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        瀝青道路就地冷再生試驗及檢測

        2023-11-21 10:22:32唐文
        運輸經(jīng)理世界 2023年22期
        關(guān)鍵詞:骨料碾壓路面

        唐文

        (贛州市交通工程試驗檢測中心,江西贛州 341000)

        0 引言

        道路維修和養(yǎng)護是一個相對復雜的過程,其中涉及眾多內(nèi)容和流程。在道路養(yǎng)護工作中,就地冷再生技術(shù)有顯著的優(yōu)勢,特別是在老舊道路養(yǎng)護和美化方面得到了廣泛應用,且取得了良好的應用效果,可以提高路面的平整度,保障理想的行車體驗。加強對該技術(shù)的研究,進而更合理地應用該技術(shù),有助于為道路養(yǎng)護工作提供指引。

        1 瀝青道路就地冷再生施工技術(shù)分析

        瀝青道路就地冷再生技術(shù)可合理改善道路現(xiàn)狀,提高舊路的改造質(zhì)量,但整個施工流程涉及內(nèi)容較多、比較復雜。瀝青道路就地冷再生施工需要應用專用的再生機,實操中需要合理應用轉(zhuǎn)子(帶有硬質(zhì)合金刀具),使其運轉(zhuǎn)時不斷向上對鋪層材料(道路現(xiàn)有的)進行切削,還要有效控制道路銑刨工藝。在轉(zhuǎn)子切削材料的同時,實施新材料的攪拌與添加,利用再生機推動前行水車,在施工進程中還要借助軟管,將相關(guān)混合料送進拌和殼內(nèi)。在具體施工中,噴水量是關(guān)鍵,由再生機系統(tǒng)控制,確?;旌狭系暮刻幱谧罴褷顟B(tài)。泡沫瀝青由與再生機配套的泡沫瀝青制造系統(tǒng)制備,產(chǎn)生泡沫瀝青后,由輸送及噴灑系統(tǒng)將其直接噴灑進拌和殼內(nèi),為后續(xù)施工提供便利。

        水泥的添加也至關(guān)重要,主要有三種形式,第一種是將固態(tài)粉狀水泥(科學介質(zhì))直接撒布在路面,并實施碾壓。再生機經(jīng)過時,完成對先前切削材料和新材料的拌和,起到修復道路的效果。第二種是將專用水泥稀漿直接噴灑進再生機,然后進行冷再生施工。第三種是采用專用水泥撒布車,完成水泥布料,在這種方式下,撒布車為再生機組的一部分。

        現(xiàn)實施工中,無論選擇哪種方式,計算摻加材料用量都是就地冷再生技術(shù)應用的關(guān)鍵。實踐中,新增混合骨料用量(m3/m)的計算方式如下:骨料用量(m3/m)=路寬(m)×壓實厚度(m)×最大干密度(kg/m3)×壓實度(%)/[1+水泥劑量(%)]×摻料量(%)/新增混合骨料堆積密度(kg/m3)。

        2 就地冷再生技術(shù)的實施步驟

        現(xiàn)階段,隨著舊路改造要求的逐步提高,就地冷再生技術(shù)的普及更廣,在舊路維護中通過添加穩(wěn)定劑和新材料,能夠提高道路的強度,確保道路使用的穩(wěn)定性。其中水泥和泡沫瀝青屬于主要添加物,在就地冷再生技術(shù)的輔助下,可有效強化施工效果。就地冷再生技術(shù)的實現(xiàn)方法是在舊道路的破碎階段,合理加入穩(wěn)定性材料,經(jīng)充分混合攪拌后實施碾壓成型。就地冷再生技術(shù)實施步驟如下。

        2.1 銑刨調(diào)平

        進行就地冷再生技術(shù)施工時,需要封閉交通,并結(jié)合現(xiàn)實需求,重新規(guī)劃行駛路線,對需要施工的路段進行保護。實施就地冷再生的第一步是銑刨調(diào)平,施工過程中需要對路面大于5cm 的波浪處(凹凸不平處)采取合理方式進行銑刨調(diào)平處理。此外,道路中的凹陷處也是重點處理對象,需要用舊路材料進行填充,精準控制厚度,保證再生厚度滿足路面行駛需求。翻漿路段也需重點處理,以水泥穩(wěn)定砂礫為基礎,在此基礎上向面層填充相應材料,為后續(xù)施工奠定基礎。實際操作中要精準控制施工段內(nèi)的地下管線等,確保埋深、涵頂標高等符合要求,同時要調(diào)查清楚排水情況,為冷再生機連續(xù)作業(yè)提供保障。

        2.2 骨料撒布

        骨料撒布為重點施工環(huán)節(jié),在實際施工中需根據(jù)設計的路幅寬度、拌和料堆放距離、新骨料(碎石)厚度等進行骨料撒布,撒布骨料時要控制好形狀,最好呈梅花狀撒布,確保撒布均勻。此外,需及時用平地機攤勻,對于缺料處要用鏟車運料找平,確保撒布厚度、均勻度符合施工標準。

