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沥青路面就地热再生施工技术分析

2021-12-12姚岱良

交通科技与管理 2021年35期
关键词:工程概况沥青路面

姚岱良

摘 要:公路运输是交通运输体系的主要方式,承担着繁重的交通任务。近年来,伴随交通量的不断增加,路面损坏问题也日益严重,进一步增加了公路养护任务。沥青路面养护往往会产生大量废弃材料,此类材料若不能得到很好的利用,必定会造成环境污染,不利于“绿色公路”发展,且与当前可持续发展目标不符。就地热再生技术是公路沥青路面养护的重点,该技术的应用可以充分利用废弃料,恢复路面使用性能,延长路面使用年限。为此,本文依托某工程案例,在全面了解就地热再生作用机理的基础上,重点分析了就地热再生技术要点。

关键词:沥青路面;就地热再生;工程概况

中图分类号:U416.217 文献标识码:A

0 引言

改革开放以來,我国公路建设事业飞速发展,截至2020年底,全国公路通车里程已超过500万公里。在全国公路建设当中沥青混凝土路面所占比例较高,已成为高等级公路常用路面形式。由于交通荷载和自然因素等影响,沥青混凝土在通车运行一定时间后,往往会出现不同程度的病害,比如裂缝、车辙、推移等,病害的出现,将会对公路的通行质量造成很大影响,因此,需要及时进行养护维修,从而抑制病害发展,恢复路面使用性能。路面养护维修会产生大量废旧材料,此类材料要么弃之不用,要么被填做路基,将会造成严重浪费,甚至会污染环境。就地热再生技术是沥青路面主要的再生方式,且技术较为成熟,可以及时修复路面,具有良好的应用效果和经济效益。

1 工程概况

某公路工程为双向六车道,属于主要干线工程。因为路面使用年限较长,在长期交通荷载和自然因素影响下,路面路况质量持续下降,结合路面修复实际情况,决定采用就地热再生技术进行路面养护维修施工。

2 就地热再生作用机理

作为一种较为成熟的再生技术,就地热再生是指挖除破损后的路面材料,通过专门的加热设备对材料进行就地加热和回收,随后按照比例掺加相应的新沥青再生剂、新沥青混合料等,并按照拌和、摊铺、碾压等一系列施工工序完成作业,从而达到旧沥青路面面层再生的一种养护技术。相比其他养护技术,就地热再生技术所采用的设备可以完成加热、计量、拌和与摊铺工序,在施工现场便可完成整个再生工艺。其缺点在于成套再生设备的工作宽度较大,不适用于等级较低的沥青路面,且处理厚度有待提升。

3 沥青路面就地热再生施工技术要点

3.1 铣刨处理

在铣刨施工前期,需通过弯沉检测结果,重新标记发现的异常点。根据安全作业规范和施工要求,施工前,先封闭施工路段的车道,做好车辆引导和分流工作,并在作业区相应位置设置安全标志牌。

在施工作业段,可采取专门的铣刨设备进行连续铣刨施工,合理控制铣刨速率、宽度和深度。铣刨之后,需及时指派专人处理下承层顶面,清理干净,针对之前标注好的弯沉异常点,可采取水泥稳定碎石进行处理,并控制好处理厚度。待完成上述作业,便可进行稀浆封层下封层施工。

3.2 回收料预处理

为了充分利用废旧沥青材料,需提前对回收料进行破碎、筛分等预处理。按照再生料最大公称粒径,并与目标混合料的关键性筛孔和回收料的级配情况进行合理分档处理。若回收料的公称粒径在26.5 mm以上,且存在结团情况,需及时破碎处理,并做好筛分工作。根据本工程实际情况,最终确定的两个档位分别为0~4.75 mm、4.75~16 mm。由于本工程所采用的破碎筛分设备基本上没有破坏RAP回收骨料的级配,因此,在筛分处理之后,两档回收料的级配情况基本上和实验室筛分结果相同,因此,具有显著的使用效果。

3.3 堆放处理

按照分档情况,将回收料分类分仓堆放,水平方向推开。在堆放处理当中,出现了一些情况,主要问题是将两个档位的回收料分别在两个料仓堆放,料仓的宽度为10 m、长度为15 m,在水平推开0~4.75 mm回收料后,1.8m为堆放高度。由于一些因素的影响,4.75~16 mm回收料没有完全推开,堆料以锥体型呈现,3.3 m为其堆放高度。在试拌沥青混凝土时发现,两档堆放均出现了不同程度的结块、硬块情况。例如,0~4.75 mm回收料表面存在20公分的硬块,底面也有一些结块情况。4.75~16 mm回收料表面同样也存在一些硬块,内部还有些松散,导致0~4.75 mm回收料需要大范围重新进行破碎、筛分。究其原因,0~4.75 mm回收料运送到料仓之后,为了水平推开,采用了装载机,在机械荷载和自重的影响下,受压之后回收料再次固结。回收料摊开面积太大,因为环境温度等因素会影响其表层,这种情况下,沥青软化和周围材料将再次连接。相比之下,4.75~16 mm回收料内所含沥青量不多,加上没有外力作用,因此,结块情况不多。

