改性瀝青路面就地?zé)嵩偕P(guān)鍵技術(shù)分析

房益林 張廣浩 許鷹 楊潤(rùn)生 劉飛

摘 要：瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)可滿足原路面材料再生利用的要求，且對(duì)路面功能性病害治理效果良好，在我國(guó)公路工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用及推廣。但在改性瀝青路面應(yīng)用就地?zé)嵩偕夹g(shù)，仍存在很多問(wèn)題，如常規(guī)再生劑與老化SBS改性瀝青再生不適應(yīng)或高RAP摻量對(duì)再生混合料的使用性能等起的制約作用等。此類(lèi)問(wèn)題的長(zhǎng)期存在，將對(duì)改性瀝青路面施工質(zhì)量造成極大影響。為此，本文結(jié)合具體案例，對(duì)改性瀝青路面就地?zé)嵩偕P(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：改性瀝青路面；就地?zé)嵩偕夹g(shù)；工程概況

自上世紀(jì)90年代以后，我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)迅速發(fā)展。瀝青路面作為我國(guó)高等級(jí)公路路面的主要類(lèi)型，在全部通車(chē)?yán)锍讨袨r青路面所占比例高達(dá)90%左右。與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)水平還存在一定差距，且具有較為薄弱技術(shù)基礎(chǔ)。但在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，相比公路建設(shè)速度，公路技術(shù)發(fā)展存在嚴(yán)重滯后性，特別是在交通量大、氣候條件惡劣的環(huán)境下，通車(chē)后瀝青路面往往存在大量病害問(wèn)題，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，每年我國(guó)瀝青路面需翻修量為12%以上，大大增加了施工難度，為此，必須重視瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修施工技術(shù)的應(yīng)用。作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，就地?zé)嵩偕夹g(shù)可修復(fù)瀝青路面表層病害，恢復(fù)瀝青表面層物理力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)瀝青路面再生利用，降低成本等。在改性瀝青路面施工中合理應(yīng)用就地?zé)嵩偕夹g(shù)，可大大提升工程質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。

一、工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為35.66km，選用雙向6車(chē)道公路標(biāo)準(zhǔn)，自通車(chē)后，承擔(dān)著較大的交通量，致使路面車(chē)轍病害較為嚴(yán)重。目前第一階段養(yǎng)護(hù)施工已結(jié)束，主要利用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)K36+600～K40+048段與K45+200～K46+930段外側(cè)行車(chē)道進(jìn)行整形養(yǎng)護(hù)施工，據(jù)觀察研究表明，施工后路面狀況良好，路面車(chē)轍病害處治效果不錯(cuò)，達(dá)到預(yù)期養(yǎng)護(hù)施工目標(biāo)。為此，決定仍選用就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行K35+000～K36+000段施工。此次施工段長(zhǎng)度為1km，施工面積約1萬(wàn)㎡，具有嚴(yán)重車(chē)轍病害問(wèn)題，對(duì)行車(chē)舒適性、安全性影響巨大。為快速恢復(fù)路面使用性能，決定以就地?zé)嵩偕M(jìn)行施工。具體路面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 路面結(jié)構(gòu)圖

二、路況調(diào)查及施工方案

1、路況調(diào)查

通過(guò)實(shí)地調(diào)查分析可見(jiàn)車(chē)轍、坑槽為該路段路面主要病害類(lèi)型，其他路面損壞形式不多。因本路段交通量較大，且超載、重載現(xiàn)象較多，進(jìn)而加大了病害嚴(yán)重程度，其中車(chē)轍最大部位可達(dá)到7.5cm，50m為其長(zhǎng)度，其他路段車(chē)轍深度范圍為3～4cm。

2、施工方案

因本路段具有較大車(chē)流量，且重載超載現(xiàn)象嚴(yán)重，這也是產(chǎn)生車(chē)轍病害的直接原因。決定選用就地?zé)嵩偕┕すに?，其中以整形再生為主。根?jù)工程實(shí)際情況及當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸條件等，選用SBS改性瀝青玄武巖SMA-13瀝青混合料作為添加的新拌瀝青混合料。在整體熱再生施工前，因局部路段存在較大車(chē)轍問(wèn)題，為進(jìn)一步提高工程質(zhì)量，熱再生時(shí)可分兩次完成施工，其一，為初次平整，無(wú)需攤鋪機(jī)操作，只需加熱、耙松路面后，通過(guò)熨平板把車(chē)轍波峰位置的混合料向波谷位置填筑，隨后壓實(shí)施工，碾壓過(guò)程中無(wú)需收光，完成初次整平施工后，即可進(jìn)行第二階段施工。其二，全線施工，按照路面實(shí)際狀況，可進(jìn)行適量新瀝青混合料摻加。因原路面具有較大車(chē)轍，因此必須保證新料摻加充足。為此，具體施工階段如下：