        2.3 水泥撒布

        在實際施工中要根據(jù)再生層厚度,對實際應用的水泥劑量進行合理計算,得出準確的水泥用量。將每幅路面的再生寬度作為重要指標,準確計算水泥袋的放置間距。在實際施工中,要注意低撒、邊線整齊,且水泥撒布的時間越短越好。施工環(huán)節(jié)需保證水泥儲備量充足,以免施工中斷。完成水泥撒布后要實施銑刨破碎拌和,并在此基礎上進行路面整型,按照技術(shù)要求在拌和好的路段內(nèi),應用相關(guān)設備按標高進行整型,科學調(diào)整橫坡度。

        2.4 灑水碾壓

        在就地冷再生技術(shù)應用中,壓實度是重要參數(shù),其能在很大程度上決定再生路面的性能,對行車安全有重要影響。使用就地冷再生技術(shù)時,想要取得好的施工效果,要控制好含水量,并合理使用壓路機,確保理想的壓實狀態(tài)??刹捎?2t 雙驅(qū)雙振壓路機,低幅振壓2 遍,在碾壓過程中軌跡重疊1/2 輪,時刻監(jiān)測碾壓質(zhì)量。之后采用20t 膠輪壓路機,在上述碾壓基礎上碾壓2~3 遍。在此過程中,需要適量灑水,施工中以混合料不黏輪為準,確保施工質(zhì)量。終壓環(huán)節(jié)需要采用12t 雙驅(qū)雙振壓路機再次碾壓,碾壓至無輪跡,意味著就地冷再生技術(shù)施工結(jié)束。

        碾壓過程中需注意如下事項:第一,碾壓操作需要按照規(guī)范進行,在破乳(瀝青混合料由褐色變黑色意味著破乳)之前全部完成,以確保工程品質(zhì)。碾壓應勻速進行,中途不能停頓或掉頭,嚴禁機械長期停放在施工面,以免影響路面的平整度。第二,橫縫處理要按照技術(shù)要求進行,且應盡量避免出現(xiàn)橫向接縫。同時,為保證接縫處理效果,當天2 個工作段的銜接處要預留4m 不碾壓,與下一段同步碾壓,這樣操作可確保接縫整齊。

        3 試驗及檢測

        在就地冷再生技術(shù)施工中,需注重試驗和檢測,先對道路材料的強度進行科學檢測,再結(jié)合原有瀝青道路結(jié)構(gòu)和材料成分,對新材料性能進行檢驗,掌握新舊材料的差異性,便于合理確定施工參數(shù),提高舊路面改造質(zhì)量。檢測環(huán)節(jié)要選擇水泥劑量大的樣品,并確保試驗檢測頻率合理,以獲得最優(yōu)的配比,保障就地冷再生技術(shù)順利實施。

        3.1 材料配比

        通過冷再生機取樣,對現(xiàn)場的銑刨料進行檢測,從而得出最佳的配合比。以復合硅酸鹽水泥為檢測對象,對材料的組成等進行細致分析,為就地冷再生技術(shù)應用提供數(shù)據(jù)指標,水泥試驗指標如表1 所示。

        表1 水泥試驗指標

        在實際操作中,為確保試驗檢測的精確性,可以參照砂石廠集料類型,精準實施通過率試驗。相關(guān)操作步驟如下:

        將銑刨完畢的舊料按照技術(shù)要求、骨料類型等級和冷再生技術(shù)執(zhí)行標準,在完整工藝流程下實施壓碎,借助科學手段獲得相應的壓碎值,為后續(xù)工作提供保障。綜合檢驗含水量,借助高效的技術(shù)手段和嚴謹?shù)牧鞒?,得出舊料級配參數(shù),以此為依據(jù)繪制集料級配曲線。通過實操可以證實,骨架密實型結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐久性好,不僅抗壓能力強,抗劈裂性能也很強。在實際施工中,可根據(jù)水穩(wěn)基層結(jié)構(gòu)對材料添加比例進行適當調(diào)整,明確最佳的級配范圍。為了更好地發(fā)揮就地冷再生技術(shù)優(yōu)勢,強化施工效果,在實際施工中要控制好水泥劑量[1]。

        3.2 抗拉強度檢測

        試件抗拉強度試驗至關(guān)重要,需要借助試驗對相關(guān)性能進行檢驗,并完成抗拉強度計算。具體公式如下:

        式(1)中:R為抗拉強度,是該試驗檢測中最后要得到的重要參數(shù),對施工有指導意義;a 為壓條實際寬度;P為試件破壞壓力;d 為試件直徑;θ為圓心角:h為浸水高度。

