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临长高速公路沥青路面就地热再生应用研究

2014-06-07汪敏丽

山西建筑 2014年17期
关键词:铺就摊铺沥青路面

汪敏丽

(湖南省高速公路管理局长沙管理处,湖南长沙 410100)

1 概述

我国高速公路沥青路面的设计年限为15年,但在车辆荷载和自然因素的作用下,沥青逐渐老化,导致沥青混合料的路用性能显著下降,对路面行驶的安全性和舒适性造成很大影响。若对路面进行合理的预防性养护,可提高路面的使用性能,从而延长路面的使用寿命。为解决重载、大交通路段就地热再生效果难以保证的问题,经过广泛调研,并结合湖南省高速公路的实际情况,对于交通流量较大、行车荷载较重的临长高速公路,开始实施复拌加铺热再生。其具体方案为:仅对原路面上面层进行再生利用,测定上面层沥青的老化程度和沥青含量后添加适量的再生剂和热改性沥青,同时要求做好施工时的工艺控制,尽可能避免破坏原有路面级配,将添加了再生剂和热改性沥青的再生混合料进行摊铺,同时将2 cm左右的新拌改性混合料直接摊铺在先行摊铺后未碾压的再生混合料上,确保再生混合料和新拌混合料为热接触,一次碾压成型,施工后路面标高提高1.5 cm左右。

临长高速公路2002年通车,原沥青路面结构为:5 cm AK-16改性沥青混合料+6 cm AC-20Ⅰ+7 cm AC-25Ⅰ+60 cm(分三层)水稳碎石基层。通过十多年的运营,目前路面主要病害为横向裂缝、纵向裂缝、修补补丁、唧浆等。根据旧路面的级配及沥青试验结果,采用复拌加铺就地热再生工艺对原路面的病害进行消除,恢复路面的使用性能,同时对沥青结构进行补强。

2 复拌加铺就地热再生技术的基本工艺流程

复拌加铺就地热再生施工工艺流程为:前期准备→路面加热→翻松→喷洒再生剂→收集旧料→提升→拌和→摊铺→新料摊铺→一次碾压成型→养生与开放交通。

3 前期准备及原路面混合料试验

通过对现场踏勘,选取路面反射裂缝较多,存在一定车辙病害的K1310+000~K1317+000段左幅作为复拌加铺就地热再生的施工路段。

就地热再生的前期准备工作,主要是要了解原路面沥青的老化程度,原沥青混合料的级配状况等,主要通过现场取样,抽提筛分等试验获得上述数据。取样时宜采用“补路王”等设备进行均匀辅助加热,刨料时避免沥青过度老化和对原有级配的改变。对临长高速公路旧路面沥青混合料进行抽提试验,以分析其沥青含量和矿料级配,对某点进行抽提试验结果表明,其油石比为4.1%,结果具体见表1,级配曲线见图1。

表1 某点级配试验结果

表2 原路面老化及再生试验结果

表3 添加再生剂、热沥青后的混合料试验结果

从试验结果来看,原路面级配基本满足要求,但是沥青的含量只有4.1%,不能满足规范要求,同时沥青存在不同程度的老化,根据试验结果并且结合以往工程经验综合分析,拟添加0.5%热沥青+5%再生剂后混合料稳定度和流值均能满足要求(见表2,表3)。

4 复拌加铺热再生施工工艺

1)再生前原路面的处理。就地热再生施工前,需对原路面的严重病害进行处理,具体包括:

a.深的坑槽处理:当坑槽深度超过再生深度5 cm时,需要对坑槽进行单独修补处理。

b.裂缝的处理:原来已用填缝胶处理的路段,在就地热再生施工前1 d~2 d,须把填缝胶钩出。

c.旧路面补丁的处理:当旧路面补丁较大、较多且原用修补材料级配不良时,须挖除5 cm路面材料,再用改性AC-16C热拌沥青混合料填平、压实。

图1 某点级配曲线

2)路面清扫。在施工前应对老路面进行彻底清扫,对不易清扫的路段用高压水枪冲洗,待路面干燥后方可进行施工。

3)旧路段的加热。加热机组对旧路面加热时,应遵循匀速、均衡的原则。原路面必须充分加热,但也必须控制在一定的可操作范围内:路表面最高温度不宜超过200℃,路面内5 cm处的温度不低于90℃。同时原路面加热宽度比复拌机组钯松的宽度每侧应多出20 cm。

