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沥青路面冷再生RAP技术应用研究

2023-05-19陈建湘

运输经理世界 2023年3期
关键词:摊铺沥青路面合格

陈建湘

(宜春市公路事业发展中心奉新分中心,江西奉新 330700)

0 引言

沥青路面冷再生施工技术属于比较先进的养护技术,使用设备进行一次性破碎处理,将沥青路面碾压成粉碎的状态,将再生剂、水泥、集料充分拌和均匀,然后铺设到路面上,实现结构改造和处理。沥青路面冷再生技术充分利用旧沥青路面,防止产生严重的环境污染问题。重点分析RAP 掺量对于旧沥青混凝土材料性能的影响,探讨冷再生沥青混合料技术,对提升沥青路面施工效果产生积极意义。

1 工程概况

某沥青公路项目长度为32.47km,设计车速100km/h,路基宽12m,路面宽9m,具体组成结构见表1。该项目投入运营多年,交通量不断增多,同时受到外部环境的严重侵蚀影响,导致路面结构损坏的问题比较严重,已经严重影响公路通行的状态,必须进行维修和养护施工。养护单位经过综合分析,确定应用冷再生技术进行养护,以满足性能要求[1]。

表1 原沥青路面结构设计

2 沥青混合料配合比设计

2.1 级配设计

应用铣刨筛分的处理方式了解材料性能,并通过计算机展开数据分析,获得不同RAP 掺量对于沥青混合料性能的影响,见表2。

表2 集料合成级配

2.2 最佳沥青用量确定及混合料性能测试

对于制作完成的沥青混合料实施马歇尔试验,选取样品,检测确定堆积密度、空隙率等各项指标,得出最佳沥青用量,并评估材料的稳定度和流值,从而得出不同RAP 掺量对于沥青混合料的影响,结果见表3、图1。

图1 性能测试值趋势图

表3 材料力学性能分析

对以上的试验结论分析发现,在RAP 掺量不断升高的情况下,沥青材料的用量会表现出先降低后升高的趋势,而稳定度则是先增大后减小,流值总体是升高的趋势。经过综合性分析,确定RAP 最佳掺量为20%~40%之间。

2.3 冷再生沥青混合料性能试验

2.3.1 高温稳定性

在高温、车辆持续性作用影响下,沥青路面会变形。路面的稳定性由沥青混合料的高温稳定性决定,使用马歇尔稳定度与车辙试验来了解材料的稳定性。但是在马歇尔试验中,并不能真正了解在车辆持续作用下出现的永久变形情况,还要根据车辙试验来综合分析。据国家标准规范的要求制作再生沥青混合料,使用不同RAP 掺量材料制作试件,在室温条件下冷却,并且恒温养护6h。养护完成之后,进行试验分析,在该项目中,不同RAP 掺量混合料的高温稳定性符合要求,而动稳定性随着RAP 掺量升高而不断提升,性能得到很大提升。因为加入RAP 后使得沥青混合料内的各种组成部分逐步向沥青质改变,主要表现是高温性能提高,低温性能不断降低,所以抗变形能力也会提升[2]。

2.3.2 水稳定性

当沥青混合料材料处于水中浸泡的情况下,集料和沥青材料的黏结性不断降低,造成集料剥落的情况,极易导致结构松动、坑洼等严重的问题,无法满足交通通行的安全性要求。按照要求制作马歇尔试件,然后应用浸水、冻融试验的方式确定相关参数。在该项目中,在RAP 掺量不断升高的情况下,沥青混合料的残留稳定度与冻融劈裂强度都在降低,并且对比了加入添加剂前后的参数变化,发现加入添加剂之后,材料的性能提升20%,说明添加剂可以提升水稳定性。为了保证冷再生混合料的性能合格,将RAP 掺量控制在20%~30%之间。

3 冷再生混合料施工技术

3.1 原沥青路面铣刨及铣刨料存放

在该公路亚项目的养护过程中,以铣刨机为主要的施工设备开展铣刨作业,把铣刨料存放在规定部位上,确保材料的均匀性符合要求。加强铣刨料级配控制,存放时间不能过长,防止造成沥青混合料性能降低[3]。

3.2 施工准备

在项目现场施工作业前,将沥青路面清理干净,没有任何碎石、灰尘等杂质,并在表面喷洒黏层油,提升层间的黏结效果,预防产生污染的问题。

3.3 混合料拌和及运输

该项目应用厂拌冷再生技术进行混合料的拌和作业,根据运输能力、摊铺速度等,决定混合料的生产速度,并通过水箱加强拌和温度控制。在拌和阶段,干拌5~8s,湿拌40s 以上,总拌和45s 以上。在混合料拌和结束后,进行均匀性检查,避免出现结团等情况。加强运输管理,保持均匀、慢速,以免出现混合料离析问题,保证材料性能符合要求。

3.4 混合料摊铺及碾压

将混合料运输到现场后,熨平板的温度达到100℃以上,摊铺速度为2~4km/h,摊铺作业保持均匀、慢速运行,不能随意调整速度,也不能有急转弯、急刹车的情况,确保均匀性合格。

