賀昌林、李倫
(1.江西省交通投資集團有限責(zé)任公司九江管理中心,江西 九江 332800;2.江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司,江西 南昌 330108)
瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)屬于預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的一種,在路面維護與保養(yǎng)的過程中,通過瀝青攪拌設(shè)備以及再生劑的應(yīng)用,對原路面的瀝青混凝土進行復(fù)拌再生,根據(jù)維護的要求進行再生劑以及新制備瀝青的添加,充分攪拌之后進行攤鋪以及壓實作業(yè),使原本性能下降的瀝青路面得到修復(fù),延長路面的使用壽命。就地?zé)嵩偕夹g(shù)一般適用于瀝青路面表面出現(xiàn)輕微損害的情況,能在各種環(huán)境條件下進行使用,適用性較好。但如果待處理路面的局部損壞情況較為嚴重,需要對損壞部位進行修復(fù),然后再進行就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用。就地?zé)嵩偕夹g(shù)能避免瀝青重新攤鋪過程中材料浪費的情況,主要優(yōu)勢有可以分區(qū)域施工、對原路面的交通影響較小、機械設(shè)備攪拌速度快等,適用于高速公路的養(yǎng)護。
我國基礎(chǔ)交通事業(yè)快速發(fā)展,高速公路里程數(shù)不斷提升,這也意味著高速公路路面養(yǎng)護工作壓力大大提升。自2013年至今,我國的高速公路養(yǎng)護里程呈現(xiàn)出逐漸上升的態(tài)勢,在2019年末達到495.31 萬km,占到總里程數(shù)的98.8%。2013—2019年全國公路養(yǎng)護里程統(tǒng)計見圖1。目前我國有很多建設(shè)年代久遠的高速公路已進入大中修階段,養(yǎng)護的過程中出現(xiàn)大量瀝青混凝土被拋棄、資源浪費、環(huán)境污染嚴重的情況。

圖1 2013—2019年全國公路養(yǎng)護里程統(tǒng)計圖
從2017年開始,我國的高速公路進入大規(guī)模維修養(yǎng)護階段,維修過程中路面瀝青混凝土的合理回收利用成為阻礙養(yǎng)護技術(shù)發(fā)展的一大難題,且瀝青的制備與攤鋪都會對環(huán)境產(chǎn)生較大的影響,所以應(yīng)當縮減新瀝青應(yīng)用的規(guī)模。在這樣的背景下,瀝青路面再生技術(shù)發(fā)展起來,包括就地?zé)嵩偕夹g(shù)。所謂的就地?zé)嵩偕夹g(shù),是指將養(yǎng)護路段的瀝青混凝土翻挖、破碎、回收,使用再生劑、新瀝青材料混合之后,重新制備成能投入使用的路面攤鋪材料。就地?zé)嵩偕夹g(shù)的環(huán)保性、經(jīng)濟性優(yōu)勢明顯,在高速公路養(yǎng)護的過程中得到廣泛的應(yīng)用,如何提高瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用水平,成為高速公路養(yǎng)護工作研究的一個主要方向。
某高速公路在2005年建成并投入使用,在2020年進行了瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護,采用的養(yǎng)護技術(shù)為使用稀漿封層工藝對原有的路面進行處理。但根據(jù)實際的應(yīng)用效果來看,此次預(yù)防性養(yǎng)護工作未能實現(xiàn)損害部位的有效養(yǎng)護,在一段時間的使用之后,路面仍然存在坑洼的情況。工作人員在完成稀漿封層養(yǎng)護后,對該高速公路進行調(diào)查,在調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)存在路面局部沉陷、瀝青脫落、坑槽嚴重積水、瀝青裂縫、稀漿封層大面積脫落的情況。由于高速公路行駛的車輛速度較快,以上這些問題不僅會降低行駛的舒適性,而且有可能引發(fā)交通安全事故,因此需要對該路段重新進行養(yǎng)護工作。結(jié)合路面的實際情況,經(jīng)過專家小組的論證后,決定此次養(yǎng)護工作應(yīng)用就地?zé)嵩偕夹g(shù)。
