高俊峰
摘 要:伴隨社會經濟的高速發展,早期修建的大量公路工程逐步進入大中修階段,將產生大量廢舊瀝青混合料,此時,選用廠拌冷再生施工技術,可充分利用廢舊瀝青材料,降低成本,提高施工效果。為此,本文結合具體案例,對廠拌冷再生養護施工技術要點進行了分析與探討。
關鍵詞:廠拌冷再生;工程概況;技術要點
1 工程概況
某公路工程通車運營時間較長,隨著交通量的逐年增長,部分路面尤其是第二、第三主車道路面病害較嚴重,路面結構性和功能出現較大程度損壞,道路通行能力受到較大限制。為了改善和提升公路行駛服務質量,提高路網通行能力,更好地服務于經濟社會的發展,對該公路進行維修改造。通過調查分析可知,路面病害原因如下:
第一,路面結構不合理。受建設環境與設計等因素的影響,本項目的瀝青面層偏薄,屬于典型的“強基薄面”,導致瀝青面層抵抗基層反射裂縫的能力減弱,加速反射裂縫發展至面層表面;另外,其下面層采用6 cm AC-25Ⅰ,結構層厚度與材料公稱粒徑不匹配,易產生離析。
第二,使用年限影響。該路段竣工通車已超過10年,瀝青面層材料在行車荷載的反復作用下已接近疲勞極限,材料逐漸老化,抵抗裂縫的能力逐年降低。隨著使用年限的增加,路面整體性能不斷衰退,導致路面病害逐漸發展并惡化。
第三,水損害問題。該路段所在地區年降雨量大,雨季時間長,年平均降雨量為1 720 mm;且因“強基薄面”的路面結構,反射裂縫較多,在行車荷載及動水壓力反復作用下路面出現各種病害。
2 冷再生混合料配合比設計及性能分析
2.1 配合比設計
(1)最佳含水量。在冷再生混合料級配設計中,以舊料作為普通集料,通過舊料篩分結果可知,細料含量過低,0.075 mm以下基本無料,基于此,需適當摻加細料進行級配調整。為獲取最佳含水量,需做室內土工擊實試驗,要求制作5組含水量不同的再生混合料,乳化瀝青、水泥用量不變,若以礦料質量為準,乳化瀝青用量為其4.0%,水泥用量為其2.0%。通過干密度與含水量關系曲線可獲取最大干密度、最佳含水量,檢測結果表明,當4.0%乳化瀝青用量的情況下,6.5%為最佳含水量。
(2)最佳乳化瀝青用量。乳化瀝青用量可通過劈裂強度、浸水劈裂試驗進行確定,以馬歇爾穩定度為生產配合比依據。若以2.0%為水泥用量,6.5%為最佳含水量,那么,乳化瀝青用量可設為5類,即4%、4.5%、5%、5.5%、6%,從中求取最佳值。通過試驗結果可知,5.0%為15℃下劈裂強度、浸水劈裂強度的最佳乳化瀝青用量。
(3)最佳配合比。經上述試驗可知,乳化瀝青冷再生混合料的配合比為RAP:9.5 mm~19 mm:0 mm~4.75 mm:水泥:用水量:乳化瀝青=70:10:20:3:6.5:5。
2.2 路用性能分析
(1)水穩定性。一般通過凍融劈裂試驗進行水穩定性評價,根據要求試驗結果表明,在總含水量(6.5%)相同的情況下,①當乳化瀝青用量為4.5%時,干劈裂強度為0.52 MPa,
凍融劈裂強度為0.35 MPa,劈裂強度比為67.3%;②當乳化瀝青用量為5.0%時,干劈裂強度為0.55 MPa,凍融劈裂強度為0.41 MPa,劈裂強度比為74.5%;③當乳化瀝青用量為5.5%時,干劈裂強度為0.49 MPa,凍融劈裂強度為0.34 MPa,
劈裂強度比為69.3%。由此可見,在乳化瀝青用量為5%時,試件的干劈裂強度、劈裂強度最大,可滿足施工規范要求。
(2)高溫穩定性。高溫性能試驗時,在試件制備過程中可選擇2%、2.5%、3%水泥含量,動穩定度測定結果為:①水泥用量為2%時,動穩定度為9 860次/mm;②水泥用量為2.5%時,動穩定度為10 589次/mm;③水泥用量為3%時,動穩定度為13 870次/mm。由此可見,伴隨水泥用量的不斷增多,乳化瀝青冷再生混合料的動穩定度也將隨之增加,從而有效提升混合料的高溫抗變形能力。
