高速公路路面養(yǎng)護(hù)就地?zé)嵩偕に噾?yīng)用分析

文/漆冬

1 前言

在高速公路路面工程養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域中，就地?zé)嵩偕夹g(shù)作為常用的一種技術(shù)策略，能夠在綜合利用原有路面材料的基礎(chǔ)上，通過(guò)加熱的方式將原有材料配合新材料融合之后進(jìn)行路面的攤鋪處理。由于該施工技術(shù)具備環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)，因此得到了廣泛地應(yīng)用。

2 瀝青就地?zé)嵩偕夹g(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)于損壞瀝青路面材料的再利用研究在1970年左右就開(kāi)始了，并且取得了比較大的成就，可以全面地將舊瀝青材料應(yīng)用到公路養(yǎng)護(hù)工作中，發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高施工的速度和質(zhì)量。到1980年左右，我國(guó)科學(xué)家也投入了相關(guān)研究，展開(kāi)損壞瀝青材料的再利用研究，但是成果相對(duì)較差，所以該項(xiàng)目的研究一直處于停滯的狀態(tài)，不被人們重視。直到21世紀(jì)之后，我國(guó)開(kāi)始重視該技術(shù)的研發(fā)，并且逐步取得了一系列成就。比如，2003年，江蘇某路橋公司引入了先進(jìn)的熱再生技術(shù)，購(gòu)入一套可以實(shí)現(xiàn)瀝青材料再利用、再生產(chǎn)的機(jī)組，并將其不斷地應(yīng)用到瀝青路面的養(yǎng)護(hù)管理中。結(jié)合當(dāng)前的應(yīng)用實(shí)際情況展開(kāi)分析，該技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用取得了一定的成就，經(jīng)過(guò)不斷地經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和分析，技術(shù)逐漸成熟，發(fā)揮出了該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了高速公路養(yǎng)護(hù)工作順利實(shí)施，提高了資源利用率[1]。

3 瀝青再生的工作原理分析

瀝青在長(zhǎng)期的使用中，容易發(fā)生老化問(wèn)題，這是因?yàn)槠渲袃?nèi)部的某些材料組分發(fā)生了遷移變化，如果在這些老化的瀝青中加入一定量的再生劑材料，就會(huì)讓瀝青材料的組分恢復(fù)正常水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)瀝青再生的過(guò)程。因此，瀝青再生技術(shù)是具備可行性的。結(jié)合瀝青生產(chǎn)的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)，在老化瀝青中加入低黏度的油料、適當(dāng)黏度的新瀝青材料或者其他類(lèi)型的再生劑，進(jìn)行必要的調(diào)配處理，可以恢復(fù)瀝青材料的基本性能，滿(mǎn)足瀝青材料使用需要，同時(shí)也能夠達(dá)到公路運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，保證路面運(yùn)行的水平滿(mǎn)足要求。而對(duì)于瀝青老化的相容性而言，通常認(rèn)為瀝青老化是因?yàn)闉r青結(jié)構(gòu)的溶質(zhì)以及溶劑失去參數(shù)平衡而導(dǎo)致的，如果增加再生劑就會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的參數(shù)達(dá)到原有的范圍要求，所以在進(jìn)行相關(guān)處理的階段中，工作人員需要綜合選擇再生劑，保證再生劑的應(yīng)用能夠達(dá)到材料再生的需要。如此才能夠?qū)崿F(xiàn)資源的重新分配與達(dá)到改善瀝青使用性能的效果，這兩種理論是不存在沖突問(wèn)題的，是相互相補(bǔ)的。所以在進(jìn)行瀝青再生工作開(kāi)展時(shí)，需要綜合實(shí)際對(duì)技術(shù)的應(yīng)用方式進(jìn)行選擇，如此才能夠保證路面養(yǎng)護(hù)工程的質(zhì)量滿(mǎn)足實(shí)際需要[2]。

