就地热再生技术在沥青路面大中修的应用研究
2020-10-20雷岚钧吴永刚
雷岚钧 吴永刚
摘要: 沥青混凝土道路是公路的常见形式,沥青路面会随着使用时间延长性能不断下降,出现一系列的病害问题,影响通行质量,普遍需要大修处理。就地热再生技术则是应对沥青路面病害问题的有效措施,能够显著改善沥青路面性能,具有很强技术优势。基于此,本文以就地热再生技术优势为切入点,对相关问题行分析,并提出解决措施,以供参考。
关键词: 就地热再生技术;沥青路面;应用
【中图分类号】U416.217【文献标识码】A【文章编号】1674-3733(2020)12-0225-02
1就地热再生技术优势
主要包括以下几点: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。
2就地热再生技术适用性分析
2.1路面破损形式。因为就地热再生通常只能针对路面上层3~5cm厚沥青混合料做再生处理,因此并不是所有的沥青混凝土路面都适合应用就地热再生技术。确定满足以上适用条件后,通常情况下采用就地热再生技术进行旧路维修可以处理所有类型的非结构性路面破损,例如坑槽、泛油、车辙、波浪、推挤、纵向,横向以及反射裂缝、拥包、凹陷等。
2.2施工条件。在开展就地热再生技术处理路面时,施工现场应该具备如下基本条件:(1)场地要能够发挥出这一技术特长的工程规模,因此如果工程规模小或者有很多间断,难以实现连续机械化施工则不适合使用。(2)必须确保现场有足够的施工条件,在施工中,一组施工机械一般通过时间为1~1.5h,养生时间另算,采用这一技术会使施工路段范围内一个多车道交通受阻。(3)要确定旧路是否适合就地热再生技术应用,需要做好旧路检测评价。涉及到的检测内容有路面变形类病害、抗滑性能、强度情况调查等。
2.3其他影响因素。因为就地热再生所用的设备庞大,而且需要在现场进行路面加热、铣刨、搅拌等施工处理,所以在使用这一技术时还会受客观因素影响:(1)道路承载力。道路本身要有足够承载力,确保工程中所要使用的就地热再生设备可以正常运行。(2)道路附属设施。如果使用于城市道路,要注意加强对窖井盖等在路面上的一些公共设施的保护工作,要确保施工现场附近没有可燃性物质存在。(3)净空。立交桥以及地下通道等有净高的一些道路建设中使用,要注意保证施工设备可以通过。(4)施工区域。通常采用就地热再生技术施工会占用大量原有道路空间,在开展施工工作中,一般会占用施工区域内大约五分之四的车道。基于这一情况,如果道路相对狭窄,会导致交通中断,必须考虑如何做好车辆交通调节。(5)气候。就地热再生要在施工现场对旧沥青路面进行加热处理,要求环境稳定在15℃以上,施工会在一定程度上受气候影响。如果季节寒冷或者遭遇大风天气,通常不应开展施工工作。
3就地热再生技术在沥青路面大中修的具体应用
某公路大中修工程全长4.2km,起讫桩号为K7+300~K11+300。路线总体走向自东向西,采用双向六车道公路标准建设,路面长期使用后出现车辙、裂缝和坑槽等病害,现决定采用就地热再生技术对旧路面进行养护处理。将试验路段平均分为4段,分别采用RAP掺量为20%、30%、40%和50%的AC-16再生沥青混合料进行铺筑。
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铣刨。路面加热到所需温度后,加热铣刨机进行路面铣刨,同时添加再生剂。再生剂的添加数量要严格按照试验段标定的流速控制。保证添加量符合设计及试验要求,本工程再生剂掺入量为旧沥青含量的4%,在实际现场施工过程中还要不断检测复核,根據每次试验数据的偏差适时调整。铣刨机在起步阶段要调整好铣刨刀头的位置以及铣刨的深度,同时掌握好最后一组刀头的起始点,因为三组铣刨刀头没在同一直线上(前面左右两侧各一组,后面中间一组),对没能铣刨直顺的地方要人工刨除,保证施工线形美观。铣刨机左右两侧的刀头在铣刨过程中不断地把铣刨料卷入中间,待后面一组刀头铣刨过后铣刨料就会堆积在中间并成垄。
3.4添料复拌。待铣刨机行走过后,首先新沥青混合料料车、复拌机要及时跟进,从铣刨起始位置开始之前就要不断地对复拌机料斗内添加新料,复拌机按料斗闸门开启的大小比例确定输入新料数量。然后复拌机在添加新沥青混合料后和原路面铣刨的旧混合料经分料螺旋拌和摊开,通过加热箱再次加热。加热箱利用热风对混合料进行加热、除湿,同时加热箱下方具有耙松功能,会在行走期间对再生料进行多次翻拌,紧跟着后面的螺旋集料器又把加热后的混合料又一次集中成垄,再次通过提升机送入拌缸,再次加热、复拌,保证再生混合料拌和均匀,温度达到140℃左右,最后将再生后的沥青混合料输送到后面的摊铺机料斗内。经过以上摊料、加热、除湿、翻拌、收料、提升、再加热、再拌和等过程,既提高了再生料的出料温度,又保证了再生料的拌和均匀性。在施工开始前应调整复拌机料斗出料口闸门高度为150mm,为防止出料口被冷料拥堵造成出料量减小,要及时清除料口冷积料,确保料斗的出料口位置始终处于满料、热料状态。再按复拌机实际行进速度调整输料板液压马达转数到规定刻度并进行标定,在施工中准确控制新料的数量。
3.5沥青混合料的摊铺。沥青混合料在拌和前应检测其指标是否符合施工要求,拌和过程中应保证沥青混合料的均匀性,保证拌和温度不低于180℃。之后进行混合料的摊铺,摊铺机在摊铺的过程中需要将速度保持在2.5m/min,缓慢匀速前行,以保证沥青混合料不发生离析,并实时检测沥青混合料的温度,保证温度在125~145℃之间。
3.6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12t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2.0~2.5km/h,温度不得低于120℃。复压要紧随初压进行施工,通过25t以上胶轮压路机进行4~6遍碾压,碾压速度为4.0~5.0km/h,温度不得低于110℃。终压时同样可采用12t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。
3.7质量检测。将试验铺筑路段取样的再生沥青混合料按照规范分别制作成车辙试件并进行高温车辙试验,试验结果如表1所示。
车辙试验测得的动稳定度均符合《公路沥青路面施工技术规范》的规定。随着再生沥青混合料中RAP材料掺量增加,其动稳定度上升,沥青混合料的抗车辙性能也会增加。其中,当RAP材料掺量从40%增加到50%时,动稳定度增加幅度最大约24%。
结语:综上,就地热再生施工能够较好地解决公路路面病害,达到了降低养护成本、节约材料、延长使用寿命以及经济环保的目的。但在具体施工的过程中,应该采取有效的施工工艺和施工方法,才能达到预期的施工效果,希望本篇文章可以为关研究人员起到一定的参考价值。
参考文献
[1]解睿,张江勇,顾海荣.沥青路面就地热再生装备与加热技术[J].工程机械与维修,2019(01):51-54.
[2]郭瑾.谈沥青路面热再生技术的应用要点[J].山西建筑,2019,44(36):129-130.