（1）初次整平階段。初步整平施工可選取HM加熱王、RM6000公路王等設(shè)備，主要處治大車(chē)轍部位，并做好碾壓施工，進(jìn)而提高工程壓實(shí)效果。

（2）第二階段—全線就地?zé)嵩偕┕?。此階段需進(jìn)行全線路面就地?zé)嵩偕幹?，主要選用熱再生整形施工工藝，具體施工流程為加熱耙松路面—噴灑3%再生劑—調(diào)平路面不平整處—路面封水處理，進(jìn)而防止產(chǎn)生水損壞問(wèn)題，達(dá)到良好施工效果。基于經(jīng)濟(jì)性原理，可選用RM6000、HM16等就地?zé)嵩偕O(shè)備。施工后，可提高路面平整度，將路面車(chē)轍病害消除，達(dá)到良好施工效果。

三、就地?zé)嵩偕┕ぴ?/p>

作為一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，就地?zé)嵩偕抢脤?zhuān)用就地?zé)嵩偕O(shè)備，加熱、銑刨瀝青路面，并進(jìn)行適量新瀝青、新瀝青混合料及再生劑等材料摻加，隨后通過(guò)一系列施工工序，如熱拌和、攤鋪及碾壓等，一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)表面指定深度范圍內(nèi)舊瀝青混凝土路面再生的技術(shù)。目前，可選用復(fù)拌再生與加鋪再生兩種方式，具體如下：

1、復(fù)拌再生。加熱、銑刨舊瀝青路面后，可將適量再生劑、新瀝青等材料就地?fù)郊?，通過(guò)熱拌和、攤鋪等工序?qū)崿F(xiàn)路面再生。一般情況下，需在30%以內(nèi)合理控制添加的新瀝青混合料比例。

2、加鋪再生。加熱銑刨舊瀝青路面后，可將適量再生劑、新瀝青等材料就地?fù)郊?，通過(guò)熱拌和、攤鋪等工序?qū)崿F(xiàn)再生混合料，隨后通過(guò)再生復(fù)拌機(jī)的第一熨平板進(jìn)行再生混合料攤鋪，并通過(guò)再生復(fù)拌機(jī)的第二熨平板同時(shí)在再生混合料上方攤鋪新瀝青混合料，隨后同時(shí)壓實(shí)以上兩層，最終碾壓成型。

通常選用道路石油瀝青作為瀝青路面熱再生的再生結(jié)合料，特殊情況下可適量添加再生劑。除此之外，施工溫度需控制在10℃以上。相比其他再生工藝，就地?zé)嵩偕夹g(shù)具備以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，可達(dá)到就地瀝青路面再生利用的目的，并能節(jié)約大量成本費(fèi)用；

第二，施工過(guò)程基本不會(huì)影響道路交通正常運(yùn)行；

第三，可對(duì)就路面級(jí)配組成進(jìn)行修正，并能夠修正表面破壞；

第四，改善縱斷面、路拱及橫坡。

四、改性瀝青路面就地?zé)嵩偕┕すに?/p>

在充分了解就地?zé)嵩偕┕ぴ淼幕A(chǔ)上，及掌握工程實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，為保證施工質(zhì)量，必須規(guī)范施工流程。具體如圖2所示。

圖2 改性瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ち鞒?/p>

1、施工準(zhǔn)備

就地?zé)嵩偕┕で?，必須清理干凈路面，避免?duì)再生混合料質(zhì)量造成任何影響。如路面標(biāo)線為冷噴型則無(wú)需清理。如混合料已污染或?yàn)椴豢稍偕旌狭希枳龊脴?biāo)注，并進(jìn)行清理。同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際情況，合理配置施工設(shè)備，主要設(shè)備如表1所示。

2、加熱施工

完成準(zhǔn)備工作后，就地?zé)嵩偕鷻C(jī)械就位，在加熱施工中應(yīng)做好加熱工藝控制工作，根據(jù)既定要求，所有加熱車(chē)輛勻速前行，盡量減短車(chē)距。為達(dá)到預(yù)期加熱效果，應(yīng)按照當(dāng)天環(huán)境溫度，可進(jìn)行預(yù)加熱設(shè)備數(shù)量的適當(dāng)增減。同時(shí)，需將保溫板加設(shè)到車(chē)底與車(chē)輛間空隙，以此減緩熱量散失過(guò)快。

