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沥青路面维修中就地热再生技术研究

2020-11-06马海贤

关键词:工程概况沥青路面

马海贤

摘 要:随着公路通车运营时间的不断增加,沥青路面往往会出现大量早期病害,如裂缝、坑槽等。就地热再生技术的应用,可大幅提升公路沥青路面施工质量,延长路面使用寿命。为此,做好公路沥青路面就地热再生技术应用研究具有重要意义。本文在全面了解就地热再生技术原理的基础上,结合具体案例,阐述了就地热再生沥青混合料路用性能,并对其技术要点进行了分析与探讨。

关键词:沥青路面;就地热再生技术;工程概况

1 就地热再生沥青混合料路用性能

1.1 高温稳定性

沥青是典型的黏弹性材料,在高温下变软,流动性增加,当路面受到荷载作用时因其强度与刚度不足,常常出现车辙、推移、泛油等病害,影响行车安全及乘车的舒适性。因此,沥青混合料需具有较好高温稳定性,在车辆荷载作用下具有一定可恢复能力。现对再生沥青混合料以及新沥青混合料进行车辙试验。试验结果显示,就地热再生沥青混合料的变异系数为4.1%,约为新沥青混合料的1.5倍,就地热再生沥青混合料动稳定次数分别为6766次/mm,较新沥青混合料动稳定次数4643次/mm有显著提高,二者均满足技术要求(≥3600次/mm)。就地再生沥青混合料的高温稳定性即受到外界荷载、温度等因素的影响,又受到新料、旧料、再生剂等因素的影响,就地热再生沥青混合料中具有70%的旧料,在大气环境下已产生老化,能提高其高温稳定性,且在就地再生过程中会对级配进行调整,因此就地再生沥青混合料表现出较好的高温稳定性。

1.2 低温抗裂性

我国地域辽阔,南北温度跨度大,冬季北方温度较低,沥青路面在低温情况下容易产生裂缝。降雨时雨水延裂缝下渗,在车轮荷载作用下结构层受到雨水侵蚀而破坏,导致路面整体的强度和刚度降低。雨水渗入土基会导致土基软化,出现不均匀沉降。不均匀沉降反馈到路面导致裂缝继续扩大,形成恶性循环,严重影响行车安全及行车舒适性。因此,沥青路面需需具有较好低温变形能力及较高的强度。对再生沥青混合料以及新沥青混合料进行低温弯曲试验,所得结果为就地热再生沥青混合料的弯拉强度为8.01MPa,最大弯拉应变为2290μ,弯曲劲度模量为3410MPa;新沥青混合料的弯拉强度为11.50MPa,最大弯拉应变为2577μ,弯曲劲度模量为4520MPa。相比之下,就地热再生沥青混合料均较新沥青混合料弯拉强度低,满足弯曲应变技术要求(≥2000μ)。沥青混合料的低温性能与沥青性能息息相关,旧料中的沥青低温性能严重下降,掺和后的沥青低温性能较新沥青低温性能差,因此就地热再生沥青需控制旧料的掺量比例,以保证其低温抗裂性能满足要求。

1.3 水稳定性

受雨水的影响,沥青与路面集料黏附性降低,集料在行车作用下容易剥落,导致路面出现大小不一的坑槽,因此沥青路面需具有良好水稳定性。本文对再生沥青混合料以及新沥青混合料进行冻融劈裂试验。未冻融循环时,就地热再生沥青混合料的劈裂强度平均值为0.64MPa,新沥青混合料为0.83MPa,冻融强度比为84.4%;冻融循环后,就地热再生沥青混合料的劈裂强度为0.54MPa,新沥青混合料为0.81MPa冻融强度比为97.6%;相比之下,无论在冻融前,还是在冻融后,就地热再生沥青混合料的劈裂强度均较新沥青混合料低,就地热再生沥青混合料冻融强度比为84.4%,满足技术要求(≥80%)。

由此表明,就地热再生沥青路面具有较好的高温稳定性,其低温抗裂性及水稳定性均满足要求,可明显延长路面使用寿命。但在施工过程中应严格控制旧料的用量,并可掺入适量再生剂,促进新旧沥青混合料的相容再生。

2 沥青路面维修中就地热再生技术要点

2.1 拌和

根据工程实际情况,可采用间歇式拌和设备作为厂拌热再生沥青混合料拌和设备,按照相关规范规定,当RAP掺量在10%以上时,需加设RAP烘干加热装置。在整个拌和施工中,应合理控制拌和时间和各类材料的温度情况。比如,需在120~130℃之间控制RAP旧料加热温度,并适当提升新集料的加热温度,但必须控制在200℃以内。而新沥青材料的加热温度同样要把好关,一般可控制在155~165之间。相比普通沥青混合料的出料温度,热再生沥青混合料的出料温度通常要高一些,可多出10℃左右。在拌和时间方面,同样要多于普通沥青混合料,比如,干拌时间要多出5s,总拌和时间要多出15s。

2.2 运输

按照施工现场情况,采用中型自卸车运输厂拌热再生沥青混合料。装车后,应测定混合料的出厂温度,实测为167℃,可满足规定要求(160~170℃)。为保证运输到现场后,混合料温度仍可满足规定要求,需在车顶覆盖帆布等材料,避免温度消散过快。根据规定要求混合料运输到场温度应在145℃以上,实测温度在160℃,可满足规定要求。

2.3 摊铺

摊铺施工前,需提前30min~60min预热摊铺设备,保证温度在120℃以上。摊铺过程中,保证摊铺机连续施工,不得出现供料不充足等情况。摊铺施工时,摊铺速度不宜过快,可控制在2~3m/min,中途不得随意改变摊铺速度,应确保摊铺厚度一致。若在摊铺过程中,出现混合料离析或摊铺不均匀等情况,需及时进行处理。摊铺环节,还要随时关注天气变化情况,当出现下雨时,需马上暂停施工。

2.4 碾压

为提高路面质量,需做好压实工作。根据要求,可采用钢轮压路机、胶轮压路机施工,碾压过程中,为避免胶轮压路机与混合料粘黏,可采用清洗液清理胶轮,避免粘轮。初压时,可采用静压法施工,通過钢轮压路机进行2~3遍碾压,保证温度在130℃以上。复压过程中,为进一步碾压密实,应采用胶轮压路机进行多次碾压施工,可控制在4~6遍,温度保证在80℃以上。终压是为了彻底消除明显轮迹,提高路面平整度,要求进行2遍碾压即可,待完成终压后,应保证温度控制在65℃以上。

3 结束语

综上所述,沥青路面是我国高等级公路最常见的路面形式,在车辆荷载与自然因素的长期反复作用下,路面材料老化现象较为严重,若仍采用传统养护工艺,根本无法满足现阶段公路养护管理需求。就地热再生技术在沥青路面养护施工中的应用,可修复路面病害,并能充分利用旧路面材料,节约资源、减少污染、降低成本。因此,必须重视就地热再生技术的应用,提高技术水平,规范施工工艺。

参考文献:

[1]李臻.沥青路面就地热再生技术浅析[J].建筑工程技术与设计,2015(25):83.

[2]李香香.沥青路面就地热再生技术在高速公路养护中的应用研究[J].建筑工程技术与设计,2017(32):1022.

[3]张振林,吉祥.沥青路面就地热再生施工技术的应用分析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2013(27).

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