现阶段公路沥青路面养护现状及前景浅析
2020-12-17周蓉清
周蓉清
上海中测行工程检测咨询有限公司 上海 200082
道路建设需要大量的筑路材料,道路养护产生大量的废旧路面材料。将废旧路面材料再生循环应用于道路基础设施建设和养护,变废为宝,形成一个符合循环经济模式的产业链,可以避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染,可以减少对石料、沥青、水泥的需求,降低筑路或养护成本,是实现公路交通可持续发展的重要举措;上海砂石材料基本是周边省份引进,虽然数量基本能够保证,但是质量参差不齐,因此沥青路面再生技术的应用成为重中之重。
1 沥青路面再生技术概况
JTG/T5521-2019《公路沥青路面再生技术规范》规范了沥青路面再生技术的应用,明确了沥青路面的再生应采用沥青路面再生设备,将一定比例的新集料、再生结合料、沥青再生剂等新型材料与沥青混合料回收料、无机结合料等沥青路面回收料进行拌和,并经摊铺、压实,形成路面结构层。根据沥青路面再生方式可以分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生、全深式冷再生。其中上海近几年大中修项目使用较多的方式为厂拌热再生、厂拌冷再生、就地冷再生这三种方式[1]。
1.1 厂拌热再生
该技术相对比较成熟,将路面沥青混合料进行铣刨,铣刨后的骨料需进行相应的试验检测,合格后将其作为其中一档骨料来使用,具体参配比例需通过配合比设计来确定。由于要对回收材料进行一系列试验检测,且需要通过目标配合比设计及生产配合比来确定再生料的掺量以及检测其性能指标是否符合路面使用要求,所以整个试验周期耗时相对比较久,因此不适用于工期相对紧张的项目。厂拌热再生回收的沥青路面材料掺配比例相对较少,所以不能从根本上解决循环利用的问题。
1.2 厂拌冷再生
对回收的路面材料要求相对较低,但是再生混合料性能较好。上海大中修多条公路采用乳化沥青- 再生稳定碎石作为基层材料,性能检测一般通过马歇尔试件来测定15℃劈裂强度和干湿劈裂强度比(%)。该方法适用范围比较广,使用项目也较多,如浦星公路大中修工程等项目。
1.3 就地冷再生
该技术对设备要求较高,破碎材料的不均匀或破碎材料不一致,容易导致最大干密度、最佳含水率、压实度以及7d 无侧限抗压强度等试验检测结果差异较大,施工质量控制相对较难。一般再生层作为基层或底基层,该技术在上海得到广泛的应用,它可以实现对破碎沥青路面材料的全部利用。
伴随着我国大量公路沥青面层的翻修、重建和改建,沥青路面材料再生技术在公路建设和养护工程中得到广泛的应用,这条可持续发展之路将越走越宽。
2 沥清再生技术实例
沥青路面在使用过程中,在汽车轮载和环境的共同作用下,沥青混合料中的沥青将逐渐老化,表现在结合料的粘附性能下降,路面容易出现松散、坑塘等现象;另一方面如果路面施工质量把控不好,压实度不足或空隙率过大,会造成路面早期损坏,若不及时处理,会进一步加速路面使用性能的下降,缩短了道路的使用寿命[2]。
因此,当沥青混凝土道路开始出现老化现象时,应及时采取预养护措施。沥青还原处治就是其中之一。该技术除了不改变路面原貌外,可以明显提升原路面沥青三大指标及路面摩擦性能,有效延长道路使用寿命,最大的优点就是快速固化,施工后2-3 小时即可开放交通,对交通通行的影响降至最低。该技术这两年得到大力的推广,下面以上海某大中修工程为例来分析下该技术在预养护中的实际应用:
2.1 沥青还原剂原材料检测
首先,沥青还原剂的质量直接关系到整个施工的质量,因此我们事先应根据JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验检测规程》对沥青还原剂进行相应指标检测,结果如下:
表1 沥青还原剂性能检测
2.2 沥青还原剂性能检测
根据JTGE20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验检测规程》试验方法检测。选定70 号道路石油沥青作为基质沥青,放入老化箱老化至针入度为30-40(0.1mm) 之间( 一般在163℃±1℃的薄膜烘箱中老化约9 个小时),测定沥青老化后的三大指标;将制备的老化后的70 号沥青加温至150℃后,掺入一定比例的沥青还原剂(还原剂用量按3.3% 进行內掺),搅拌均匀后加盖并放置在常温下冷却保存,24h 后加热进行三大指标试验,结果见下表2:
表2 沥青三大指标检测
2.3 沥青还原施工前后三大指标的检测
因改善剂的影响范围一般沥青路面表层以下1cm,故工前工后在同一区域取芯或铣刨表层1cm 的材料,通过阿布森沥青回收法或旋转蒸发器沥青回收法将铣刨后混合料进行沥青回收检测:
以上三组实验说明沥青还原剂对老化后沥青针入度在30-40(0.01mm)的沥青的提升效果可以达到设计的要求,但是实际路面沥青老化的程度层次不齐,所以还原剂的喷晒量应根据路面实际情况来确定。
2.4 沥青还原施工前后路面性能检测
施工前我们应对原路面进行摩擦系数、渗水系数的测定,测点必须标记明确可以溯源,以备沥再生施工后在同一测点进行复测,从而来看出路面实际的改善效果。通过施工前后的检测结果对比我们发现沥青路面渗水性能得到很大的改善,基本都是不渗水的状态;摩擦系数略有下降,但均不超过3BPN20;路面性能改善均达到预期的效果。
表3 工前工后沥青三大指标检测对比
试验检测只能代表所检测点的情况,而非所有的施工面,因此在实际的施工过程中宜采用具有精确计量系统的专用洒布机施工,严格控制喷洒量,并确保喷洒的均匀性和准确性,若有露白或机械无法喷洒的区域需人工喷洒,保证施工区域无漏喷。沥再生预养护施工作业完成后,应及时清理施工现场,并对已实施路面进行保护,在未干燥之前严禁车辆通行[3]。
3 结语
在上海交通异常复杂的大环境下,合理选择养护方式,在保质保量的完成道路的大中修或预养护任务的同时我们应最大限度地节省建设费用,合理分配资源,最大限度地发挥经济效益社会效益。