王瑞
(中交一公局集團有限公司,北京 100024)
目前,公路交通運輸事業(yè)伴隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展得到了快速發(fā)展。但是當初修建的公路工程經(jīng)歷了時間的洗禮,已經(jīng)處于一種需要改建或者維修的狀態(tài)。由于改建或者維修出現(xiàn)了廢舊瀝青污染問題,為了解決這一問題,越來越多的學者進行了瀝青路面再生技術的研究工作。
從使用的材料來講,當前廢舊瀝青混合材料的種類很多,并且構成要素很復雜,對再生骨料評價指標的建立還有待完善。我國的瀝青路面再生設備還處于一種待提升狀態(tài),在技術應用上質量安全還需進一步加強。因此,必須加大對瀝青再生技術的資金投入,使瀝青再生技術得到普遍的應用。
為了能循環(huán)使用瀝青路面維修時產(chǎn)生的材料,可以使用路面再生技術。瀝青冷再生技術在一定程度上節(jié)約了材料,成本也得到了一定的縮減,降低了環(huán)境污染的可能性,促進了循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展,有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,滿足了建筑節(jié)能的要求,有利于建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會[1]。根據(jù)粗略計算,一旦實現(xiàn)了瀝青路面材料的循環(huán)利用,就可以在很大程度上縮減路面的維修材料成本。采用“瀝青冷再生現(xiàn)場混合列車”與銑刨機、攤鋪機、壓路機等設備構成現(xiàn)場連續(xù)冷再生工程機械聯(lián)動線,工作效率比常規(guī)施工提高10%~20%。
1.2.1 瀝青路面熱再生方式
瀝青路面的熱再生方式分析圖如圖1 所示。
圖1 瀝青路面的熱再生方式分析圖
1.2.2 瀝青路面冷再生方式
(1)現(xiàn)場冷再生
現(xiàn)場冷再生是在路面冷銑刨技術的基礎上,利用可再生的機械對瀝青路面進行銑刨、破碎處理,并在現(xiàn)場添加新的瀝青混合料(如泡沫瀝青、乳化瀝青、水泥、石灰等),進行現(xiàn)場拌和、攤鋪、整平和壓實處理。采用原位冷再生法消除車轍,消除縱、橫向反射裂縫,保持原有路面的線形,是目前常用的修復方法。在現(xiàn)場冷再生中,混凝土和乳化瀝青是常用的混合料,而泡沫瀝青在混凝土中得到了廣泛的應用,具有養(yǎng)護時間短、密實度高、施工成本低等特點。
(2)廠拌冷再生
廠拌冷再生主要用于瀝青路面的底層和鋪筑基礎。將原路面的瀝青物料運至攪拌站,經(jīng)粉碎后,按一定比例加入石灰、水泥、乳化瀝青、粉煤灰等新料,經(jīng)充分攪拌后,在路面基層上進行壓實處理。廠拌冷再生技術可以對各種基層損傷和疲勞損傷引起的裂紋進行修補,又不影響路面的幾何性質,提高了路面的使用性能[2]。
準備下承層—施工放樣—攤鋪銑刨渣料—推土機穩(wěn)壓—測量放樣—平地機初平—壓路機初壓—檢查含灰量—推土機初壓—灑水—攤鋪水泥—拌和—推土機穩(wěn)壓—測量放樣—平地機初平—壓路機初壓—測量摸底—平地機精平—壓路機振碾—檢測各項指標—終壓—養(yǎng)生—下道工序。
2.2.1 材料要求
主要的施工材料是三級以上的石灰。在使用之前,大概需要一周的時間進行消解,并且在灰場進行10mm 的篩選。水泥的初凝時間應該保持在3h 以上,終凝時間應該大于6h,標號為32.5 或者42.5。
2.2.2 準備下承層
在攤鋪銑刨渣料之前,先對已銑刨過的路基進行檢測,看是否有地下管道之類的障礙物,以及在路基區(qū)域內(nèi)有沒有翻轉、軟化等問題。一旦遇到這種問題,按照規(guī)定處理,然后碾壓。根據(jù)設計的配比要求和實驗室出具的報告,計算出銑刨渣料、熟石灰的攤鋪厚度,并且間隔20m 設置一個高程的控制樁。
2.2.3 攤鋪銑刨渣料
在攤鋪銑刨渣料時,要注意均勻攤鋪。在井或者障礙物1m 以外的范圍鋪設渣土,創(chuàng)造拌和的條件,保持攤鋪表面平整,厚度均勻,沒有缺漏,還需要實現(xiàn)骨料的均勻攤鋪。
2.2.4 灑水預濕
為了使拌和更加均勻,需要對其進行灑水預濕,銑刨渣料經(jīng)過預濕后會更容易拌和。
2.2.5 攤鋪石灰
在計算石灰用量時,需要考慮最大干容重試驗報告、現(xiàn)場渣料、石灰的濕松密度。對石灰進行攤鋪時,要保持均勻,厚度一致,防止出現(xiàn)缺漏,經(jīng)過檢查合格后進行拌和,石灰攤鋪如圖2 所示。
圖2 石灰攤鋪圖
2.2.6 灰土拌和