4 工程概況

某高速公路在2005年建設(shè)投入通行運(yùn)營(yíng)后，經(jīng)過(guò)多年的使用，車(chē)輛荷載、自然環(huán)境侵蝕等因素的連續(xù)作用，造成路面表層存在嚴(yán)重的車(chē)轍、裂縫、坑槽等病害問(wèn)題。經(jīng)過(guò)查詢(xún)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該路面的表層應(yīng)用的是半剛性瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式，其中路面結(jié)構(gòu)應(yīng)用的是SBS 瀝青混凝土材料，已經(jīng)有大幅嚴(yán)重?fù)p壞情況，要及時(shí)做出改進(jìn)和處理。

5 就地?zé)嵩偕夹g(shù)和工藝

5.1 再生混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)

就地?zé)嵩偕鸀r青混合料的級(jí)配容易受到原瀝青路面級(jí)配的干擾和影響，所以要綜合分析和研究之后再確定。對(duì)于該項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，加入新瀝青材料的比例為10%～15%，以保證瀝青路面的級(jí)配以及油石比符合要求，加入必要的外加劑，嚴(yán)格控制外加劑的比例，保證混合料的性能符合工程的要求，達(dá)到公路路面的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，切實(shí)提升公路運(yùn)行質(zhì)量水平。

結(jié)合目前該項(xiàng)目的實(shí)際情況，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)路段的采樣處理，然后分析材料的級(jí)配、油石比等參數(shù)，結(jié)合瀝青材料的目標(biāo)級(jí)配參數(shù)確定新材料的加入比例，保證達(dá)到級(jí)配性能的要求，本次工程項(xiàng)目的再生瀝青混合料的目標(biāo)級(jí)配為AC-13，然后加入15%的新材料以達(dá)到路面級(jí)配的改善需要，保證公路工程的質(zhì)量合格，不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變質(zhì)等問(wèn)題[3]。

5.2 再生劑應(yīng)用中加入量的分析

應(yīng)該在合適的位置上進(jìn)行瀝青舊路面的采樣，保證其反映出公路路面的結(jié)構(gòu)特性，一般取樣的深度為4cm。當(dāng)樣品在現(xiàn)場(chǎng)提取之后，需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行全面的分析和檢查，主要是進(jìn)行延度、軟化點(diǎn)、針入度等方面參數(shù)的檢測(cè)，查詢(xún)相關(guān)的技術(shù)材料，對(duì)比技術(shù)參數(shù)，了解瀝青路面的老化程度，為瀝青路面的性能提升起到一定的促進(jìn)作用。

加入一定比例的再生劑，然后進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)，確定瀝青材料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，如果不能符合工程的使用要求，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整，反復(fù)試驗(yàn)最終確定合適的加入比例。

材料檢測(cè)性能合格后，要確定相應(yīng)的比例參數(shù)，然后明確相應(yīng)配比參數(shù)，并且實(shí)施再生處理，實(shí)施材料的馬氏試驗(yàn)，全面了解各項(xiàng)材料的性能和技術(shù)參數(shù)，以滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 添加用新瀝青混合料

按照本次工程的實(shí)際情況要求，在該項(xiàng)目中確定使用復(fù)拌型熱再生施工工藝處理面層結(jié)構(gòu)，加入材料的類(lèi)型為AC-13 型，油石比為4.7%，新加入的瀝青材料為15%。經(jīng)過(guò)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的檢測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)所有技術(shù)指標(biāo)都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范的要求，完全滿(mǎn)足工程質(zhì)量的要求，最后將配制好的材料應(yīng)用到工程中，以達(dá)到工程運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

5.4 對(duì)原路面加熱

首先將原有路面結(jié)構(gòu)全面清理干凈，并且應(yīng)用加熱機(jī)進(jìn)行加熱處理，需要綜合分析機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，要考慮到氣候環(huán)境、自然條件等要素，了解所有影響因素，讓加熱溫度符合要求，達(dá)到最佳溫度標(biāo)準(zhǔn)。