为了解决上述问题,应做到以下几点。第一,在料仓选择时,可以采用小型料仓存放回收料,尽可能降低表面和空气之间的接触面积。第二,将材料挡板设置到料仓前,尽可能减小外力影响,甚至可采用人工方式摊开。第三,采用篷布遮盖好回收料仓,尽量降低环境温度的不利影响。第四,根据工序流程,合理安排各道工序的施工时间,根据具体情况,在回收料堆放3天之后才开始有硬块出现,为此,必须合理控制回收料的堆放实际,从堆放到拌和,要求时间控制在3天以内,若回收料堆放时间太长,在拌和施工前,必须再次进行破碎和筛分处理。

3.4 拌和施工

就地热再生拌和施工中,需经过专用料仓将回收料运送到高位,混合新料前,需提前进行预热处理,可采取风加热型烘干,回收料不允许与明火直接接触,防止旧沥青二次老化。同时,拌和设备当中,还需配备先进的回收料热料储存和计量输送系统,采取全电脑控制,精准计量,通过这种设备,可以大大提升再生沥青混合料的拌和质量。

在拌和时,还需确定目标配合比,准确计量各个矿料供料的速度,待稳定之后,方可进行试拌。拌和之后,所得热料冷却后才能进行筛分处理。要求按照筛分结果及时调整生产配合比内的矿料级配,保证合成级配尽可能与目标级配一致,在允许范围内合理控制误差。按照目标配合比所计算的沥青用量最佳值进行成型马歇尔试件的制作,最终确定生产最佳沥青用量。在整个拌和施工当中,生产配合比至关重要,因此,必须做好合理控制。除此之外,在拌和施工期间,还要随时进行拌和温度检测,要求合理控制新集料加热、回收料加热和出料温度,保证满足规范要求。为了确保施工质量,需要先进行试验段试铺处理,试验段为200 m长,随后通过钻芯取样确定松铺系数,为1.2,同时验证生产配合比。

3.5 运输施工

根据工程实际情况,在就地热再生混合料运输当中,本工程采用了15 t的自卸汽车,在运输过程中为了达到保温和防水的效果,可在车顶覆盖篷布,同时要控制好运输阶段的温度,保证运送到摊铺现场时,温度仍能控制到140℃以上。

3.6 摊铺施工

摊铺施工时,可采用“人工+机械”的方式进行半幅摊铺,摊铺前,先清理干净下层,保证下层无杂物。摊铺过程中,严禁随意更改摊铺速度,要始终保持匀速、缓慢施工,根据本工程实际情况,可在每分钟4 m控制摊铺速度,且控制好摊铺速度,以140℃为准,1.2为松铺系数。

因为本工程属于半幅摊铺,因此,可采取切刀等工具切割纵向接缝,保证接缝处整齐。在另半幅摊铺前,需要清理干净接茬部位,并均匀涂抹一定量的热沥青,摊铺时在5~10 cm之间控制重叠铺层范围,但在上、下面层搭接部位,不宜重叠,需错开一定宽度。摊铺施工后,应通过人工方式将剩余的沥青混合料清理干净,随后便可进行碾压施工。

若在施工当中,需要进行横向接缝处理,其接缝位置应和路面前行方向垂直的平接,铺设过程中,需要在已经密实处铺设适当热再生混合料,保证摊铺后的接口沥青变软,要求在碾压施工前清理干净。在整个施工当中,需要及时通过3 m直尺观测其平整度,保证平整度良好。同时,要做到接缝连接紧密,平整美观。在再生混合料冷却前,要及时处理掉那些不符合规范要求的接缝。

3.7 碾压施工

根据工程施工要求,在碾压施工阶段,主要设备为轮胎式压路机、振动压路机,各1台,以便完成施工任务。紧随摊铺机便可进行初压施工,在此环节,尽可能减短初压长度,根据试验段确定压实温度,一般来讲,需要在130℃以上控制再生混合料的内部温度,碾压路线、方向等均需保持稳定,碾压时,可按照“边—中”、“低—高”顺序进行碾压,相邻碾压带之间需有一定重叠宽度,同时还需控制好碾压速度和碾压遍数,即碾压速度为2~3 km/h,遍数为2遍。复压施工中,首先要选择振动式压路机,且合理控制振动频率、振幅等参数,按照要求,碾压速度应比初压适当提高一些,碾压速度为3~5 km/h,遍数为5遍以上,直至压实度满足施工要求。为了及时消除明显轮迹,还需进行终压,碾压遍数为2~4遍,同时要控制好终了温度,不低于80℃。

4 结束语

综上所述,当前,我国公路建设事业已步入了“建养并重”的时期,随着时间的不断增加,公路养护里程也会越来越长,为了满足道路通行需求,减少养护成本,再生养护工艺得到了人们的广泛关注。在公路养护当中,旧路废料问题严峻,若一味弃之不用,不仅会浪费资源,还好带来严重的环境问题。就地热再生技术的应用,具有明显的经济、技术、环保优势,因此,在路面养护维修当中合理利用就地热再生技术具有显著的应用效果。

参考文献:

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