葉友勝
文章從施工前準備、施工中作業、施工后處理三個角度入手,對SMA 路面復拌就地熱再生施工的主要流程進行了分析,并研究了SMA 路面復拌就地熱再生施工的質量控制要點。意在通過文本論述的形式,為SMA 路面復拌就地熱再生施工技術在路橋工程項目建設實踐中的科學運用與推廣發展提供助力,以推動我國基礎設施建設水平的不斷提升。
“SMA”即瀝青瑪蹄脂碎石混合料,是我國公路建設中常用的路面材料之一,其具有粘附性、高溫穩定性、低溫韌性均處于較高水平,可滿足大多數地區的道路施工需求。但受制于目前城市中交通量的持續增長,SMA 路面的投用壽命很難穩定保證,少則3~5年、多則8~10 年,路面就會出現裂縫、沉降等故障問題。此時,采取復拌就地熱再生施工技術,可在恢復路面結構質量的基礎上,實現道路修繕改造成本的顯著降低。基于此,我們有必要對SMA 路面復拌就地熱再生施工質量控制技術展開探究討論。
良好的開端即是成功的一半,做好施工前的全方位準備工作,對保障施工活動順利運行、施工質量符合預期具有重要意義。在SMA 路面復拌就地熱再生施工中,前期準備應包含材料、機械、人員、信息等多個方面。
第一,相關人員應對路面原有瀝青材料的性能質量進行檢驗,并據此進行瀝青原材料、再生混合料、再生劑等材料的合理設計與精準配比,以確保材料符合路面的再生強化需求。第二,復拌就地熱再生技術涉及到加熱、翻松、攤鋪、碾壓、養護等多個環節,因此存在多樣化的機械設備應用需求。所以,在施工活動正式開展之前,必須要保證各類機械設備的按時、保質到位。例如,在某10.48km 的高速公路修繕工程中,相關施工單位準備、運用了以下設備:(1)3 臺型號為維特根HM4500 的加熱機設備,最大加熱功率為1445KW,最長工作寬度為4.5m;(2)1 臺型號為維特根RX4500 的復拌機,最長工作寬度為16.5m;(3)2 臺型號為DD146 的雙驅振動鋼輪壓路機,重量為13t;(4)1 臺型號為XP-261 的膠輪壓路機,重量為30t;(5)1 臺型號為CLQ5100GSS3 的灑水車,容量為8000L。此外,配備有瀝青罐車、自卸車、空壓機、清掃機等機械設備。第三,人員隊伍的專業素養質量、組織管理質量對施工實踐效果存在直接影響。所以,人員準備也應是SMA 路面復拌就地熱再生施工前期準備工作的重要落腳點。一方面,在組建施工隊伍時,應對人員的技能水平、專業素養進行嚴格把關,并做好“項目經理→總工程師→安全部/質檢部/工程部/機物部/財務部/辦公室/實驗室/檔案室→交通安全工作隊/就地熱再生工作隊/路面清掃工作隊/路面放線作業隊/現場測量作業隊”的組織規劃,將施工活動中的各項責任細化到崗、落實到人;另一方面,在施工隊伍組建完成后,應全面做好安全教育、技術規劃、方案設計、圖紙審核等工作,為人員的實踐活動提供依據與導向。第四,精準采集現場信息,也是準備階段的重要工序之一。在此過程中,相關人員應對施工現場及周邊環境進行全面調查,如,氣候條件、交通流量、路面伸縮縫位置、路面結構質量等。第五,為了避免交通與施工的相互影響,應對施工路段實施臨時封閉,并預先發布公告信息,布設出足量、明顯的提示設施。
第一,清掃畫線。在前期準備工作全面落實后,相關人員應采取人工清理或機械清掃的方式,對原路面上方的石塊、垃圾、泥沙等雜物實施充分清理,使路面在正式施工中保持清潔狀態,以免再生混合料受到污染,降低新路面的強度質量。清掃完成后,便可依據工程圖紙與施工方案,進行路面上導向線的繪制,以便為后續施工活動提供出明確引導。第二,路面加熱。這一施工環節主要依托加熱機設備的燃燒產熱裝置,將舊路面的溫度提升至就地熱再生技術的要求水平。通常情況下,為了避免瀝青材料出現二次老化的問題,應將加熱溫度控制在150~180℃的區間內,且加熱深度以5cm 為宜。同時,相關人員在操作機械設備時,應采取勻速的行進控制方式,以確保路面加熱的均勻性。第三,路面翻松。路面翻松環節主要以復拌機為設備工具,其具備自動控制的液壓系統,可實現瀝青材料的充分翻拌,從而達到軟化、活化舊路面的效果。第四,再生劑噴灑。在噴灑再生劑的過程當中,相關人員應堅持“因實制宜”的原則,結合舊路面實際的翻松狀態、瀝青含量,進行再生劑用量的適宜性調節。第五,混合料攪拌。在翻松路面、噴灑再生劑的同時,將預制好的混合料投入到復拌機當中,從而實現新舊瀝青的充分攪拌。在此過程中,應對瀝青溫度進行監測控制,以110~120℃的區間內為宜。第六,攤鋪碾壓。一般來講,復拌機中裝設有熨平機構,可直接進行再生瀝青混合料的攤鋪及預碾壓施工。相關人員在操作機械設備時,應將攤鋪寬度控制在3~5m。在復拌機預碾壓后,即可開展正式的碾壓施工。此時,可采取三段式的碾壓策略,即分三次進行初壓、復壓與終壓,并做好各階段中碾壓幅度、碾壓速度、碾壓面積的合理控制。通常情況下,為了提高路面的密實程度,避免混合料在碾壓過程中發生凝結,應將瀝青路面溫度維持在較高水平。同時,單段碾壓長度可控制在30m 左右。此外,在碾壓施工中,相關人員應對各碾壓段之間的連接縫作出重點關注,盡可能地保證橫接縫、縱接縫均做到高平整度、高密實度,無明顯的分解、離析、凹陷、凸起等負面問題。
在SMA 路面復拌就地熱再生施工活動基本完成后,瀝青路面仍處于較高的溫度水平,且仍存在一定的可塑性。所以,為了避免路面的平整結構受到影響,同時也為了保護車輛、行人的健康安全,應做好瀝青路面的保養工作,并預留出較長的路面冷卻時間。通常情況下,待路面溫度降至45℃以下時,方可開放交通。此外,在條件允許的情況下,若將冷卻時間延長至過夜,即使在路面完全冷卻后再恢復交通,可達到更加穩定的施工效果。