對該路段進行現(xiàn)場勘查的過程中,因為原路面存在諸多路面病害問題,如:路面的連續(xù)性開裂、坑槽等,表明該路段不能進行稀漿封層養(yǎng)護。因此,在進行就地?zé)嵩偕B(yǎng)護之前,需要制定詳細的養(yǎng)護施工技術(shù)方案。
首先,對路面的基層進行勘察工作,查看是否有強度下降、構(gòu)件損壞情況的出現(xiàn),如果是整體性受損,那么就先對基層進行維護,使用混凝土對基層出現(xiàn)損壞的部位進行修補,消除病害問題。
其次,在施工區(qū)域進行瀝青混凝土的提取以及試驗工作,明確再生劑的濃度,根據(jù)試驗結(jié)果擬定采用濃度為5%的再生劑開展現(xiàn)場的噴灑工作,以復(fù)拌再生技術(shù)進行施工,所使用的機械設(shè)備為就地?zé)嵩偕鷻C組。在養(yǎng)護工作開展之前,需要將設(shè)備進行預(yù)熱,查看其是否達到要求的加熱溫度。預(yù)熱完成之后對原路面進行加熱處理,當瀝青混凝土的表面達到指定溫度(根據(jù)瀝青混凝土的材質(zhì)以及厚度確定溫度)后翻動路面。之后進行再生劑的添加工作,與新瀝青進行均勻的攪拌得到全新的瀝青混合料。攪拌過程中需要控制好新瀝青添加量,避免浪費原材料。
最后,因為就地?zé)嵩偕鷻C組的運轉(zhuǎn)需要耗費大量的燃油,所以在施工現(xiàn)場應(yīng)預(yù)備足夠的燃油。使用該材料在原有的路基上進行攤鋪與壓實作業(yè),形成新的路面,達到預(yù)期的養(yǎng)護效果。期間不應(yīng)對原有路面的標高產(chǎn)生影響,并且伴隨著瀝青混凝土技術(shù)的進步,在新瀝青混凝土制備的過程中,可以保證混合料級配更加合理、攪拌更加均勻、瀝青混凝土的性能更加穩(wěn)定。
3.2.1 路面清理工作
就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工之前需要進行準備工作,應(yīng)對養(yǎng)護路段進行交通管控,如果需要進行大面積的養(yǎng)護工作,可將該路段封閉。確保沒有車輛通過之后,安排清潔人員對原路面上的雜物進行清理,避免雜物摻雜在重新配置的瀝青中,降低瀝青的配置質(zhì)量,特別是要將泥土鏟除,避免其對混合料質(zhì)量產(chǎn)生影響。
3.2.2 熱再生機械準備工作
熱再生機械的重量較大且移動速度較慢,必要時可以使用運載車輛送至養(yǎng)護路段,將熱再生機組停放到指定位置上,啟動設(shè)備進行預(yù)熱。正式作業(yè)之前,駕駛?cè)藛T應(yīng)當對設(shè)備進行基準標桿的確定,確保設(shè)備的加熱、移動、攪拌等功能無誤后開展熱再生作業(yè)。熱再生機械移動的過程中,應(yīng)當安排專人進行觀察,隨時與工作人員維持通信,保證熱再生機械的前進不會出現(xiàn)偏差。
3.2.3 加熱處理
所有的準備工作完畢后,加熱設(shè)備按照預(yù)先設(shè)定好的路線前進,如果路面較寬,可以安排兩臺加熱設(shè)備同時工作,以熱輻射的方式對原瀝青路面進行加熱處理,避免熱源與路面距離過近,防止溫度過高導(dǎo)致路面燒焦。加熱設(shè)備點燃后,查看其是否處于正常的工作狀態(tài)中,并進行溫度的測量。加熱機器應(yīng)當沿著預(yù)先設(shè)定好的路線前進,由于加熱設(shè)備的體積較大,方向不易掌控,需要安排專人觀察,輔助駕駛員調(diào)整方向,應(yīng)保持勻速行駛,不能隨意改變前進速度和方向。
加熱設(shè)備前進的過程中,在保證安全的情況下,應(yīng)盡可能地縮短車輛之間的距離,以提升加熱的效率,避免由于車輛間隔過大導(dǎo)致熱量流失,并可在加熱車的車底以及車輛之間安裝保溫板,達到提升溫度的效果。在該路段養(yǎng)護的過程中,路面的寬度一般能容納兩輛加熱設(shè)備同時工作。為使加熱工作達到預(yù)期的效果,可以采用四臺加熱車輛兩兩并行的方式進行加熱。
3.2.4 翻松與再生
