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就地热再生技术在沥青路面养护施工中的应用

2020-08-10王英鸽李莉

卷宗 2020年13期
关键词:技术原理沥青路面

王英鸽 李莉

摘 要:当前,我国公路工程建设已步入“建养并重”阶段,加重了养护维修任务。若大量旧路面沥青材料弃之不用,不仅会造成严重的资源浪费,还会污染环境,此时,选用就地热再生施工技术,可充分利用废旧沥青材料,降低成本,提高施工效果。为此,本文结合具体案例,阐述了就地热再生技术原理,并对其施工工艺及质量检测进行了分析与探讨。

关键词:就地热再生;沥青路面;技术原理

1 工程概况

某公路工程地处温带大陆性气候,全年降雨量少,昼夜温差较大,擬修筑沿河道路。本路段面、基层结构分别为沥青混凝土结构、半刚性基层结构。设计为双向六车道,南北半幅全长34.3km,施工面积达到60万㎡,北半幅长度为19.3km,24m宽。南半幅长度为15km,同样为24m宽。经实地调查可见,本路段病害较为严重,多车辙、裂缝等病害,导致整体承载力下降,基层失稳。此外,经钻芯取样可见,沥青芯样为散状、不完整,且无规则。同时,路面层间分层现象严重,上下层断层,不连续。且有空鼓、缺失等问题存于两层沥青结构层。

为了解沥青路面实际病害严重程度,决定就其针入度、软化点、延度三大指标进行分析,经试验结果显示,针入度指标范围为22.0~24.0dmm;软化点为68.5~70.0℃;延度为16~17cm。由此可见,原路面具有较为严重的沥青老化问题,但针入度在20dmm以上,按照现行施工规范要求,当针入度超过20dmm,则可选用就地热再生施工工艺。

2 就地热再生技术原理

在自然因素长期作用下,沥青使用性能将受到严重影响,这种不可逆的现象被称为老化。在检测废旧沥青中发现,沥青油分含量减少,但胶质、沥青质含量却有所提升,这也是出现沥青老化现象的根本原因。将新沥青材料、再生剂适量掺加到旧沥青内均匀拌和,可构成再生沥青,这种材料相比普通沥青材料,使用性能更具优势。就地热再生技术是在沥青再生基础上发展而言,是指通过专用设备进行沥青路面加热、铣刨、复拌等施工工艺,通过这种施工工艺,可达到修复路面病害的目的。

