià)約為750 萬(wàn)元,研發(fā)的設(shè)備價(jià)格則為400 萬(wàn)元左右。
(6)設(shè)備的模塊化使得該技術(shù)易推廣。
2021 年10 月,濮陽(yáng)市G106 修復(fù)養(yǎng)護(hù)工程(K515+187—K529+267)段和(K556+488—K571+041)段,經(jīng)過(guò)多方專家論證,采用連續(xù)式廠拌泡沫瀝青再生技術(shù)對(duì)對(duì)上基層進(jìn)行施工。
結(jié)構(gòu)性修復(fù)方案:現(xiàn)狀行車道范圍銑刨56cm 深的路面結(jié)構(gòu)。水泥穩(wěn)定碎石基層上面鋪裝12cm 厚泡沫瀝青再生半柔性混合料基層以及瀝青面層[2]。
本次泡沫瀝青再生施工路基寬度27m,采用半幅施工半幅保通模式,首先施工上行半幅,半幅施工再生作業(yè)寬度為11.5m,然后施工下行半幅,施工寬度為12m,兩次再生搭接50cm,保證再生縱向接縫在道路中間,從而保證上下行橫坡。半幅施工搭接如圖1 所示。
圖1 半幅施工搭接
2.1.1 瀝青路面銑铇料(RAP 材料)
銑铇料檢測(cè)內(nèi)容及質(zhì)量要求如表1 所示。
表1 RAP 材料檢測(cè)內(nèi)容及質(zhì)量要求
2.1.2 瀝青
采用山東高速建設(shè)材料有限公司(東海牌)70#瀝青,瀝青性能應(yīng)滿足《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 5521—2019)中表5.3.1 的要求。
2.1.3 碎石
采用安陽(yáng)中聯(lián)生產(chǎn)的碎石,碎石相關(guān)技術(shù)指標(biāo)如表2 所示。
表2 碎石技術(shù)指標(biāo)要求
2.1.4 石屑
采用安陽(yáng)中聯(lián)生產(chǎn)的石屑,技術(shù)指標(biāo)如表3 所示。
表3 石屑技術(shù)指標(biāo)要求
2.1.5 水泥
采用(湖波牌)P·S·B32.5 型礦渣硅酸鹽水泥。水泥的技術(shù)指標(biāo)如表4 所示。
表4 水泥技術(shù)指標(biāo)
2.1.6 水
拌和用水采用飲用水即可。
2.1.7 混合料級(jí)配
合成級(jí)配如表5 所示。
表5 廠拌泡沫瀝青再生混合料工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍
根據(jù)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果,再生施工主要參數(shù)設(shè)定如表6 所示。
表6 冷再生施工主要參數(shù)
拌和設(shè)備利用德通振動(dòng)600 型水穩(wěn)拌和站進(jìn)行機(jī)械改裝,通過(guò)增加二次拌和設(shè)備并對(duì)二次拌和設(shè)備加長(zhǎng),延長(zhǎng)了泡沫瀝青再生混合料的拌和時(shí)間,保證了混合料的均勻性。
為了控制加水系統(tǒng)與瀝青發(fā)泡系統(tǒng)的計(jì)量精度,采用恒壓控制,通過(guò)計(jì)算管路管徑大小、壓力、流量等控制流量,保證了混合料拌和效果。
成品料拌和后直接通過(guò)自卸車覆蓋運(yùn)輸,到現(xiàn)場(chǎng)后及時(shí)完成攤鋪。
攤鋪前應(yīng)完成下部結(jié)構(gòu)層的清掃,保證清潔無(wú)污染;攤鋪前應(yīng)檢查液壓系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置,及時(shí)加以調(diào)整;攤鋪速度應(yīng)根據(jù)混合料實(shí)際產(chǎn)量、運(yùn)輸能力情況、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)進(jìn)度等條件及時(shí)調(diào)整,保證現(xiàn)場(chǎng)攤鋪勻速、連續(xù)不間斷。
為了保證碾壓質(zhì)量,嚴(yán)格控制復(fù)壓速度及遍數(shù)與碾壓速度。采用的碾壓方案如表7 所示。
表7 施工碾壓方案
碾壓結(jié)束以后,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)合格后即可進(jìn)行自然養(yǎng)生。
泡沫瀝青性能指標(biāo)如下:泡沫瀝青用量2.7%,水泥用量1.8%,膨脹率為11.5 倍,半衰期為9.6s,發(fā)泡溫度為159℃。馬歇爾穩(wěn)定度如表8 所示,干濕劈裂強(qiáng)度比如表9 所示,無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度如表10 所示,動(dòng)穩(wěn)定度如表11 所示。
表8 馬歇爾穩(wěn)定度
表9 干濕劈裂強(qiáng)度比
表10 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度
表11 動(dòng)穩(wěn)定度
河南省光大路橋工程有限公司近年來(lái)一直在對(duì)泡沫瀝青應(yīng)用方面進(jìn)行研發(fā),研制的泡沫瀝青(再生)混合料連續(xù)式廠拌設(shè)備克服了進(jìn)口廠拌設(shè)備(造價(jià)高、產(chǎn)能低、集配不易調(diào)整等)的弊端,并開(kāi)發(fā)了連續(xù)式廠拌泡沫瀝青再生工藝技術(shù)及設(shè)備。
研發(fā)的廠拌設(shè)備將瀝青發(fā)泡模塊、二次拌和設(shè)備模塊與現(xiàn)有的水穩(wěn)拌和站設(shè)備封裝,協(xié)同工作,拓展了水穩(wěn)拌和設(shè)備的使用功能,增加了道路路面銑刨料的資源再生的途徑,該設(shè)備在濮陽(yáng)G106 修復(fù)養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目進(jìn)行成功應(yīng)用,為廠拌泡沫瀝青再生技術(shù)推廣提供有效途徑,為實(shí)現(xiàn)建立健全我國(guó)的“十四五”建設(shè)綠色循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系提供技術(shù)支持。