小草湖至托克遜段就地?zé)嵩偕囖H處理研究

劉 偉

1 工程概況

小草湖—托克遜一級(jí)公路全長51.40 km，于2005年全線建成通車;其中小草湖至托克遜縣城段(k3+000～k38+400)段位于托克遜縣境內(nèi)，為整體式路基，一級(jí)公路，2000年8月開工建設(shè)，2003年9月建成通車，路基寬度為25.5 m，路面結(jié)構(gòu)采用4 cm中粒式瀝青混凝土+6 cm粗粒式瀝青混凝土+20(30)cm水泥穩(wěn)定砂礫+天然砂礫。

隨著公路沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通量的不斷增長，現(xiàn)有公路路面出現(xiàn)不同程度的病害。

2 路況調(diào)查

路況調(diào)查表明，全線路基整體穩(wěn)定，強(qiáng)度高，使用狀況良好。

對(duì)現(xiàn)有公路路面進(jìn)行了彎沉檢測，計(jì)算結(jié)果表明，老路路面PSSI均為80分以上，公路狀況評(píng)定等級(jí)為“優(yōu)”和“良”，說明老路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均較高。

現(xiàn)有公路路面主要病害集中在路面表面層，主要是橫向裂縫、縱向裂縫、車轍、龜裂、網(wǎng)裂、松散，部分路段出現(xiàn)車轍。現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，車轍只出現(xiàn)在行車道且左幅路面車轍路段多且嚴(yán)重。

通過現(xiàn)場調(diào)查，確定需要治理的路段見表1。

3 技術(shù)方案

3.1 試驗(yàn)分析

1)原路面瀝青混合料的抽提、篩分試驗(yàn)。

現(xiàn)場取原路面材料進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，瀝青混合料的抽提、篩分的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，瀝青含量和級(jí)配都比較正常。

表1 車轍路段一覽表

2)取芯分析。

在左幅Zk11+000和Zk18+000兩個(gè)橫斷面處分別取芯，在每個(gè)橫斷面的波峰和波谷處分別取芯，如圖1和圖2所示。

從以上芯樣來看，芯樣均完整取出，瀝青層層間粘結(jié)狀況良好，取芯后用手摸芯孔底部，發(fā)現(xiàn)基層無松散現(xiàn)象，說明路面基層完好。從芯樣還可看出，車轍變形主要發(fā)生在上面層，說明下面層比較穩(wěn)定。

現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)路段的車轍深度小于4 cm，很多車轍路面波峰處基本沒有隆起的現(xiàn)象，說明車轍是在路面后期使用過程中經(jīng)二次壓密形成的。

圖1 Zk11+000處芯樣

圖2 Zk18+000處芯樣

綜合以上分析，初步判斷車轍產(chǎn)生的原因主要是重車荷載的作用，此外，持續(xù)高溫也是一個(gè)重要原因。3)瀝青回收試驗(yàn)、再生劑及熱瀝青添加試驗(yàn)。回收原路面材料的瀝青，并對(duì)回收瀝青摻加3%和5%再生劑后的三大指標(biāo)試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 回收瀝青的再生劑添加量試驗(yàn)結(jié)果

可以看出，原路面混合料級(jí)配在規(guī)范范圍內(nèi)，添加3%再生劑后，原路面瀝青性能恢復(fù)較好，因此再生劑添加比例確定為原路面材料瀝青含量的3%。

3.2 技術(shù)方案

針對(duì)行車道的車轍路段，采用整形就地?zé)嵩偕に囘M(jìn)行處理，熱再生施工后路面標(biāo)高不變。

所謂整形再生，就是采用就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組加熱路面、添加再生劑，耙松、拌和、再生混合料熨平，同時(shí)將少量新瀝青混合料直接攤鋪于再生混合料之上，兩層一次壓實(shí)成型。工藝如圖3所示。

圖3 整形就地?zé)嵩偕┕すに囀疽鈭D

車轍小于4 cm的路段，熱再生上面層4 cm，噴灑再生劑，添加少量新料，兩層一次碾壓成型。車轍深度大于4 cm的路段，熱再生需要做兩次，第一次加熱、耙松，整平，不加新料，碾壓，第二次加熱、耙松，添加新料，一次碾壓成型。

