铣刨料在级配碎石中的应用

2020-11-05李强

中华建设 2020年10期

李强

一、工程概况

海南省某省道改建工程采用沥青路面和基层铣刨材料作为级配碎石的主要原材料，其代替了一定比例的新料，不仅有利于节约资源，而且做到了废物利用，同时减少了土地的占用和环境污染，无论从资源环保还是经济成本方面而言都值得大力推广和发展。本项目作为二级路改造升级工程，大量的旧路铣刨料充当级配碎石新料，对铣刨料级配碎石配比、施工技术和效益分析进行了总结。

该省道曾于2005年完成改建，主要是在原路加铺路面，由于近年交通量稳步增长，而且路面接近大修年限，道路损坏严重。根据《海南省公路交通“十三五”发展规划（2015-2020）》国省干线公路网规模和结构更加合理、技术水平显著提高的发展目标，该省道作为区域干线公路存在技术等级较低、道路状况较差的问题，无法提供高水平的交通运输服务，不利于促进人口流动和产业转移，无法为新型城镇化建设提供有力支撑等问题，因此对该省道的改扩建迫在眉睫。

二、原有沥青路面结构和铣刨料特征

根据路面钻孔资料，现状一般路段沥青混凝土路面结构为：4cm～6cm沥青混凝土面层+10cm～40cm水泥稳定碎石基层+20cm级配碎石底基层。路面存在较多病害，主要有路基沉陷引起的龟裂、块状裂缝病害，有路面使用年限长引起的龟裂、块状裂缝、纵裂、横系、松散病害，还有未及时养护形成的坑槽等病害，以及对病害进行处治形成的修补块、贯缝等。

由于旧路面面层铣刨料含有大量老化后的沥青胶结料，加之水泥稳定碎石铣刨料表面包裹着水泥水化物，这就极大提高了级配碎石整体的粘聚力，保障了级配碎石排水性能的发挥。

三、铣刨料的粒径控制

根据老路图纸确定铣刨厚度，现场试铣刨后确定平均铣刨深度为20cm，预留约2cm保证路面平整度和强度，保持路面正常的通行条件。

采用维特根WR200铣刨机进行铣刨确定铣刨速度，因为混合料的级配同铣刨机的行进速度有密切关系。经过多次不同行进速度铣刨料进行筛分确定铣刨料的最佳级配，最终确定铣刨速度为8m/min，该速度的级配具体如下表所示。

旧路面铣刨料级配与铣刨速度的关系统计表

从上表的数据可以看出，通车15年以来，在大量车辆荷载和自然环境的反复作用下，粗集料局部也压碎，粗集料偏细，受沥青胶结料和水泥水化物的黏附影响，细集料偏少，需要掺入一定的粗集料和细集料来改善级配。最终经过试验室的多次适配，决定掺入12%粗集料19mm～31.5mm，15%粗集料9.5mm～19mm，23%细集料0mm～4.75mm，能够满足级配碎石级配要求。如下图所示，为级配碎石曲线图。

级配碎石曲线图

铣刨后的铣刨料运送至水稳厂拌单独的隔仓进行堆放，堆料不能超过3m，以减少离析现象的产生。

四、沥青路面铣刨料作为级配碎石施工工艺

将沥青路面铣刨料作为级配碎石的施工工艺主要分为四个工序：搅和、运输、摊铺和碾压，各工序的具体技术要点如下所述：

1.拌和

选择800型连续式稳定粒料拌和设备来展开拌和作业，对铣刨料进行集中拌和。在正式拌和前必须做好设备的调试工作，保证参数设定科学，并校正拌合机的计量。严格按照设计配比来添加原料，确保各个原料拌和均匀，在拌合机出料后要进行取样检查，评估原料拌和情况和混合料的合成级配，确保混合料的配比、级配以及含水量等指标都达到设计要求。

2.运输

在运输环节中，需要对以下几个方面进行考虑：

（1）选择自卸车来运输混合料，确保自卸车的车厢干净无杂物后才能装料运输。

（2）自卸车的数量要充足，保证施工现场的流畅性，使得自卸车运输的混合料既能够运输完拌和出料量，又能够满足施工现场摊铺作业的需要，尽量使得自卸车数量稍微多余实际需求。

（3）每一辆自卸车装载运输的混合料重量大致相同，并做好防护，防止在运输过程中受到降雨的影响，或出现水分的蒸发或混合料的洒落。

3.摊铺

首先要做好准备工作，洒湿路基，对摊铺机的参数设置及各部分的运转情况进行检查。其次保证摊铺作业顺利进行，施工人员还应该从以下几点入手：

（1）在熨平板下垫木板，木板的厚度应与松铺厚度相同（拟定的松铺系数为1.25），再明确摊铺厚度，摊铺机准备就位后正式开始作业。

（2）在摊铺机上安装电子感应器，操作手调节手柄螺旋，直到指示灯灯灭。根据施工实际来调整确定摊铺机各项参数，保证夯锤振动频率、幅度及熨平板振动频率科学合理。

（3）正式开始作业后打开自动找平仪。

（4）避免碰撞事故，将自卸车停靠在摊铺机前方20cm～30cm的位置，平衡卸料速度与摊铺速度，连续完整进行摊铺作业，并控制摊铺节奏，将摊铺速度控制在1.8m/min～2.5m/min范围内。

（5）专门安排人员处理粗、细集料离析现象。

（6）安排专业人员全程跟随在摊铺机后面测量摊铺质量，核实拉线检测摊铺厚度和标高是否都达到设计要求。

4.碾压

在开展碾压作业时，应该严格按照“先轻后重、先静后振、自低向高”的碾压原则来进行，重叠碾压1/2～1/3轮迹。并且保证碾压作业匀速进行，稳压彻底，振动碾压平稳。具体碾压程序则为：先稳压→开始轻振动碾压→再重振动碾压→终压。

五、铣刨料再利用和环保和经济效益

路面铣刨料的循环利用能够有效缓解我国矿料资源紧张的现状，符合绿色发展的要求，有助于节能减排环保目标的实现。沥青面层料和水泥稳定碎石料作为高分子混合料，水泥水化物和沥青胶凝材料在常温和自然条件下都难以降解，占用土地又对环境造成一定污染，同时也是对资源的严重浪费。路面铣刨施工费用主要以机械费为主，配置设备为铣刨机、水车、自卸车，依据路面强度和对铣刨料的级配要求，可以合理控制机械的使用效率，铣刨综合单位成本低于市场碎石单价，节约一定的碎石新购费用。