3 就地热再生施工工艺

1)路面病害处治。因本工程路面损害严重,多车辙、裂缝现象,首先需对原路面病害是否修复进行判定,如原路面无法修复,需局部做预处理施工。若路面可修复,可根据病害严重程度,合理选择处理方式。针对车辙病害,当长度在500m以上,通过表面层就地热再生方法施工,要求利用复拌热再生处理,并严控再生深度。当长度在500m以内,需先做车辙处铣刨,随后粘贴抗裂贴,并洒布改性乳化沥青粘层。针对裂缝病害,当缝宽在0.5cm以下,要求在扩缝之后,再灌缝处理。当缝宽在0.5以上,可先清缝,在灌缝处理。2)路面加热。按照施工要求,本工程需配置加热机3台,每分钟加热速度控制在2.5~3m。与翻松宽度相比,路面加热宽度应多出20cm左右,保证接缝位置温度适宜,且有效连接纵缝。在旧路面加热过程中,需做好温度、速度及行车间距等控制,在施工现场,随时对压力、加热速度等进行适当调节,保证路面加热均匀。每天施工前需加热再生剂至指定温度,且保持该温度不变。加热时,若沥青灌缝处显现浓烟,需及时处理。完成加热施工后,保证路表始终具有较高温度,一般可控制在160~195℃。3)耙松路面及喷洒再生剂。向路面处放置再生剂耙松刀头,做好基准设置。以车架为基础,在复拌机行走过程中进行耙松施工,根据要求,以4cm为耙松深度,保证满足该条件。若耙松过程中存在夹层,需拉毛下承层表面,从而增强层间联结性,此外,还要实时做好温度检测,若温度不足,需及时调整,避免因温度问题,影响施工效果。根据室内试验确定的数据进行再生剂等材料的掺加,保证用量准确及喷洒均匀。4)拌和及摊铺。在耙松的旧沥青混合料喷洒再生剂时,即可进行第一次拌和,向强制搅拌锅内放置再生混合料进行均匀搅拌。通过红外线测温仪对其温度进行测量,若温度在120℃以下,需增加燃气压力或提供加热设备行进速度增加温度。加铺型就地热再生设备,第一级熨平板进行再生混合料摊铺;第二级熨平板在再生混合料上摊铺加铺的新沥青混合料。要求同时压实两层材料,一般设1.15松铺系数。整个施工过程中,要保证施工准确,摊铺均匀、缓慢,为漏料情况。摊铺施工应具有连续性,在整个施工过程中,不得随意更换摊铺机行驶速度,可控制在每分钟1.5~5m之间。此外,还要控制好摊铺温度,可控制在120~140℃之间。若突遇降雨,需及时暂停施工,待雨后,将为碾压成型的混合料彻底清理干净。5)碾压。选择组合式碾压法进行再生压实,主要设备为振动压路机、胶轮压路机、钢轮压路机。初压,根据施工现状,初压可选择双钢轮压路机施工,碾压遍数为1~2遍,行驶速度控制在2.5~3.5km/h之间;复压时,选择大吨位胶轮压路机+双钢轮压路机共同施工,碾压遍数为4~6遍,行驶速度控制在3~4km/h;终压的目的是彻底消除明显轮迹,要求选择钢轮压路机进行静压施工,碾压遍数为2~3遍,行驶速度控制在4~5km/h。根据要求,终压时,温度不得低于70℃。

4 就地热再生施工质量检测

沥青路面再生处理之后,为验证路面使用性能能否达到设计要求,本文选择6处进行路面平整度、路面构造深度等4项指标进行对比分析,其中施工前3处,施工后3处,试验结果如表1所示。

由表1可见,沥青路面再生前,三项指标平均值均在规定值要求以外,表明路面整体性能下降,且无法满足相关规定要求。经就地热再生处理之后,沥青路面的各项性能可达到规定要求,表明再生处理后,有效改善了路面的各项性能,1)平整度。路面再生后平整度检测值下降显著,可满足规定的≤5mm的要求。2)行车摩擦系数。与规定值>50相比,再生后路面的行车摩擦系数代表值显著增加,可提高路面抗滑性能。3)构造深度。通过对比分析再生前后路面的构造深度数据,很大程度上,再生之后路面构造深度有所提升,能够有效提升路面行车安全。路面构造深度是路面抗滑性能的重要指标之一,通过和行车摩擦系数的相互提升,可进一步提高路面抗滑能力,保证行车安全。4)渗水系数。经检测结果可知,再生前后渗水系数都在规定值以内,但是再生处理之后,路面渗水系数更低,表明路表水很难向基层内渗入,可有效封闭路面,提高路面的水稳定性。

5 结束语

综上所述,在交通量大、气候条件恶劣的环境下,通车后沥青路面往往存在大量病害问题,据相关数据显示,每年我国沥青路面需翻修量为12%以上,大大增加了施工难度,为此,必须重视沥青路面养护维修施工技术的应用。作为一种预防性养护技术,就地热再生技术可修复沥青路面表层病害,恢复沥青表面层物理力学性能,实现沥青路面再生利用,降低成本等。在改性沥青路面施工中合理应用就地热再生技术,可大大提升工程质量,促进我国公路建设事业持续、健康发展。

参考文献

[1]赵杰,许建良,周勇汉,张磊,刘宁宁,陈超杰.沥青路面就地热再生加热机的研制[J].凿岩机械气动工具,2017,(3):25-27.

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