左幅k10+800～k11+300段路面車轍大于4 cm，需要做2次熱再生，長500 m，寬4 m，面積2 000 m2。其余路段只做1次熱再生。

熱再生施工中添加新料為AC－16瀝青混凝土，采用SBS改性瀝青碎石(玄武巖)或普通瀝青碎石。同時(shí)新料中添加4‰的抗車轍劑。

再生劑添加比例為原路面上面層材料瀝青含量的3%，施工時(shí)需要根據(jù)原路面瀝青老化程度進(jìn)行調(diào)整。

4 熱再生施工

整形熱再生各施工工序的具體要求如下。

4.1 路面清潔

在施工前，應(yīng)封閉將要施工的車道，進(jìn)行交通控制，對(duì)施工路面進(jìn)行徹底清潔。

4.2 定施工基準(zhǔn)線

施工時(shí)，為了保證路面邊界順直，施工前要定，即再生設(shè)備行走基準(zhǔn)線。

施工基準(zhǔn)線可按高速公路的現(xiàn)有標(biāo)線作為參考基準(zhǔn)，用石筆劃出，并且要明顯、順直，保證設(shè)備操作手易于觀察和控制。

4.3 將車輛就位，進(jìn)行施工準(zhǔn)備

施工開始前，按施工工藝要求順序?qū)⑹┕ぼ囕v安排就位，然后對(duì)再生機(jī)械進(jìn)行預(yù)熱、點(diǎn)燃長明火。同時(shí)，駕駛員將車輛行走基準(zhǔn)標(biāo)桿定好，此時(shí)一切準(zhǔn)備工作必須就緒，待準(zhǔn)備工作全面完成后，報(bào)告現(xiàn)場負(fù)責(zé)人。

4.4 加熱作業(yè)

所有準(zhǔn)備工作全面完成后，即可開始進(jìn)行施工。加熱設(shè)備采用熱輻射加熱，施工階段應(yīng)嚴(yán)格控制加熱溫度，防止舊瀝青過熱焦化，施工開始后所有加熱設(shè)備依次前進(jìn)。

所有加熱墻點(diǎn)燃后，輔助人員必須確認(rèn)加熱墻處于正常工作狀態(tài)，并經(jīng)常對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行觀察、檢查。同時(shí)，車輛前進(jìn)時(shí)，輔助人員要隨時(shí)檢查并提醒駕駛員，車輛的行駛導(dǎo)桿必須沿標(biāo)線行駛，中途不得隨意變換方向和改變速度。

待準(zhǔn)備工作全面就緒后，就地?zé)嵩偕盗袡C(jī)組開始進(jìn)行工作，在加熱過程中嚴(yán)格控制加熱工藝，各加熱車輛均需按照統(tǒng)一設(shè)定的施工速度勻速行進(jìn)，并盡可能縮短各車輛之間的間距。同時(shí)，為避免熱量的過多散失，在車輛底部和車輛之間空隙加裝保溫板，通過以上措施保證加熱的溫度、深度符合施工控制要求。

4.5 再生劑噴灑

再生劑的噴灑量應(yīng)根據(jù)老路路面瀝青材料的試驗(yàn)檢測結(jié)果，以再生混合料性能恢復(fù)到合適為依據(jù)，并參考瀝青指標(biāo)的恢復(fù)情況，對(duì)路面進(jìn)行再生劑的噴灑，噴灑的劑量根據(jù)再生混合料配合比設(shè)計(jì)用量確定。

開工前應(yīng)對(duì)噴灑系統(tǒng)進(jìn)行檢查和標(biāo)定，噴灑要均勻，用量準(zhǔn)確。施工時(shí)注意路面變化，及時(shí)對(duì)再生劑的用量進(jìn)行微調(diào)。

