公路施工就地热再生复拌加铺面层技术应用分析
2023-12-04刘丽萍
刘丽萍
(萍乡市安源公路事业发展中心,江西 萍乡 337000)
0 引言
就地热再生复拌加铺面层技术是一种具有潜力的公路施工技术。该技术在提高路面质量的同时,能够减少资源消耗和环境污染,符合可持续发展的要求。但是,该技术在具体应用阶段还存在一些挑战,如加热温度控制、拌和工艺优化和设备适应性等。因此,需要加强对该技术实际应用案例的研究和评估,以提升其在公路工程中的应用水平。
1 工程概况
某国道工程项目建设中,选择应用“中粒式沥青混凝土下面层+调平层+旧水泥混凝土板+水泥稳定碎石”基层结构。经过技术人员对现场进行全面的调查和分析,发现该项目病害比较严重,已经出现严重的纵横开裂问题,还有部分路面存在车辙、坑槽、龟裂等问题,对车辆通行的效果造成很大影响,还容易引发交通事故,威胁驾乘人员的生命财产安全。根据现场调查结论进行分析,该项目的右幅主线在处置中,最好选择应用沥青路面就地热再生复拌加铺面层技术,以快速恢复路面结构的性能,提高道路的通行能力,延长道路使用寿命,满足当地交通需要。
2 就地热再生前旧路面状况
该国道工程项目投入运营的时间已经达到20 年,旧路面采用的是水泥混凝土路面结构形式。项目在上次扩建、加铺施工中,选择应用的“白加黑”路面结构形式,以旧水泥混凝土路面为基础进行铺设施工,改造后的路面通车运行已有5 年。经过对现场全面调查分析发现,在长期荷载的作用下,混凝土面板结构因为底部稳定性不足,沿着接缝部位存在应力集中比较严重的情况,特别是长期车辆荷载的作用下,底部裂缝逐步反射到地面,已经形成严重的反射裂缝。此外,在车流量不断增大、重载车辆日益增多的情况下,公路路面出现严重的车辙病害,尤其是在道路交叉口,车辙病害更加严重。加上长期的自然侵蚀影响,病害日益严重,已经无法满足道路通行的需求。
由于此次道路工程项目的病害严重,如果采用传统的铣刨旧路面、重新铺设路面,或者旧路面病害处治后进行路面铺设的方式,不仅养护成本高、施工周期长,而且会影响道路的正常通行,还会产生严重的环境污染、资源浪费问题。而采用沥青路面就地热再生技术,不仅能够使旧沥青混凝土路面材料得到充分利用,还能避免废旧材料排放而导致的环境污染问题。
因此,对于路面病害相对较少的右幅结构,决定应用沥青路面就地热再生技术进行处理。但是施工现场交通流量大,重载车辆较多,如果单一采用就地热再生技术,无法达到良好的效果。为了能够实现道路通行效果的提升,延长道路使用寿命,确定采用就地热再生复拌加铺面层工艺方案处理旧路面结构的病害。该方式以就地热再生技术作为基础,使用SAC-13 改性沥青混凝土材料进行再次表面铺设施工,铺设厚度为2cm,能有效地提升路面结构的强度性能[1]。
3 现场热再生的方式
因为旧沥青路面出现严重的错台、破损、裂缝等病害,且有部分基层结构损坏严重,为了避免病害复发,在此次工程施工中,从预处理、热再生两个方面出发,对现场进行病害结构的处理,具体如下。
3.1 预处理阶段
为了有效防止公路路面结构发生大面积损坏的情况,保证道路的通行效果和质量,在路面结构进行整体修复前,应进行全面的病害处理工作,及时修复基层结构的损坏问题。
一是在旧水泥混凝土板损害严重的情况下,进行结构的处治,恢复结构性能,包括对损坏的水泥混凝土板进行修补或更换,以恢复其承载能力和稳定性。修复过程中,要确保修补材料与旧有材料的黏结性和一致性,以保证修复后的结构能够承受道路交通的荷载。
二是处理局部块裂、沉陷等问题。对于局部出现的块裂和沉陷现象,需要进行修复处理。修复方法是使用填充材料或修补剂填平裂缝和沉陷部位,恢复路面的平整度和稳定性。
三是进行旧路面龟裂、坑槽、拥包等病害的处理。对于旧路面出现的龟裂、坑槽和拥包等问题,需要采取相应的处理措施,包括填充修补、刨削平整、加铺修补材料等方法,以恢复路面的平整度和驾驶舒适性。
四是对于混凝土面板出现脱空、唧浆等问题,需要进行修复处理,包括填充脱空部位、修复裂缝、修补损坏区域等方法,以确保混凝土面板的完整性和稳定性,避免混凝土面板断裂对沥青面层造成严重的危害[2]。
3.2 就地热再生阶段