養(yǎng)護路面經(jīng)過加熱之后,應(yīng)當立即進行翻松處理,避免因為溫度下降導(dǎo)致翻松難度的增加,翻松的過程中應(yīng)當駕駛噴灑設(shè)備將再生劑噴頭移動到施工的起始點,打開開關(guān),觀察噴頭是否堵塞,對噴灑量進行調(diào)整,之后向已翻動的混合料進行再生劑的噴灑。根據(jù)現(xiàn)場瀝青取樣的檢測結(jié)果,確定再生劑為瀝青含量的5%。噴灑完成之后使用機械工具進行攪拌,攪拌過程中觀察混合料的狀態(tài),保證新料與舊料攪拌均勻。使用收集器對翻松后的混合料進行整理,需要根據(jù)工程量的大小選擇合適的收集器,將收集到的混合料推送至路面的中心位置,形成具有梯形截面的混合料堆積帶,這樣的堆積方式能有效減少混合料在等待攤鋪時的熱量流失,并且使再生劑與舊料之間的融合更加充分。
3.2.5 新料添加
根據(jù)施工現(xiàn)場試驗室給出的最佳新料與舊料之間的配置比例,可以將新的瀝青混合料添加到再生混合料的堆積帶上,在新料添加量確定的過程中,需要計算再生料的損失數(shù)量、現(xiàn)場的施工寬度、深度以及攤鋪速度等,合理設(shè)計新料添加的總量,并控制新料添加的速度,使用電子控制設(shè)備實現(xiàn)新料添加工作的精準控制。使用提升機可以將新料與舊料同時運輸?shù)綌嚢柙O(shè)備內(nèi),充分加熱之后進行攪拌。攪拌的過程中也需要加熱,攪拌完成后觀察攪拌是否均勻,由傳送帶輸送到攤鋪設(shè)備的瀝青存儲器中。加熱墻在瀝青混凝土攪拌的過程中發(fā)揮著十分重要的作用,因為在道路施工現(xiàn)場,瀝青的攪拌速率有限,需要加熱墻對舊料堆積帶進行持續(xù)的加熱,并且在攪拌完成之后也需要加熱,路面和混合料的溫度保持不低于70℃,保證路面與混合料之間的黏結(jié)效果。
3.2.6 攤鋪與壓實作業(yè)
進行熱再生施工的過程中,確保路面具平整度合格極為關(guān)鍵,因為養(yǎng)護的主要目標就是對道路的平整度以及強度進行重構(gòu)。為實現(xiàn)這一目標,必須在攤鋪工作進行的過程中進行質(zhì)量控制。
首先,攤鋪機的選擇,攤鋪機的攤鋪寬度應(yīng)當與道路的寬度相符或者相當于其一半的寬度,能避免瀝青混凝土攤鋪工作中出現(xiàn)施工縫。
其次,攤鋪設(shè)備的啟動需要緊跟復(fù)拌設(shè)備,使復(fù)拌速度略高于攤鋪速度,切忌出現(xiàn)攤鋪速度過快的情況。
最后,攤鋪工作之前應(yīng)當進行厚度的調(diào)整,要與原道路標高一致,在攤鋪的過程中保持勻速前進,同樣需要安排專人進行攤鋪的指揮。
壓實作業(yè)成型是就地?zé)嵩偕B(yǎng)護工作的最后一個步驟,與最終的質(zhì)量控制效果息息相關(guān),需要對該環(huán)節(jié)進行重點把控,該路段壓實作業(yè)的過程中重點控制以下應(yīng)用要點:
首先,對混合料進行壓實作業(yè)之前,安排清潔人員將散落的混合料清除。
其次,該路段選擇的壓路機重量為50t,各個路段應(yīng)當根據(jù)瀝青鋪設(shè)厚度進行選擇,且壓路機緊跟瀝青攤鋪設(shè)備移動,實現(xiàn)攤鋪部位瀝青的快速壓實處理,此時瀝青的溫度較高,能有效提升壓實作業(yè)的效果。
最后,進行復(fù)壓以及終壓的操作,在復(fù)壓與終壓的過程中可以選擇輪胎壓路機,從道路的兩側(cè)向中央進行壓實作業(yè)。壓路機的前進速度可以設(shè)置為先慢后快,從低振幅到高振幅。在碾壓工作完成之后,需要對其平整度進行檢查,如果出現(xiàn)瀝青施工縫,需要采用人工清除的方式進行整平,等路面溫度降到50℃以下,就可恢復(fù)正常的交通通行。
綜上所述,我國的高速公路養(yǎng)護總里程數(shù)呈現(xiàn)出逐年上升的態(tài)勢,并且部分高速公路已經(jīng)進入大中修階段。為能實現(xiàn)良好的養(yǎng)護效果并提升養(yǎng)護工作的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益,需要將就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用到實踐中,利用路面原有的混合料進行養(yǎng)護,達到節(jié)省材料、加快養(yǎng)護速度的效果。在實際操作中,需要根據(jù)養(yǎng)護路段的結(jié)構(gòu)、病害情況合理應(yīng)用熱再生技術(shù),并確定再生劑種類、瀝青混合料添加量,避免盲目使用導(dǎo)致養(yǎng)護效果下降。