(山东德州市公路事业发展中心,山东 德州 253011)
公路工程施工需兼具高质量和低工程造价,达到最佳的经济效益与社会效益。沥青路面冷再生施工技术,可重复利用旧沥青路面材料、重新设计公路路面结构层。目前很多公路沥青路面施工过程中,都充分运用了旧路面的废弃材料,避免了废弃材料对空间环境可能造成的环境污染,有效节约工程施工材料,简化了传统的公路施工工序。
沥青路面冷再生技术是一种对结构层重新组合的路面技术施工工艺技术,对部分基层材料与沥青面层材料铣刨处理之后进行第二次或者第三次使用,在这些材料之中加入一定量的细集料或者新骨料,同时按照一定的比例添加石灰、粉煤灰、乳化沥青、水泥泡沫沥青等材料,将其与水按照一定的比例混合,之后在自然环境之下完成添加、铣刨、拌和、破碎、摊铺与机械压实成型等连续操作。
图1 沥青结合料使用性能变化展示图
沥青路面使用寿命与质量的重要影响因素之一是沥青耐久性。沥青路面铺筑过程中受到加热作用,加之一定程度上受到自然因素与交通载荷等因素的影响,导致沥青出现不可逆的老化现象。由此随着道路运行时间的延长,沥青混合料的化学性能也随之出现一定变化,与交通载荷的实际要求相比逐渐不足,性能表现如图1所示。
冷再生基层施工过程中,加铺层设计可以运用AASHTO方法,以疲劳特征与弹性模量表示路面材料,对层厚、各层结构等值系数、排水系数等运用诺模图于结构数SN表示。对非稳定层需要考虑排水条件的影响系数。
如表1所示,泡沫沥青冷再生层等效系数最佳值位于0.2~0.42,乳化沥青冷再生层等效系数最佳值分布范围为0.17~0.41,冷再生整体性结构等效系数分布范围在0.3~0.35之间。
不同等级的公路具有不同的载荷值与ESAL数值,在道路工程施工过程中应当对此充分考量,采用最为合理的施工方式,并据此调整沥青路面冷再生基层施工技术的相关运用数值。
表1 冷再生路面结构等效系数
表2 交通量表
表3 冷再生层罩面厚度分布数值
冷再生施工工艺包括4个步骤,首先需要准备翻松旧路面材料,第二步是在材料中添加水与添加剂,第三步为成型与压实,第四步为再生路面加铺磨耗层。为了优化路面铺筑与工程施工可以加铺结构层与黏结层,提升工程路面中的补强作用。在振动压路机压实作业之前,要求使用平整机整型再生层,在最终施工完成后利用轮胎压路机最终压实,使得公路路面具有良好的表面特性。目前这一工艺运用过程中常见的设备为WR2500S型沥青路面冷再生机,产自德国维特根公司。
图2 WR2500S型沥青路面冷再生机
WR2500S型沥青路面冷再生机在使用过程中具有多项功能,包括铣刨旧沥青路面、拌和稳定土、现场冷再生。在运行过程中能够结合不同的工况,调节拌和罩壳有效容积,通过控制系统与传感器得到转子铣削深度,从而以此确定最佳的再生铺层厚度,WR2500S型沥青路面冷再生机在运用过程中可以结合水泥稀浆搅拌输送车共同使用。
结合所用运料车辆的吨位,在需要添加骨料时,按照新填骨料的相应比例数值得出所用运料车辆的吨位,运用相关数值计算出每车料的堆放距离,在路面中按照一定距离放置相应数量的骨料,同时使用平地机摊开,运用新骨料运输卡车将骨料均匀得洒在预施工工程路面上。运用平地机结合再生宽度进行有效地预先摊铺处理,使得新旧材料之间达到良好的混合状态。
运用水泥稀浆搅拌输送车给公路施工运送相应的水泥稀浆。在旧路材料的破碎与铣刨上充分发挥再生机的作用,并运用此完成新旧材料之间的摊铺、拌和与预压实作业。在共同的操作完成之后,利用压路机将再生层压实成型。若沥青路面冷再生基层施工过程中不需要添加骨料,则可以免去相应的操作步骤。再生层在最终的压实之前,要利用平地机有效整形,之后再开展相应的碾压作业。再生层碾压施工完成之后需要养护工作,在7天时间内禁止一切车辆通行,同时由专人负责看护再生层,可在表面位置喷洒透层雨,避免养生期间有油水浸入其中。
表4 技术标准
例如,老岭隧道至靖宇段k61+100~k83+006.284段中采用了沥青路面冷再生基层施工技术,施工管理过程中相关的技术标准如表4所示。