3 路面工程廠拌冷再生施工技術要點
3.1 施工準備
(1)施工機械配備。在施工前,需要配備齊全主要施工機械,其中包括冷再生機、瀝青罐車攤鋪機、壓實設備、灑水車以及拌和設備等,施工人員要及時做好施工機械的調試和保養,避免在施工中出現機械故障影響正常施工。其中,壓實設備包括雙鋼輪壓路機、振動壓路機、膠輪壓路機,施工人員要在不同的施工環節選擇合適的壓實設備。
(2)基礎工作準備。施工前,施工人員需要前往現場實地勘察周圍情況,并制定出詳細的施工計劃,對每天需要再生路面的長度和工時進行明確。在施工前一周,要將警示牌設置在施工路段,對道路交通進行封閉,施工過程中嚴禁任何車輛和行人通過再生路段。
(3)人員技術籌備。在施工前,施工單位需要對原材料進行抽檢和試驗,并詳細記錄好相關數據,對于不符合施工要求的材料要及時運出施工場地。同時加強對施工人員的管理和培訓,使施工人員能夠嚴格掌握施工規范流程,并由管理人員向他們進行技術交底,全面分析施工過程中的關鍵技術、安全隱患以及重點環節,防止出現各類違規操作情況,進一步提高公路施工質量。
3.2 混合料拌和
根據施工要求,采用專用乳化瀝青冷再生廠拌設備拌和混合料,400 t/h為拌和能力。施工現場指派專人檢測料堆、皮帶傳輸機等處的材料情況,及時清除超粒徑材料或泥塊,同時,保證冷料倉不會產生串倉情況。按照配合比對各規格材料進行準確計量,在規定范圍內合理控制誤差。拌和過程中,應保證拌和均勻,不會產生離析、花白等現象。
3.3 混合料運輸
一般可采自卸車運送混合料,根據工程要求,本工程采用45 t自卸車。裝料前,需詳細檢查車廂,確保其干凈、無雜物,隨后將一層隔離油涂抹到車廂內部,避免混合料粘黏車廂,運輸過程中,為避免水分、熱量流失過快,可將篷布覆蓋于車頂。
3.4 混合料攤鋪
攤鋪前,要清理干凈水穩層,并將一層乳化瀝青均勻噴灑其上。若遇到裂縫,可通過抗裂貼進行處治。按照施工具體情況,可在3.8 m左右控制攤鋪寬度,1.35為松鋪系數,攤鋪速度則需控制2.0 m/min~3.0 m/min之間。整個攤鋪施工,需與設計要求核對,保證各攤鋪厚度等參數滿足規定。若混合料出現離析問題,需及時針對此類問題進行修補,及時處理。此外,要嚴控攤鋪中斷次數,若必須停頓,則時間不得超過5 min。同時不允許任意轉變行駛速度,或急轉彎、掉頭等,確保施工攤鋪質量。
3.5 混合料碾壓
碾壓施工一般分3階段完成,本工程采用雙鋼輪壓路機組合輪胎壓路機的方式進行碾壓施工。(1)初壓時,緊隨攤鋪機后面,通過雙鋼輪壓路機先進行1遍靜壓施工,隨后進行3~6遍振動壓實,碾壓速度控制在2.5 km/h~3.5 km/h之間。(2)復壓時,完成初壓后需及時進行復壓,可采用輪胎壓路機進行多遍不間斷揉壓,遍數可控制在6~10遍,行駛速度控制在3 km/h~4 km/h,直到路面明顯輪跡基本消除,路面平整。(3)終壓時,采用雙鋼輪壓路機進行3~4遍碾壓即可,行駛速度控制在4 km/h~5 km/h,以此起到收面作用。
4 結束語
總之,公路交通建設作為我國重要的基礎性國民經濟產業,能夠降低運輸成本、縮短運輸時間、帶動沿線產業發展,在促進經濟發展上發揮著積極的作用。據不完全統計,我國90%以上的高等級公路均采用瀝青路面結構,瀝青作為路面施工的主要材料,在我國公路建設規模持續擴大的過程中,需求量也越來越高。同時,伴隨社會經濟的高速發展,早期修建的大量公路工程逐步進入大中修階段,將產生大量廢舊瀝青混合料,此時,選用廠拌冷再生施工技術,可充分利用廢舊瀝青材料,降低成本,提高施工效果。
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