一是按照设计方案的要求进行混合料制作。加入一定比例的再生剂,使旧沥青混合料的性能得以恢复,同时加入一定量特定级配的新料,通过优化结构的配合比方案,使沥青路面具备较高的稳定性与封水性,达到良好的抗车辙、抗水害效果。将复拌后的再生混凝土铺设到路面,并撒布一层少量的新料,使再生料层和新料层经充分碾压后形成整体结构,达到保护路面结构的目的。在该工程中,选择使用AC-13 沥青混凝土材料,厚度设计为4cm,并加强油石比、级配参数的控制,确保混合料的性能合格,满足抗车辙、抗水损害的性能要求。然后,在表层铺设一层SAC-13改性沥青混凝土材料,厚度为2cm,经碾压形成整体结构,提高道路结构的强度及性能。
二是在此次工程施工中应用的就地热再生复拌加铺面层工艺方案如下:首先,耙松旧路面结构。在现场施工前,先进行路面结构的耙松处理,并且喷洒5%的再生剂,加入20%左右的新沥青材料,组合形成SAC-16 沥青混凝土材料,确保其各方面性能满足工程需要。其次,加铺SAC-13 改性沥青混凝土材料,厚度为2cm,之后进行加热、耙松、喷洒再生剂、撒布热沥青、加入级配新料、加入集料等操作,并进行充分搅拌混合。最后,进行摊铺、碾压施工,检验合格后开放交通(施工现场见图1)。
图1 就地热再生施工现场
三是旧材料收集应按照如下步骤进行:首先,进行旧沥青路面的加热处理,达到规定温度之后,应用RM6800 设备进行路面的耙松处理。其次,按照设计要求喷洒再生剂材料,喷洒量为5%。再次,开始收集旧集料,为了使旧混合料温度合格,需要对加入再生剂的融合时间加强控制,并且将旧料制作为梯形截面形式。在加热作业中,应加强温度的控制,一旦超出标准要求,将导致混合料损坏,无法正常使用。因此,此次工程项目选择应用的是热辐射加热设备。为了使工程质量合格,还要加强设备行驶速度的控制。
四是旧路面材料收集工作结束后,应结合现场实际,进行新沥青混合料配合比的设计和确定,之后将拌和好的混合料运输到现场进行摊铺、碾压施工。
五是在现场摊铺环节,确保混合料的温度在规定范围内是防止质量问题的关键。摊铺过程中,混合料的温度应保持在90℃以上。而对于SAC-13 改性沥青混凝土材料,摊铺时的温度应保持在110℃以上。摊铺完成后,应及时进行碾压施工。各项工序结束后,必须等待路面温度降至50℃以下才能开放交通,以确保路面质量和稳定性。同时,在就地热再生复拌加铺面层施工中,为了确保平整度符合要求,还需要加强级配和油石比的优化。通过合理的结构设计,可以避免裂缝问题的发生,并延缓反射裂缝的出现,从而提升结构的承载性能,确保路面的持久性和稳定性[3-4]。
4 公路施工就地热再生复拌加铺面层技术应用效果分析
就地热再生复拌加铺面层施工后,混合料性能指标检测结果如表1 所示,沥青路面性能检测结果如表2所示。经实践检验,旧沥青路面加入再生剂及新沥青混合料之后进行复拌热再生处理形成的混合料性能合格,综合性能提升比较明显,完全符合工程建设的需要。
表1 就地热再生复拌加铺面层混合料性能指标检测结果表
表2 就地热再生复拌加铺面层沥青路面性能检测结果表
5 公路施工就地热再生复拌加铺面层技术施工质量控制要点
在公路施工中采用就地热再生复拌加铺面层技术时,施工质量控制至关重要,以下是其控制要点。
第一,在进行公路施工就地热再生复拌加铺面层施工前,需要制订详细的施工方案,方案包括施工流程、材料选择、设备配置和操作方法等,以确保施工过程的规范性和高效性。同时,还要安排工作人员做好相关设备的调试和维护工作,确保设备运行正常、稳定性良好,以提高施工效率和质量[5-6]。
第二,在施工期间,还需对旧沥青材料和添加剂进行筛选、检测和评估,确保材料的质量符合规定标准,并与设计要求相匹配[7-8]。
第三,在具体施工阶段,需要严格按照施工方案执行施工工艺,同时做好加热温度、拌和时间、混合比例和铺设厚度等指标的控制,确保每个环节的施工参数符合要求,以保证施工质量和道路性能[9-10]。
第四,在具体施工环节,需要安排专门人员对施工过程进行实时的质量检测和监控,对沥青混合料的温度、黏度、密实度、厚度等参数进行详细的检测和记录,通过检测数据,及时发现施工中的问题和缺陷,并采取相应的纠正措施。
第五,在施工过程中,要注重环境保护。按照工程项目的具体需求,采取措施减少粉尘、噪声和废弃物的排放,合理管理施工废水和废弃物,遵守相关环境保护法规和标准[11]。
6 结语
就地热再生复拌加铺面层技术是一种可行的公路施工方法,具有良好的经济效益和环境效益。其应用可以有效减少对新材料的需求,降低施工成本,同时减少对自然资源的消耗。在实际工程中,应根据具体情况合理选择施工参数和施工工艺,以确保技术的有效应用和施工质量的提升。希望在未来研究中,可以进一步优化技术细节和提高施工效率,推动该技术在公路工程领域更为广泛的应用。