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        瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)研究

        2022-08-15 06:55:04葉俊鄭平
        交通世界 2022年20期
        關(guān)鍵詞:瀝青路面施工

        葉俊,鄭平

        (江西贛東路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司,江西 撫州 344000)

        0 引言

        我國(guó)早期修建的高速公路經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用后產(chǎn)生了大量病害,大量路面需要進(jìn)行翻修,若合理利用廢棄瀝青混合料,將節(jié)約大量成本[1]。因此,對(duì)廢棄瀝青混合料的重新利用以及對(duì)其再生技術(shù)的研究具有重大意義。目前運(yùn)用最多的瀝青路面再生技術(shù)是就地?zé)嵩偕夹g(shù),該技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)相當(dāng)成熟,國(guó)內(nèi)起步較晚、研究較少[2]。本文將對(duì)瀝青路面就地再生技術(shù)涉及的性能指標(biāo)、工程應(yīng)用效果等進(jìn)行研究,為提高瀝青路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和瀝青混合料廢料利用效率提供參考。

        1 RAP技術(shù)性能指標(biāo)

        應(yīng)用就地?zé)嵩偕夹g(shù)時(shí)需要對(duì)廢舊瀝青混合料(Reclaimed Asphalt Pavement, RAP)的各項(xiàng)性能進(jìn)行試驗(yàn)分析,判斷RAP 中老化瀝青的性能是否滿足就地?zé)嵩偕夹g(shù)的要求。我國(guó)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41—2019)對(duì)于就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的RAP檢測(cè)項(xiàng)目及質(zhì)量有明確的規(guī)定,如表1所示。

        表1 就地?zé)嵩偕鶵AP檢測(cè)技術(shù)要求

        1.1 舊瀝青性能分析

        瀝青老化主要是因?yàn)樵陉柟?、水等外界因素和車輛荷載反復(fù)作用下,瀝青性能發(fā)生了不可逆的物理和化學(xué)變化,導(dǎo)致瀝青性能降低。瀝青老化對(duì)其使用性能有極大的影響。本文采用室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)瀝青三大指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如表2所示。

        表2 舊瀝青性能評(píng)價(jià)結(jié)果

        由表2 可知,RAP 中舊瀝青的針入度、延度、軟化點(diǎn)具有一定的離散性,但差異并不是很明顯。其中,25°C 針入度平均值為30.9(0.1mm)且變異系數(shù)為9.6;5°C 延度平均值為11.4cm,最大值與最小值相差7cm,未出現(xiàn)脆斷;軟化點(diǎn)平均值為82.4°C。由此可知,本試驗(yàn)段選取的RAP中舊瀝青具良好的再生能力。

        1.2 新舊集料性能試驗(yàn)分析

        為了研究PRA 中的舊集料是否可以循環(huán)利用,本文根據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E42—2005)對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),對(duì)新舊料的洛杉磯磨耗值、石料壓碎值、針片狀含量等指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,試驗(yàn)結(jié)果見表3。

        表3 粗集料性能對(duì)比

        由表2可知,與新料相比,舊料的洛杉磯磨耗值高了7%,石料壓碎值高了8.8%,針片狀含量高了5.7%,這是由于瀝青路面經(jīng)過多年使用后,在車輛荷載等因素的作用下,集料發(fā)生破碎。但是集料各項(xiàng)性能均滿足規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),說明RAP 中的集料本身物理性質(zhì)變化不大,可對(duì)集料重新利用。

        1.3 礦粉性能分析

        本文所采用的礦粉為石灰?guī)r礦粉,根據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E42—2005)對(duì)礦粉進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè),結(jié)果見表4。

        表4 礦粉性能試驗(yàn)結(jié)果

        由表3 可知,本試驗(yàn)所用的RAP,其親水率、表觀相對(duì)密度和親水系數(shù)均滿足質(zhì)量要求,說明RAP 中的礦粉仍可重新利用。

        2 工程實(shí)踐

        2.1 工程概況

        本項(xiàng)目選取河南省某公路養(yǎng)護(hù)工程中的K268+000—K298+000 標(biāo)段,路線總體走向?yàn)樽詵|向西,采用雙車道,路基寬12m,路面寬8m,在多年行車荷載作用下,原路面結(jié)構(gòu)損壞嚴(yán)重??紤]當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件及損壞調(diào)查結(jié)果,決定采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行全面修復(fù)。新舊路面結(jié)構(gòu)如表5、表6所示。

        表5 原路面結(jié)構(gòu)