圖1 SMA路面復拌就地熱再生施工的基本流程
在SMA 路面復拌就地熱再生施工技術的實踐過程中,質量控制的要點主要集中在前期準備與中期作業兩個階段。在前期準備階段中,相關人員應做好瀝青混合料的成分及配比設計。其中,粗集料、細集料應分別滿足圖2、圖3 的質量要求。同時,還需在瀝青混合料中添加適量的再生劑,并確保再生劑具備高水平的流變形與適應性,且可實現路面舊瀝青材料的充分溶解,以促進新舊瀝青在攪拌中的充分混合,提高路面整體的強度、韌性等各項指標。由于SMA 路面與人們的日常生活密切相關。所以還需保證瀝青原料、粗集料、細集料以及再生劑的無毒無害。在此基礎上,依照《公路瀝青路面再生技術規范》《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》等規范標準,進行混合料配合比的科學設計,并在120~140℃的條件下進行拌和試驗,以進一步獲取最佳的配合比方案;在中期作業階段中,相關人員應對SMA 路面加熱的溫度實施科學控制,最高溫度不應超出195℃,最低鋪前溫度不應低于100℃,最低攤鋪溫度不應低于145℃。此外,在路面翻松、攤鋪、碾壓等環節中,均應做好SMA 路面平整度的監測工作,嚴格保證路面整體的橫向、縱向平齊完整,結構一體,既有助于保障居民交通出行的穩定安全,也有助于實現路面所受應力的均勻分散。

圖2 粗集料的質量要求

圖3 細集料的質量要求
總而言之,將就地熱再生技術應用到SMA 路面的修繕改造施工中,可顯著改善舊瀝青面層的開裂、破損等問題,并將路面的材料強度、結構平整度提升至更高水平。在施工實踐中,相關人員應堅持全程化、全面化的控制原則,為施工前、中、后期各環節的完工質量提供有力保障。