加熱作業(yè)中，該工程項(xiàng)目應(yīng)用的是兩臺(tái)LRJ-1型瀝青路面熱再生加熱機(jī)以滿(mǎn)足項(xiàng)目需要，一般來(lái)說(shuō)該設(shè)備的工作速度為1～4m/min，經(jīng)過(guò)全部加熱處理后，路面的溫度達(dá)到150～170℃，一般加熱的深度為4cm 且路面溫度不能超過(guò)170℃[4]。

5.5 加熱銑刨及再生劑的添加

在路面加熱的溫度完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求后，再應(yīng)用LRB－1 型路面熱再生加熱銑刨機(jī)進(jìn)行路面整體結(jié)構(gòu)的處理。這些路面的表面并未存在嚴(yán)重的病害問(wèn)題，可以適當(dāng)減小處理的深度尺寸，以不會(huì)損壞整個(gè)路面結(jié)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)。如果舊路面的上下結(jié)構(gòu)的連接部位性能較差，有松散的問(wèn)題存在，需要及時(shí)做好清理處理，并且減慢施工速度。同時(shí)，對(duì)于加熱的位置實(shí)施全面的加熱處理，保證其與原路面有效結(jié)合，促進(jìn)整體結(jié)合性能的提升。

按照路面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求選擇合適的再生劑的加入比例，以本次工程來(lái)說(shuō)，其再生劑的加入量為6%、8%、10%。該參數(shù)的設(shè)定對(duì)于混凝土應(yīng)用量有著直接的影響，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)選擇最佳的設(shè)備以滿(mǎn)足施工的要求[5]。加熱復(fù)拌機(jī)的料斗內(nèi)需要加入15%的新瀝青材料，經(jīng)過(guò)全面的拌和處理傳輸?shù)綌備仚C(jī)的料斗內(nèi)，確保材料的溫度達(dá)到135～165℃。

5.6 再生混合料的攤鋪

該工程中，要確定合適的松鋪系數(shù)。在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)開(kāi)始之前，把熨平板調(diào)整到最佳的位置，讓各個(gè)位置上的傳感器都能夠穩(wěn)定地運(yùn)行，符合要求后才能開(kāi)展攤鋪施工，這樣可以按照施工工序和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

5.7 再生混合料的碾壓

初壓施工使用12t 雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，關(guān)閉振動(dòng)功能；復(fù)壓采用的是20t 輪胎壓路機(jī)設(shè)備，開(kāi)啟振動(dòng)功能，碾壓遍數(shù)為4 遍；終壓使用的是12t 雙鋼輪壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)為2 遍。為了防止出現(xiàn)黏輪的問(wèn)題，在碾壓作業(yè)前需要在鋼輪表面涂刷一層肥皂水，不要使用油料，否則將會(huì)污染路面材料。需要注意的是，在碾壓施工操作的階段中需要綜合實(shí)際情況對(duì)碾壓的過(guò)程進(jìn)行控制。如果發(fā)現(xiàn)碾壓強(qiáng)度不足則需要進(jìn)行重復(fù)碾壓，以保證碾壓參數(shù)達(dá)到實(shí)際要求為止。

6 結(jié)語(yǔ)

瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高，通過(guò)使用先進(jìn)的瀝青路面施工材料，充分利用舊瀝青路面材料，不僅能提高材料的利用率，防止發(fā)生環(huán)境污染的問(wèn)題，而且可以提高現(xiàn)場(chǎng)施工速度和質(zhì)量，不會(huì)影響交通運(yùn)行的質(zhì)量，保證交通快速恢復(fù)通行。從本次研究分析可以發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)較之傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，可以節(jié)約瀝青材料約50%左右，人工成本降低50%以上，施工效率較高，工期縮短大約40%。因此，需要全面推廣和應(yīng)用就地?zé)嵩偕に嚕蕴岣吒咚俟佛B(yǎng)護(hù)效果和水平。