4)再生沥青混合料施工。再生混合料施工时,混合料温度、油石比应均匀一致,不得存在离析现象。

添加的再生剂首先必须与旧路面材料混合均匀,使再生路面油石比、温度、颜色均匀一致。摊铺后路面不存在离析、路拱横坡符合路面整体要求。

a.再生剂的喷洒。再生剂喷洒要能够精确计量,同时再生剂应加热至不影响再生剂质量的最高温度,通常加热温度控制在110℃ ~130℃之间。

b.加铺层混合料运输。加铺层混合料的运输除应满足新建沥青路面沥青混合料的运输要求外,还必须注意汽车轮胎的清洁,避免出现层间污染。

c.拌和。再生机组应保证旧沥青路面材料与再生剂能充分拌和均匀,不得产生级配、温度、新旧料的离析。同时视情况决定是否需要添加新的热沥青。

d.再生混合料的摊铺。再生机组应能保证以1.5 m/min~2.5 m/min的速度均匀地进行施工,且保证混合料摊铺均匀,摊铺完的表面不应有粗糙、拉毛、裂纹、离析现象。同时应提高混合料的初始压实度,减少热量损失。

e.新沥青混合料AC-13的摊铺、碾压。在摊铺再生沥青混合料后,紧跟料车,摊铺2 cm厚的改性AC-13沥青混合料,并将再生沥青混合料和新沥青混合料一起进行碾压,要求摊铺AC-13前,再生沥青混合料表面温度不得低于120℃,且AC-13的摊铺温度不得低于160℃,其摊铺的松铺系数可根据试摊确定。

f.接缝处理。纵向接缝部位的施工:施工纵缝应平顺成直线。在施工前,应按设计再生宽度先在路面上放线,供加热机组控制加热行走路线,然后在放线外侧再立杆拉线供复拌机摊铺行走用。相邻车道施工时,为确保接缝质量,应使加热宽度大于施工宽度0.2 m左右,确保热接缝施工。

横向接缝部位的施工:混合料摊铺时,应尽量减少横向施工缝。如果再生沥青混合料路面铺筑期间,当需要暂停施工时,必须采用平接缝,宜在当天施工结束后清扫、成缝。

g.路面标高与横坡。沥青路面就地热再生摊铺时,一定要保证路拱横坡,确保排水畅通,可根据路面现场的排水设施、路面纵横坡度,来确定再生路面的纵横坡,两侧边线应做成一定的斜面,保证路面在横向平顺过渡。

h.开放交通。就地热再生碾压完毕后,再生层表面温度低于50℃后方可开放交通,完全冷却至常温时方可开放重交通。

5 结语

试验路段已经运行了近2年,目前使用状况良好,未出现明显车辙、坑槽、松散等病害。该项目的实施为临长高速公路乃至湖南省的就地热再生施工提供了重要的技术参数,通过对工程实践总结,并得到如下结论:1)对原有路面的详尽调查是保证复拌加铺就地热再生质量的最根本的基础,取样的密度应满足规范的要求。2)温度是复拌加铺就地热再生质量控制的最主要指标之一,实施复拌加铺就地热再生首先要保证施工时的环境温度,其次是加热的温度,使其既能满足刨松要求,又要防止压碎集料或过度老化沥青。同时要保证碾压时新旧混合料能结合紧密,碾压密实。3)通过添加再生剂,老化沥青的性能得到较大幅度改善。4)复拌加铺就地热再生既能充分利用老料,又能用新料保证路面的使用性能,同时能对路面结构补强,与复拌就地热再生相比其性能有了质的飞跃。

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTG F41-2008,公路沥青路面再生技术规范[S].

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[6]刘 德.沥青混凝土路面就地热再生技术在高速公路施工中的应用[J].青海交通科技,2010(sup):55-56.

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