刘艳萍
(中宁县公路段, 宁夏 中宁 755100)
2005年以前由于缺乏较先进的再生设备和可参考的再生技术,泡沫沥青冷再生技术在我国应用很少,2007年全国交通工作会议上,领导们提出传统的沥青路面维修方法有挖除新建、铣刨面层后摊铺新料或在旧路面上直接加铺新料等,前一种方法存在拆除后沥青混合料的处理问题和需同等数量的新料进行重新铺筑;后面的方法不仅存在前一种方法的问题,还存在加铺后路面标高抬高等问题。我国现阶段正面临着资源匮乏、环保压力大的形势,如果继续采用老旧的道路翻修模式将阻碍交通发展的步伐,必须寻求一条节约资源和环境的发展道路。为了改善这些问题,道路工作者们借鉴国外的大量经验,认为加强泡沫沥青冷再生技术在沥青旧路改造的应用很有必要,并对路面再生技术开展了大量研究试用[1]。
我国的交通基础设施也从起初的完善新建路网逐渐转为后期的养护维修,如果采用传统的沥青路面处理方式,在环保要求日益紧张的今天,拆除旧路产生的大量沥青废料的处理将会是一个最困扰的问题,新铺筑路面沥青混合料的生产运输都将是一个难题。而且在西部地区,尤其是宁夏,很多材料由于不满足环保要求被强制关闭,导致材料紧缺,如果大量开挖重建,材料需求都难以解决,并且如果全部新建的话,造价很高。
泡沫沥青,是将适量的水注入加热后的沥青,当常温的水加入高温的沥青中发生反应时,与沥青表面产生热交换水被瞬间加热,形成大量的沥青泡沫,过后沥青表面的水珠立马破裂,当泡沫沥青与其他集料接触时,泡沫沥青表面覆盖的大量膨胀后的沥青颗粒裹附于细集料的表面,这样细集料的表面就会粘附大量的沥青,粘度增加,在拌和压实的过程中,这些细料可填充粗料之间的间隙,形成类似SMA的混合料,混合料强度增加,稳定性增强[2]。
同时,泡沫沥青冷再生混合料由于降低了水敏感性,减少了反射裂缝的出现,刚度小,抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好,可作为沥青路面的下面层和基层使用;由于将拆除后的旧混合料进行加工使用,减少了沥青混合料的废弃处理,保护环境,节约能源;集料可以长期保存,遇到阴雨天气后可立即终止施工,降低了施工质量问题;与半刚性基层相比,其养护时间短,施工期短,碾压成型后即可立即开放交通,对于施工工期紧,无法中断交通的路段尤为适用;当泡沫沥青用于基层时,由于有沥青的参与,将传统的水泥稳定类半刚性基层替换为泡沫沥青冷再生的柔性基层,在地基承载力较差、上部荷载较大的路段也可采用,应用范围更广。
(1)对需要重新修复的路面现状进行调查评估,看原有材料是否符合制备泡沫沥青的条件。
(2)对回收再利用的材料(沥青含量,含水量,混合料的级配)进行检测。
(3)确定泡沫沥青混凝土中各种材料的用量。
(4)根据实验数据,确定泡沫沥青的膨胀率及半衰减期(这是最关键的一步)。
(5)检测混合料的强度是否满足要求。确定最佳沥青用量,包括密度,空隙率,抗拉强度,稳定度。
(6)对泡沫沥青混凝土性能(疲劳强度,回弹模量,抗车辙能力等)进行评价[2]。
在制作泡沫沥青混合料时,如果温度控制不当,或者使用的石油不好会使生产出的混合料出现絮状物,或混合料结块的现象。所以在生产中一定要控制好各项指标(要求泡沫沥青的用水量为1.5-2.5%,发泡倍数10以上,持续时间10s以上)。如若出现絮状物或结块的现象应立即停止生产,并将生产出的混合料废弃。
摊铺是泡沫沥青混合料施工中最重要的一个环节,如果处理不当将会出现蜂窝、麻面等影响路面使用或美观的现象。摊铺前应先进行100m的试验段,观察强度、压实度、沥青混合料的含水量是否满足要求。摊铺时应注意以下几点:
(1)摊铺时气温不得低于10℃,沥青混合料的摊铺温度见表2.
表2 沥青混合料温度要求
(2)摊铺机的摊铺速度应与供料速度相吻合以免中间出现停顿。
(3)在摊铺的起步段,如果摊铺机械的温度较低,容易出现拉毛等现象,因此熨平板应预先加热到设备所允许的最高温度,然后冷却至需要温度后开始摊铺。
(4)摊铺过程中需随时检验摊铺层厚度、横坡、压实度和平整度等,达不到要求的,立刻进行调整。在摊铺的过程中除了上述一些注意事项之外,还应注意规范中规定的其他一些事项,如:
(1)压实度(%)≥97 每1车道公里检查1次
(2)15℃劈裂强度(MPa)每1个工作日1次
(3)马歇尔稳定度(KN)每1个工作日1次
碾压作为道路施工的最后一道工序,是与摊铺同步进行的,为了防止散热过快,要求每摊铺一段距离就进行碾压。碾压分三次,先用YCZ12型压路机振动压实3遍,再用轮胎压路机振动压实2遍,最后用YCZ12型压路机静压3遍。在压实过程中也有许多的注意事项,如果控制不好,将会使路面出现不平整,压实度不够,有轮迹等现象。
具体控制如下:
(1)碾压过程中,如有松散、“弹簧”、起皮等施工质量现象,应及时添加水泥后重新拌和,使其达到质量要求[1]。
(2)在碾压过程中,为了不使混合料的温度下降过快,应采用多台压路机呈阶梯状向摊铺方向碾压[1]。
泡沫沥青混合料作为一种新的材料,虽然它有节约能源,保护环境,缩短工期等优点,但在我国的应用却很少,尤其是西北部地区。在国家提倡节约能源,保护环境的今天,这种技术将会大面积得到推广。