        表6 再生路面結(jié)構(gòu)

        2.2 施工工藝

        (1)施工前準(zhǔn)備

        為了保證施工安全,需要提前對(duì)施工路段采用封閉措施,清掃舊路面上的雜物和垃圾,使施工工作面潔凈、標(biāo)高一致。

        (2)路面加熱

        在進(jìn)行就地?zé)嵩偕┕r(shí),應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的環(huán)境溫度,嚴(yán)格把控加熱溫度。為滿足加熱要求,在加熱過程中可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增添或減少加熱設(shè)備,確保路面施工深度和預(yù)熱溫度,以達(dá)到施工質(zhì)量控制要求[3]。

        (3)瀝青混合料的拌和與攤鋪

        檢測(cè)瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足施工要求是進(jìn)行拌和的前提。瀝青混合料拌和溫度應(yīng)大于18°C,均勻拌和以確?;旌狭系木鶆蛐浴0韬屯瓿珊筮M(jìn)行攤鋪。攤鋪過程中,攤鋪機(jī)需緩慢勻速行進(jìn),速度保持在2.5m/min為宜。

        (4)壓實(shí)

        壓實(shí)是就地?zé)嵩偕┕ぶ凶钪匾沫h(huán)節(jié),通常包括初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段,一般采用“緊跟、慢壓、高頻、地幅”的方式。為保證路面平整,壓路機(jī)在壓實(shí)過程中不得制動(dòng)[4]。

        (5)開放交通

        待施工結(jié)束后,為保證路面的平整性,仍需封閉交通。再生路面表層溫度低于50°C時(shí),即可開放交通。

        2.3 再生路面質(zhì)量檢測(cè)

        (1)高溫穩(wěn)定性

        采用車轍試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè),以動(dòng)穩(wěn)定度DS 評(píng)價(jià)再生瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。動(dòng)穩(wěn)定度的計(jì)算公式如下:

        式中:DS 為動(dòng)穩(wěn)定度(次/mm);d1為對(duì)應(yīng)時(shí)間t1的變形量(mm);d2為對(duì)應(yīng)時(shí)間t2的變形量(mm);C1為修正系數(shù),取1.0;C2為試件系數(shù),取1.0;N為試件輪碾速度,取42次/min。

        本文對(duì)采用3種不同的RAP摻配率的再生瀝青混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn),結(jié)果見表7、圖1。

        表7 3種再生瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

        圖1 RAP舊料摻配率與動(dòng)穩(wěn)定度關(guān)系圖

        從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,3種RAP 舊料的動(dòng)穩(wěn)定度均大于800,說明均符合規(guī)范要求。其中,80%摻配率的瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度最大,75%摻配率的瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度次之,70%摻配率的瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度最低??梢?,RAP 舊料摻配率越高,瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度越大,其高溫抗車轍性能越好。

        (2)低溫抗裂性

        瀝青路面的低溫抗裂性能是路面穩(wěn)定的重要指標(biāo)。再生瀝青混合料作為再生瀝青路面的面層材料,其低溫性能更加不容忽視。本文對(duì)RAP 摻量分別為20%,30%,40%,50%的混合料進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果見表8、圖2。

        表8 低溫性能試驗(yàn)結(jié)果

        圖2 RAP舊料摻配率與破壞勁度模量關(guān)系圖

        從試驗(yàn)結(jié)果可以看出,當(dāng)RAP 摻量從20%增加到30%時(shí),瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度從8.15MPa 增加到10.64MPa,破壞應(yīng)變降低了99.88με,破壞勁度模量增加了887.23MPa;當(dāng)RAP摻量超過30%后,瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度、破壞應(yīng)變和破壞勁度模量均隨著RAP 摻量的增加而減小,但都滿足規(guī)范要求。說明當(dāng)RAP 摻量不超過50%時(shí),再生瀝青混合料滿足施工要求的低溫穩(wěn)定性,可用作施工材料。

        3 結(jié)語

        瀝青路面熱再生技術(shù)是將舊瀝青混合料進(jìn)行加工并達(dá)到一定的施工要求,重新鋪裝路面。該技術(shù)利用了大量的舊路廢料,節(jié)約了資源,降低了成本,同時(shí)提高了公路改造的技術(shù)含量。本文依托實(shí)際工程進(jìn)行了試驗(yàn)研究和試驗(yàn)路鋪筑,結(jié)果表明,RAP 舊料可以循環(huán)利用,并且綜合考慮施工路段的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性,RAP推薦摻量為45%。

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