石灰攤鋪完成之后,用拌和機器進行攪拌,并且需要專門的工作人員對拌和的深度、寬度以及均勻性進行跟車檢查。將拌和的顏色是否均勻以及是否出現(xiàn)了粗細粒料窩作為拌和是否均勻的標志,防止出現(xiàn)漏拌的情況。在拌和后,需要對石灰的劑量進行測定,倘若測定的石灰劑量不足,需要及時補加石灰。不僅需要測定石灰的劑量,還需要測量含水量,將含水量控制在3%左右[3]。水車起灑的地方或者調頭的地方應該在施工作業(yè)2m 以外,在拌和灰土中,停車或者調頭是堅決不允許的,在下道工序中加水濕潤也是不允許的。
2.2.7 灰土整平
將粉煤灰混合好后,用履帶機進行初壓、噴淋,從兩邊到中間;用掛線檢查路面的高程、斜坡;用平板機或推土機把地面壓平,保證不超過3cm,壓實高度不超過2cm,同時測量土壤的含水量[4]。
2.2.8 鋪水泥、拌和、整平、測量放樣
首先,將工程路段按照設計用量用石灰鋪平,并打成網(wǎng)狀,然后在網(wǎng)孔中均勻地攤鋪,使其在網(wǎng)孔中均勻分布,并用拌和機將水泥拌和均勻。在有條件的情況下,可用含水量快速測試儀或核密實度——水分測定儀進行測量。在無條件的情況下,可用混合料的稠度進行測量,具體做法為:將其揉成一團,在合適的含水量下,可以將其一分為二,確保完整。如果將其壓碎,則說明水分含量適中。如果太潮濕或太干燥,必須采取相應的措施。在水分適宜時攪拌,結束后用推土機進行初壓,以顯露可能存在的不均勻性。每隔10~20m 設置一個橫截面,然后再次進行刮板,并適時懸掛高、斜坡。對局部坑洼進行人工刨松5cm 以上,用新料找補整平。為了縮短工期,采取半幅流水法,每道工序100~200m,首先鋪設水泥,然后混合、平整,最后進行碾壓[5]。
2.2.9 碾壓
整平達到規(guī)定后,馬上進行碾壓,采用12t、20t 的重型壓路機和三輪輪式壓路機。先用12t 的重型壓路機在無振動的情況下進行穩(wěn)定的加壓,再用20t 的重型壓路機進行緊固。首先進行輕微振動,持續(xù)振動直到所需的壓實度,通常是4~6 次,然后用三輪輪式壓路機進行收光和清除。碾壓速度要一致,以2km/h 為宜。重型壓路機碾壓如圖3 所示。
圖3 重型壓路機碾壓圖
2.2.10 檢測
在碾壓成形后,應及時檢測平整度、壓實度、高程、厚度、斜坡等參數(shù)。如有需要,應采用平地機械平整,精平整平,嚴禁用薄片補料。通常應遵循寧高不低、不刮不補的原則,然后用靜壓法整平。上述各項均已達到標準后,按照規(guī)定提交相關的數(shù)據(jù)進行檢測。
2.2.11 養(yǎng)生
水泥石灰穩(wěn)定層在壓實后,必須在7d 之內(nèi)保持濕潤,不能突然干燥和潮濕。在休養(yǎng)過程中,除了灑水車,禁止大型車輛通過[6]。
2.2.12 接縫處理
在完成碾壓后,對水泥石灰穩(wěn)定層的端部進行平整度檢驗,保持在5mm 以內(nèi),不合格的,都要用拉絲進行垂直切割。次日施工時,用攪拌器在接縫處橫向攪拌2 次,然后縱向攪拌,手工攪拌均勻,以確保接縫平整。
2.2.13 檢查井及收水井、路邊拌和不到位的地方
首先,檢查井完成升井,井周采用C25 級混凝土或砌井砌塊,避免井周邊塌陷。其次,在收水井周邊攪拌機攪拌不到的地方,用人力將其刨成規(guī)則的方形。所有沒有攪拌的地方都用人工拌和水泥,分成兩層,夯填到基層頂面,并確保頂面平整,不能有積水。最后,對路面上不能攪拌的灰土,混合后人工拆除運走,再用新拌的水泥石灰土進行填筑。壓路機在進行碾壓時,一定要壓緊,一般要壓2 次。
瀝青混合料的使用時間嚴重影響瀝青路面的再生利用,對再生道路的性能有很大的影響,所以,控制舊混合料的性能是一項十分必要的工作。
現(xiàn)場冷再生路面的使用壽命是由路面冷再生后的混合料的性能決定的。因此,通過瀝青混凝土路面的低溫穩(wěn)定性試驗、低溫抗裂性試驗、水穩(wěn)定性試驗、疲勞試驗等,對瀝青混凝土路面的耐久性進行了研究[7]。
半剛性基層現(xiàn)場冷再生混合料的力學特性主要有馬歇爾穩(wěn)定度、流值、無側限壓縮強度、間接拉伸強度、保持后的穩(wěn)定程度等。
國內(nèi)尚無現(xiàn)場冷再生路面的施工技術標準,只能針對具體工程,著重于施工質量管理,主要包括:
其一,對已刨出的老路面拌和料級配的要求;
其二,最優(yōu)的水分含量及保持通風;
其三,現(xiàn)場冷再生路面施工質量控制和質量保證的要求:現(xiàn)場冷再生物料,如舊料、瀝青、添加劑等;現(xiàn)場冷再生工藝,如體積、性能指標、級配等。
為了滿足資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的需要,進行冷再生技術的研究和推廣,是一項緊迫的任務。以“瀝青冷再生現(xiàn)場攪拌”為核心技術,在瀝青路面上進行現(xiàn)場連續(xù)冷再生。該施工工藝具有較高的機械化水平,為瀝青路面現(xiàn)場冷再生施工的工期、質量和安全提供了保障。通過路面的再生,可以使其再次達到道路使用的要求,不僅節(jié)約了大量的材料和經(jīng)費,還可以減少對環(huán)境的污染,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。