相比普通瀝青混合料施工溫度，改性瀝青混合料施工溫度較高，為避免瀝青混合料二次老化，施工時(shí)必須在160～190℃范圍內(nèi)合理控制路面加熱溫度。如具有較低加熱溫度，可對(duì)適當(dāng)減緩施工速度，或增設(shè)加熱設(shè)備，進(jìn)而達(dá)到路面預(yù)期加熱效果。

3、噴灑再生劑

按照原路面瀝青材料檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，以恢復(fù)再生混合料性能為標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合瀝青指標(biāo)參數(shù)，合理確定再生劑噴灑量。施工前，必須詳細(xì)檢查噴灑系統(tǒng)，保證其能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免施工故障發(fā)生。噴灑過(guò)程中，應(yīng)保證準(zhǔn)確、均勻，且對(duì)路面變化情況加以關(guān)注，如出現(xiàn)用量不符現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

4、耙松原路面

選用液壓氣動(dòng)復(fù)合式疏松耙作為耙松裝置，通過(guò)機(jī)械設(shè)備均勻耙松原路面。施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)做好耙松氣壓調(diào)節(jié)工作，確保施工寬度、深度滿足施工控制需求。通過(guò)該方法耙松路面，無(wú)需打碎集石料。根據(jù)相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定，相隔200m需進(jìn)行一次再生深度檢測(cè)，要求在-0.5～+0.5cm之間合理控制深度誤差范圍，當(dāng)耙松深度與設(shè)計(jì)要求不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行耙松深度調(diào)整。除此之外，為達(dá)到路面加熱溫度有效提升，可通過(guò)降低車(chē)速、液化氣流量調(diào)整等方式得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而滿足耙松深度需求。假設(shè)具有較大耙松深度，需對(duì)疏松耙的深度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以此合理控制耙松深度。選用自動(dòng)控制系統(tǒng)噴灑再生劑，并對(duì)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行查看，保證參數(shù)無(wú)誤。

5、再生施工

利用再生設(shè)備自帶熨平板、前導(dǎo)板在路面耙松后初步進(jìn)行路面材料整形。以期通過(guò)熱再生施工技術(shù)進(jìn)行路面車(chē)轍病害處治，此導(dǎo)料板可把車(chē)轍擁起到波峰的瀝青混合料推回到車(chē)轍帶波谷。并與人工方式相結(jié)合，修正接縫位置混合料，進(jìn)而提高施工效果。

6、攤鋪及碾壓施工

與密實(shí)型瀝青混合料相比，SMA瀝青混合料松鋪系數(shù)較小，施工過(guò)程中，可按照試驗(yàn)確定的松鋪系數(shù)控制攤鋪厚度。整形型就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)要求，將一定量新瀝青混合料攤鋪到再生層表面，攤鋪層數(shù)為1層。攤鋪加鋪層混合料之后，可同時(shí)和下面熱再生層進(jìn)行壓實(shí)，因?yàn)r青混合料集料之間存在擠嵌作用，進(jìn)而能夠滿足層間熱粘結(jié)的功效。

與新拌瀝青混合料施工溫度相比，再生瀝青混合料溫度偏低，但因再生瀝青混合料的特性，也可符合壓實(shí)度要求。施工時(shí)需做好壓實(shí)遍數(shù)、速度等及時(shí)調(diào)整工作，以便于達(dá)到良好壓實(shí)效果。

碾壓施工前，需清理干凈邊上灑落的混合料，以3階段實(shí)施碾壓作業(yè)。根據(jù)施工要求，具體碾壓工序如表2所示。完成就地?zé)嵩偕┕ず?，待溫度降?0℃，即可開(kāi)放交通。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)公路建設(shè)中，改性瀝青也得到廣泛應(yīng)用，目前我國(guó)大多數(shù)高等級(jí)公路都選用SBS改性瀝青作為上面層材料，在改性瀝青路面病害處治及養(yǎng)護(hù)中選用就地?zé)嵩偕┕すに囈殉蔀楫?dāng)前發(fā)展趨勢(shì)，研究改性瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平提升及實(shí)現(xiàn)公路建設(shè)事業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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