4.6 原路面耙松

耙松裝置為液壓氣動(dòng)復(fù)合式疏松耙，對(duì)已經(jīng)過充分加熱、均勻噴灑過再生劑的路面，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)，勻速將原路面均勻耙松。施工前，操作人員需調(diào)整好疏松耙的氣壓，以保證施工寬度和深度符合施工控制要求。以這種方式耙松路面，不會(huì)打碎集石料，從而不會(huì)改變?cè)访婊旌狭系募?jí)配。

在耙松過程中，應(yīng)每200 m進(jìn)行再生深度的檢查(采用插尺法)，使深度波動(dòng)范圍控制在±0.5 cm之內(nèi)。

4.7 再生作業(yè)

耙松后的路面通過再生設(shè)備自帶的熨平板、前導(dǎo)板對(duì)耙松的路面材料進(jìn)行初步整形。尤其是希望通過熱再生施工工藝來處治具有車轍的路面病害時(shí)，該導(dǎo)料板會(huì)將車轍擁起到波峰的瀝青混合料推回到車轍帶的波谷。同時(shí)配合人工對(duì)接縫處的混合料進(jìn)行修正，以保證再生設(shè)備(公路王)后跟隨攤鋪機(jī)的攤鋪效果。

4.8 攤鋪及碾壓作業(yè)

整形就地?zé)嵩偕┕すに囆枰谠偕鷮拥谋砻鏀備佉粚由倭啃聻r青混合料，其攤鋪工藝與一般新建路面的上面層攤鋪工藝基本相同。加鋪層瀝青混合料攤鋪后，與下面的熱再生層兩層結(jié)構(gòu)共同進(jìn)行碾壓，由于瀝青混合料中集料的相互擠嵌作用，從而達(dá)到層間熱粘結(jié)的效果，使之成為一個(gè)整體，提高路面的處治質(zhì)量。

再生瀝青混合料的施工溫度比新拌瀝青混合料的施工溫度稍低，但基于再生瀝青混合料的特性，一般情況下可以滿足壓實(shí)的要求。施工中可以通過調(diào)整機(jī)具組合、壓實(shí)遍數(shù)、速度等方式來調(diào)整壓實(shí)效果。

碾壓前，要對(duì)邊上散落的混合料進(jìn)行清掃，碾壓按初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段進(jìn)行。碾壓時(shí)，采取先兩側(cè)后中央，先靜壓后振動(dòng)，先慢后塊，低振幅高頻率碾壓的原則，先壓左右兩側(cè)縱向接縫，使接縫密實(shí)平順。

4.9 開放交通

就地?zé)嵩偕┕ね瓿桑访鏈囟认陆档?0℃后即可開放交通。

5 工藝特點(diǎn)

就地?zé)嵩偕に嚲哂惺┕r(shí)間短、效率高等以下特點(diǎn):

1)施工工藝簡單，迅速方便快捷，施工后的路面即可作為新路面使用。

2)實(shí)現(xiàn)100%舊路面材料原價(jià)值再利用，符合資源循環(huán)利用的原則。

3)瀝青面層之間為熱粘結(jié)，使之成為一個(gè)整體，提高了路面維修質(zhì)量，施工接縫為熱接縫，避免了冷接縫由于雨水深入而發(fā)生的路面破壞。

4)對(duì)交通和周邊環(huán)境的影響少，無環(huán)境污染，便于自動(dòng)控制和連續(xù)生產(chǎn)。

6 結(jié)束語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)公路出行的服務(wù)水平需求越來越高，不僅要求能夠安全順暢地到達(dá)目的地，而且還要求更高的舒適性。在已建成使用的公路中，由于受當(dāng)時(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)水平和建設(shè)思想的制約，相當(dāng)一部分已不能適應(yīng)交通量迅速增長和社會(huì)發(fā)展的要求，有的還出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的路面病害。采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)路面病害進(jìn)行處治，充分利用舊瀝青混合料，不僅符合資源循環(huán)利用的原則，而且節(jié)約了大量的人力、物力和財(cái)力，還能夠產(chǎn)生良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］JTG F41－2008，公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JTG D50－2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］JTG F40－2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.