        在就地冷再生技術(shù)的實際應用中,要嚴格控制舊料添加比例,這是保障施工質(zhì)量的前提,該比例越高,意味著抗拉強度越小。最終試驗結(jié)果如表2 所示。

        表2 試驗結(jié)果

        通過表2 可以看出,在就地冷再生技術(shù)的應用中,水泥劑量是重要的參數(shù)標準,在水泥劑量相同的狀況下,想確保理想的抗壓強度,可適度提高舊料添加比例,優(yōu)化配合比設計,改善基層材料性能。其規(guī)律是,水泥劑量越大,所生成的抗壓性能越理想,兩者呈正比例關(guān)系,試件的抗壓強度等級也越高。

        材料的劈裂強度變化規(guī)律十分鮮明,經(jīng)多方對比發(fā)現(xiàn),養(yǎng)護時間在7d 時,劈裂強度相對理想,可以達到65%~85%,呈上升趨勢[2]。28d 后,該指標接近85%~95%,可滿足路面強度需求。需要注意的是,不同的養(yǎng)護周期內(nèi)和不同水泥劑量下,材料的劈裂強度表現(xiàn)不同,在實際施工中,新料添加比例的變化可引起相關(guān)參數(shù)值的變化,從而改變劈裂強度。

        3.3 基層耐久性研究

        除了抗拉強度,基層耐久性也是較為重要的內(nèi)容,不可忽視。對基層耐久性的分析,需結(jié)合施工現(xiàn)場情況,綜合考慮多種因素?;鶎幽途眯钥山柚覂?nèi)加載試驗的方式進行合理分析。搭配使用UTM 設備,全方面把控不同路段的抗疲勞性能,進而分析基層的耐久性。在室溫條件下,k 值(截距)越大,意味著材料的抗疲勞性越高,即耐久性越高[3]。

        此外,新料添加比例持續(xù)增加,達到50%~80%范圍時,會明顯看到無側(cè)限抗壓強度出現(xiàn)放緩的態(tài)勢[4]。由此可以推斷出,新料添加比例達到50%節(jié)點時,無側(cè)限抗壓強度最為理想,超出該范圍,無側(cè)限抗壓強度無明顯上升變化。

        4 就地冷再生技術(shù)應用注意事項

        4.1 施工中的試驗

        在施工過程中,需要進行科學試驗,保證相關(guān)技術(shù)參數(shù)合理,控制材料含水量與水泥劑量是關(guān)鍵。結(jié)合現(xiàn)實經(jīng)驗可知,含水量的控制試驗要遵循以下操作要點:

        第一,為快速獲得精確的含水量數(shù)據(jù),要采用燃燒法測定試件的含水量,其中低溫烘干法應用較多,而高溫烘干法所得到的測試數(shù)據(jù)準確性難以保證。第二,含水量測試需要考慮環(huán)境等因素。

        水泥劑量測定試驗也是關(guān)鍵,如果發(fā)現(xiàn)水泥劑量大于考慮的損耗指標,需要對破碎的材料進行滴定試驗,并在此基礎上確定相關(guān)數(shù)據(jù)。滴定是一種定量分析的科學方式,可準確測定水泥劑量。試驗中主要是通過兩種溶液的定量反應精準計算出某種溶質(zhì)的含量。

        4.2 施工后的檢測

        施工后的檢測也非常關(guān)鍵,可保證就地冷再生技術(shù)的實施效果。施工結(jié)束后對相關(guān)指標進行一一測試,如道路壓實度、路基路面強度和彎沉檢測,以科學評估舊路改造升級后的整體效果。經(jīng)過施工后的檢測,可掌握道路的真實數(shù)據(jù),能夠為今后的道路養(yǎng)護工作提供借鑒。路基路面強度和彎沉檢測一般采用常規(guī)檢測技術(shù),而道路壓實度檢測一般要使用舊材料的數(shù)據(jù),如水泥粉煤灰砂漿(m3)材料用量等,對壓實度的高低變化進行正確評價。國家規(guī)定的水泥粉煤灰砂漿(m3)材料用量數(shù)據(jù)如表3 所示。

        表3 水泥粉煤灰砂漿(m3)材料用量

        道路壓實度檢測,需要結(jié)合多次試驗,并在此基礎上進行總結(jié)、歸納,做好取樣和數(shù)據(jù)對比分析,通過正確的方式獲得準確的數(shù)據(jù)。

        5 結(jié)語

        綜上所述,在當前形勢下,舊路改造和升級要求逐步提升,為保障舊路修繕和美化效果,需合理使用就地冷再生技術(shù),改善原始路基、路面狀態(tài),提高道路質(zhì)量。同時,在實際施工中應用就地冷再生技術(shù)時,需要加強試驗和檢測,通過優(yōu)化配合比設計,提高施工質(zhì)量,通過施工后的試驗檢測準確評估道路改造前后性能變化情況等。

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