张俊豪
(山西省交通新技术发展有限公司,山西 太原 030006)
作为一种全新的预防性养护方式,公路沥青路面就地热再生技术因具有诸多优点,被广泛运用于高速公路路面养护维修施工中。相较以往的沥青路面养护策略,公路沥青路面就地热再生技术的运用在较大程度上减少了沥青、集料等原材料的损耗,并解决了由于旧沥青路面材料(Reclaimded Asphalt Pavement,以下简称“RAP”)铣刨废弃料堆放而引起的土地占用与环境污染等难题,被称为绿色环保型再生技术,具有突出的社会价值与经济、环境效益[1]。
如果沥青层与混凝土层之间无法实现连接,混凝土层的剪应力大幅提升,直接影响沥青面层剪切。沥青路面受损很大程度上是剪切应力造成的,通过就地热再生技术可以实现沥青混凝土再生层与旧路面之间的连接。
混凝土路面级配不合理或者孔隙率较大都会在旱季发生路面开裂,这也是我国大部分高速公路的常见病害。应用就地热再生施工技术可以合理地确定混凝土路面级配,延长高速公路使用寿命。
应用就地热再生技术可以有效遏制反射裂缝的出现,提升高速公路路面承载能力。
就地热再生技术可以反复使用铣刨后的RAP材料,一方面为施工企业节约大量资源,另一方面有效保护周围的自然环境免遭破坏。目前,就地热再生技术深受业内人士青睐。
某高速公路工程全长234km,为双向六车道,原路面面层分别由4cm细粒式沥青混凝土、AC-13+6cm中粒式沥青混凝土、AC-16+6cm粗粒式沥青混凝土组成。在车辆与自然环境的反复作用下,路面出现了裂缝、车辙及坑槽等常见病害,对车辆的安全行驶造成了严重影响。
为确保养护效果,提高路面应用时间,公路养护单位虽委派专业人员对路面做出相应处理,但仅是在原路面添加了一层耐磨层。养护施工虽然实现了公路表面改观的目的,却无法从根本上解决问题。在经过一段时间的运行之后,路面问题重现,且出现蔓延情况,如不尽早采取有效策略,将对路面行驶效果与舒适度造成负面影响。经项目组研究决定,工程项目拟采用就地热再生技术组织和开展施工。
由于车辙与沉陷情况是该工程病害的主要表现方式,因此,应以实际勘探情况为依据,使用就地热再生技术。
当车辙长度大于500m时,可直接采用就地热再生技术处理,主要方式为复拌热再生,将深度控制在4cm。当车辙长度小于或等于500m时,首先需要采用铣刨机挖除病害处并重新铺设该段路面,将深度控制在4cm。铣刨完成后如有裂缝出现则使用抗裂贴黏合,然后洒布黏层油,将洒布量控制在0.8kg/m2,接着铺筑AC-13改性沥青混凝土,将厚度控制在4cm。此外,在新旧混凝土横向接缝的部位贴上双面贴。
对于沉陷病害,如病害程度较轻,可使用深层压浆法将压浆深度控制在3m,将路基加固压浆材料作为化学压浆的材料,以设计标准为依据,水泥∶水∶化学外掺剂∶粉煤灰的配合比例为100kg∶50kg~80kg∶5kg~8kg∶30kg~50kg。化学外掺剂主要由JK-24快速修补剂和膨胀剂构成,将水灰比例控制在0.40~0.50之间,3d砂浆抗压强度为3MPa。
旧路段加热与铣刨主要原则为匀速与均匀加热,保证温度在合理区间[2]。旧路面表面温度的最高值应不高于200℃,路表以下4cm处的温度应不高于90℃。每侧加热的旧路面宽度需超过复拌机耙松约20cm。
在生产制造沥青混凝土之前,应当了解沥青混凝土的各种技术参数,确保其满足规范标准。拌和施工过程中,严格依据配合比落实各种材料的搭配,拌和时间大致为55s,首先干拌10s左右,然后湿拌45s,整个拌和过程应保持连贯,并合理控制拌和温度。通常,沥青拌和温度应当控制在165℃~170℃之间。此外,应及时开展沥青混合料质量检验工作,以免存在材料离析等问题。
从沥青路面应用效果的角度来看,沥青加热影响显著,同时加热效果直接影响混凝土再生路面的整体效果。对于该情况,采用科学的加热方法,依据快推慢进的方式,保证沥青混合料充分加热,避免沥青出现二次老化现象。如果加热过程不充分,在铣刨过程中就会出现集料破损的问题,最终对混凝土级配造成影响[3]。为此,应严格控制沥青混合料的加热温度,定时观察路面实际温度,根据观察结果随时调整。需要注意的是,加热过程中使用的设施设备应严格按照导向逐渐拓展施工宽度,确保两侧横向宽度均等。
摊铺施工是整个工程的关键。该环节必须保证以持续、稳定和缓慢的速度施工,禁止中途停滞。如果摊铺过程中存在混合料离析或者摊铺不平均等问题,需要及时解决。此次施工将混合料松铺系数定为1.2,通常将摊铺行驶速率控制在1.5m/min~4.0m/min。
就地热再生碾压施工大致分为3个流程,分别是初压、复压和终压。初压中,一般使用重量为12t的振动式压路机碾压,碾压遍数为3遍。随后再静压1遍、振压3遍,静压和振压速度应当严格控制在2.0km/h~2.5km/h,且沥青混合料的温度不得低于110℃;终压同样使用12t的振动式压路机碾压3遍,直至路面痕迹消除即可。在整个碾压过程中,应时刻维持再生层表面湿润程度,水分消失过快时需及时加水,并把控好洒水量[4]。
沥青作为高速公路路面重要的铺装形式,凭借噪音低、成本小及稳定性高等优点在公路工程中得到广泛运用。但在行车承载、自然因素等长时间影响下,路面通常在通车不久会出现各类病害,于是如何处治这些病害成为了重点。就地热再生技术作为沥青路面预防性保养施工的关键策略,能够充分提高工程效果,应用再生RAP材料实现了节能、环保的目的。为此,施工企业应加大对就地热再生技术的重视,不断提升就地热再生技术施工水平,规范施工方法及流程,从而提高整体施工效果。