公路沥青路面就地热再生技术应用研究
2020-03-03
(河南天成路桥建设有限公司,河南 南阳 473000)
1 就地热再生技术优势
1)有利于沥青混凝土路面层间联接。完全连接弹性体系是沥青混凝土路面的设计理论,若层间无法很好地联接,将大幅提高层间剪应力,这种情况下将会产生沥青面层剪切破坏。一般情况下,沥青路面破坏多源于层间剪切应力。通过就地热再生技术的应用,可实现再生层和旧路面热联接,具有良好的整体性,防止层间联接不到位情况的发展。
2)有利于改进路面级配,减小孔隙率。若路面级配不合理或孔隙率较大,都会引发严重的路面早期损坏问题。在我国公路施工中此类早期病害极为常见。通过就地热再生施工,可根据原路面级配进行路面配比设计,能够有效改善路面再生之后的级配,最终提高路面各项使用性能。
3)有利于延缓沥青路面反射裂缝的产生。路面面层裂缝的产生,若不及时处理,极易产生反射裂缝。就地热再生技术的应用,能够有效控制路表裂缝的发展,从而避免或延缓反射裂缝出现,这对延长路面使用寿命极为关键。
4)有利于充分利用RAP材料,具有环保功能。就地热再生技术的主要作用是能够充分再生利用铣刨后的RAP材料,节约资源,同时,具有良好的环保作用。在我国现行环保政策下,热再生工艺在道路养护维修施工中的应用,更具优势。
2 工程概况
某公路工程全面23.4 km,为双向6车道,原路面面层结构为4 cm细粒式沥青混凝土AC-13(上面层)+6 cm中粒式沥青混凝土AC-16(中面层)+6 cm粗粒式沥青混凝土AC-20(下面层)。自本公路通车运营以后,交通量日益增多,在行车荷载与自然因素的反复作用下,路面早期病害问题不断显现,据现场路面调查结果显示,本路段存有大量裂缝、车辙、坑槽等病害,已对路面路用性能造成影响。为了保证施工质量,延长路面使用寿命。前期已通过微表处进行了预防性养护处理。但仅是在原路面加设了一层薄薄的磨耗层,虽达到了路表面改观的效果,但根本无法彻底根除存于原路面面层的病害。因此,在微表处施工之后,经过一段时间的观察,发现在微表处表面原有面层病害再次出现,甚至有加重的趋势,若不及时采取有效措施进行处理,势必会对道路运行通行效果及行车舒适性造成不利影响。结合路面实际情况,决定采用就地热再生技术进行沥青路面养护维修。
3 公路沥青路面就地热再生施工技术要点
3.1 施工准备
施工前,由于本路段存有不同程度的病害问题,应根据实际情况,做好旧路面病害处理工作,从而保证原路面结构的整体性。根据要求,先开挖唧浆病害,并修补坑槽,设置横向排水盲沟等。针对已经修补后的裂缝,需将其原有的压缝带、压缝贴清理掉,同时还要将旧路面标线等铣刨、清理干净。待原路面病害处理之后,可进行路表清理工作,如垃圾、杂物等均需清理干净。
3.2 再生剂掺量确定
再生剂多用于老化沥青不同组分的补充,用于恢复改性沥青及其再生混合料的各项使用性能。因此,于RAP材料而言,再生剂掺量不同,则对其影响也有所不同,为此,必须根据实际情况,合理确定再生剂的掺量,本工程可采用4%掺量。
3.3 拌和施工
在生产新沥青混合料前,需对沥青的各项技术指标进行详细检测,保证其符合规范规定。拌和施工中,必须严格按照生产配合比进行各类材料的掺加,一般可分为干拌、湿拌,时间共计55 s,其中先进行10 s干拌,随后进行45 s湿拌。在整个拌和施工中,必须做好各类材料的温度控制工作,一般可在165 ℃~170 ℃控制沥青加热温度,在190 ℃~220 ℃控制石料加热温度,在170 ℃~185 ℃控制混合料出厂温度。拌和时,需随时做好沥青混合料质量检测工作,避免出现材料离析、花白等情况。
3.4 运输施工
完成拌和施工后,可配置数量充足的自卸汽车向施工现场运送混合料,装料前,需将车厢清理干净,并将一层防黏剂均匀涂抹到车厢内,但必须保证车厢底部不得存留余液。一般可按照“前、后、中”的顺序完成装料,从而防止沥青混合料离析。为了保证运输过程中混合料温度满足要求,减少热量损失,可覆盖篷布进行保温、防污染。卸料过程中,应指派专人指挥,保证加热机快速行驶加热,在第2台加热机距离复拌机15m左右的情况下,可指挥运料车和第2台加热机在一条水平线上并排停下,保证两车之间距离适中,避免碰撞。
3.5 沥青路面加热
以旧沥青使用性能而言,沥青路面加热影响较大,其加热效果将直接影响到再生路面的整体质量。为此,必须选择合理的加热方式。按照快退慢进的原则进行加热机操作,保证加热充足,避免局部路段重复加热时间太长,从而出现沥青二次老化现象。若加热不足,在铣刨过程中,将会导致集料破碎,最终影响级配。基于此,必须做好加热温度控制,实时监测沥青路面温度,根据监测结果,随时做好加热温度的调整。加热时,设备可沿导向线行驶,相比再生施工宽度,保证两边横向加热宽度略多一些,一般可多出20 cm左右。
3.6 摊铺施工
摊铺是整个施工的重要环节,应始终保持连续、匀速、缓慢的原则进行施工,严禁中途停机。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。此次施工将1.2定为混合料的松铺系数,在摊铺过程中,若与施工不符,可适当调整,通常在1.5~4.0 m/min控制摊铺行驶速度。
3.7 碾压施工
就地热再生施工碾压分为3个环节,即初压、复压和终压。初压时,可采用12 t以上振动压路机进行施工,遍数为2~3遍,其中静压1遍,振压2~3遍,碾压速度为2.0~2.5 km/h,温度不得低于120 ℃。复压要紧随初压进行施工,通过25 t以上胶轮压路机进行4~6遍碾压,碾压速度为4.0~5.0 km/h,温度不得低于110 ℃。终压时同样可采用12 t以上振动压路机进行2~3遍碾压,保证消除明显轮迹,压实基层表面。在整个碾压环节,要始终保证再生层表面湿润,若水分消散太快,需要及时洒水补充,但必须做好洒水量控制。
4 结语
沥青路面作为公路路面的主要形式,因其噪音小、行车舒适、平整性好等优势在公路施工中得到了大力推广与应用。但在行车荷载、自然因素等长期作用下,往往会出现早期病害,如何做好病害防治成为了关键。就地热再生技术作为沥青路面预防性养护施工的主要措施,可有效提升工程质量,再生利用RAP材料,达到节能、环保的目的。为此,在施工中,必须重视就地热再生施工技术的应用,提高施工技术水平,规范施工工艺,全面提升工程建设质量。