4 沥青路面施工质量控制策略

4.1 明确施工质量评价指标

在公路工程施工中,应考虑到项目的具体情况,执行设计标准和规范,确定沥青材料的性能指标,落实质量控制措施,明确施工方案的要求。在沥青路面现场施工环节,工作人员加强材料的检测,并且编制路面施工报告,保证路面结构的性能和质量合格。如果存在问题,应及时采取应对措施。例如,对于集料的性能,坚固性控制在35%~45%之间,安定性控制在15% 左右。对于沥青材料,严格执行国家的标准要求,加强针入度、黏度、性能等方面的控制,各项参数符合要求,确保沥青混合料的性能达标,公路工程的性能满足要求[4]。

4.2 做好材料管理工作

做好材料管理工作,避免材料的性能和质量不合格对沥青路面造成影响。根据项目的具体要求选用合适的材料,进行材料的质量监督与检查,确保材料的性能合格,完全符合设计方案和技术标准。具体来说,应做好下述材料管理工作:其一,选择合适的材料。分析沥青路面的性能和标准,确定项目的施工方案,明确公路等级,调查现场环境,确定具体的原材料指标和性能,制定相应的施工计划和标准,并签订项目合同。同时,在合同中还要明确具体的材料性能指标、单次运输量、运输作业的时间等要素,从而提高材料的性能和质量水平。其二,加强材料监督检查。在材料进入现场后,及时进行材料性能的检测,保证各项指标符合要求,且数量符合工程的施工需要。各项技术文件完备,如果发现技术文件不合格,或者技术文件中的相关参数不符合要求,应及时组织人员展开现场的试验检测,抽样检查,合格后才能投入使用。例如,在某项目工程建设中,管理人员根据规定要求,在水泥材料中抽检12kg,在20 个不同的部位上分别选取。在同批次、总量在300m3内的砂石材料中,抽取12kg 样品,按照底、中、顶的部位进行选取。其三,加强试拌分析作业,根据方案要求确定配合比,并及时优化方案和参数,使性能参数达到标准。其四,保证搅拌质量合格,材料均匀性达标[5]。

4.3 加大施工过程质量控制力度

沥青路面在现场施工中,由专业技术人员展开各项管理和控制,加强操作要点的控制,并且落实旁站监理的工作措施。对于存在的与施工方案不符合、违章操作等问题,监理人员应及时发现并且制止。采取合理有效的应对措施,组织专人进行指导,提高质量管理和控制的水平。以某公路改扩建项目为案例分析,在摊铺、碾压等环节要做好以下工作:配置2 台摊铺机同时摊铺作业;摊铺机与压路机组成临时车辆组合;技术人员每日统计沥青材料的使用量,确定最佳摊铺长度;现场提前布置垫木,确保熨平板达到平齐的状态,并及时加热处理,在温度达到100℃后,开始摊铺作业;在摊铺环节,控制好速度、角度,以确保平整度、厚度合格;碾压工作分为初压、复压、终压,各个环节的速度以及设备都不同,保证每个阶段的材料温度处于合理的范围内,材料的性能符合要求,以达到工程的施工作业标准,不会影响总体的施工效果。

4.4 做好沥青路面验收评定工作

在沥青路面施工全部结束后,根据设计方案和技术要求进行检验检测工作,各项指标都达到规范化的标准。如果存在质量问题,及时采取措施返修,主要是检查压实度、弯沉度等指标。然后由第三方检测机构、施工单位、建设单位、监管部门进行检查和验收,对各项指标都必须进行检测,符合要求的材料才能投入使用。同时,将各项检测结果做好记录,为后续的养护管理提供标准和基础,确保沥青路面的质量合格。

4.5 加强病害的处理

在目前我国的公路工程项目中,虽然有很多现代化的管理措施,施工单位对于工程质量的重视度也在提高,但是不能彻底消除质量问题,病害的情况依然比较常见。施工单位根据以往工程的经验,总结病害的类型,根据发生概率、影响的严重性,展开分析,采取必要的修复措施,预防发生严重的病害问题。例如,在某公路改造项目中,施工单位在施工中同步进行沥青路面裂缝监测工作,对裂缝位置、走向、长度、宽度、深度等方面,展开全面监测和分析,主要监测方法如下:在沥青路面的裂缝两侧埋设标志,应用千分尺、游标卡尺、裂缝计,测量裂缝的长度、深度,以确保沥青路面性能和质量合格,不会因为裂缝导致严重的病害问题。

4.6 季节性施工管理

冬季、降雨等天气会给沥青路面的质量造成很大的影响,所以施工单位要加强现场质量管理,提高施工质量水平。例如,在某公路改扩建项目中,为了避免冬季环境温度过低对沥青路面造成不利影响,应采取如下应对措施:其一,对于现场存放的材料进行全面管理,采取防雪、防冻等方面的措施,对于容易受冻害影响的材料分批入场,并使用油毡覆盖;其二,及时做好现场的监督和管理,截断进入现场的水源,并定期组织人力、设备进行排水处理,以免产生结冰问题;其三,对现场人员进行必要的培训和教育,使其具备冬季施工的专项知识,尤其是在质量管理方面,具备较高的专业水平,以应对冬季施工所造成的不利影响。

5 结语

从实际项目出发,研究分析沥青路面冷再生技术的特点以及优势,并通过试验确定RAP 掺量,以满足公路工程施工需要。经过对试验、实际工程检验结论分析发现,RAP 掺量控制在20%~30%,沥青混合料的性能处于最佳范围内,达到标准要求,确保公路工程项目的质量合格,满足公路通行需要。

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