就地?zé)嵩偕夹g(shù)在瀝青公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用研究

劉亞明 （太原市城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中心，山西 太原 030000）

近年來(lái)，我國(guó)道路基礎(chǔ)工程建設(shè)已經(jīng)取得極大成果，大部分已完成建設(shè)工作的瀝青公路也進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，同時(shí)公路建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄瀝青混合料大量堆積，不僅會(huì)造成大量資源浪費(fèi)，也會(huì)對(duì)周邊自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p害。為此，如何對(duì)瀝青混合料進(jìn)行循環(huán)利用已經(jīng)成為當(dāng)前科研界內(nèi)重點(diǎn)研究的課題。國(guó)家也對(duì)相關(guān)問(wèn)題投入巨大關(guān)注，根據(jù)中央政府發(fā)布的文件要求，公路廢舊路面材料回收率與循環(huán)利用率應(yīng)分別達(dá)到100%以及95%。由此，就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)運(yùn)而生，從大量實(shí)踐案例可知，該技術(shù)可以有效實(shí)現(xiàn)修復(fù)路面病害，同時(shí)可以切實(shí)提升資源利用率，因此對(duì)該技術(shù)應(yīng)用措施的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程案例概述

為詳細(xì)闡明就地?zé)嵩偕夹g(shù)在瀝青公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用措施，本文選取某地區(qū)高速公路養(yǎng)護(hù)工程為案例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。案例工程設(shè)計(jì)全長(zhǎng)約為70km，1992年正式通車，公路初始設(shè)計(jì)為雙向四車道水泥混凝土路面，2001年，當(dāng)?shù)卣畬?duì)其進(jìn)行“黑色化”改造，使其成為瀝青路面。現(xiàn)階段，該公路路面結(jié)構(gòu)為4cm厚SUP-12.5瀝青混凝土+6cm厚AC-20瀝青混凝土+2.5cm厚STRATA應(yīng)力吸收層+24cm厚混凝土板。改造工作完成后公路再次運(yùn)營(yíng)19年。從該路段車輛行駛狀況分析，該路段交通量達(dá)到17640輛/日，其中貨運(yùn)車輛占比達(dá)到18.3%，貨車類型以重載車型為主。

2 就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)

2.1 案例工程路面多發(fā)病害

從實(shí)際情況分析，案例工程在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要承受極大的車輛荷載，因此車轍、裂縫、局部坑槽等是其多發(fā)病害。

其中，車轍病害主要集中在車輛行駛輪跡帶區(qū)域，從實(shí)際調(diào)查結(jié)果分析，此類病害較為嚴(yán)重，呈現(xiàn)出網(wǎng)裂、龜裂情況。在以往養(yǎng)護(hù)工程中，施工單位對(duì)其進(jìn)行取芯調(diào)查，結(jié)果表明，公路輪跡帶車轍處裂縫主要貫穿于路面上層。導(dǎo)致這種情況的主要原因在于路面受車輛荷載產(chǎn)生的壓應(yīng)力與剪應(yīng)力作用，瀝青上層面材料老化進(jìn)而被破壞，導(dǎo)致車轍問(wèn)題。

路面裂縫問(wèn)題主要集中在混凝土板搭接處，施工單位在養(yǎng)護(hù)作業(yè)開(kāi)始前對(duì)其進(jìn)行取芯調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，裂縫貫穿整個(gè)瀝青面層。這種情況表明，路面裂縫的產(chǎn)生原因主要為混凝土板搭接、開(kāi)裂，在反復(fù)行駛荷載作用下產(chǎn)生的疲勞裂縫。施工單位同樣對(duì)局部坑槽的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因在于混凝土板破損。裂縫及局部坑槽養(yǎng)護(hù)修復(fù)方式具備一定相似性，均需對(duì)病害部分進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，對(duì)下承層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理并進(jìn)行抗裂處置操作，以實(shí)現(xiàn)恢復(fù)其瀝青結(jié)構(gòu)層的目的。針對(duì)病害部分進(jìn)行開(kāi)挖及后續(xù)處理的優(yōu)勢(shì)在于可以有效降低銑刨及重鋪工作量。

2.2 就地?zé)嵩偕に囘x擇

施工單位在實(shí)際養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，結(jié)合各方面因素決定采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)病害部分進(jìn)行處理。通過(guò)利用該技術(shù)對(duì)工程路段上層瀝青材料進(jìn)行處理，可以有效恢復(fù)施工路段上層瀝青材料的使用性能，同時(shí)對(duì)路面進(jìn)行平整處理[1]。從施工工藝角度劃分，就地?zé)嵩偕に嚳煞譃閺?fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)及加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)兩種。

2.2.1 復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)

該工藝在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要借助大型機(jī)械設(shè)備，首先利用熱再生機(jī)組中的加熱設(shè)備對(duì)路面進(jìn)行充分加熱，隨后利用再生設(shè)備對(duì)路面瀝青材料進(jìn)行翻松以及添加再生劑處理，并充分收集舊材料使其形成細(xì)長(zhǎng)料帶[2]，再通過(guò)新瀝青材料添加設(shè)備對(duì)已搜集舊料材料袋基礎(chǔ)上混入新瀝青材料，并統(tǒng)一通過(guò)提升機(jī)置入到拌合缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)充分拌和處理后，利用攤鋪機(jī)、壓路機(jī)將混合材料鋪設(shè)至路面之上。

2.2.2 加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)

該工藝在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中同樣需要對(duì)路面進(jìn)行充分加熱處理，隨后使用再生設(shè)備對(duì)施工路段噴灑再生劑，在完成上述工序后，對(duì)施工路段進(jìn)行翻松處理并對(duì)路面瀝青材料進(jìn)行拌和，隨后進(jìn)行初步整平處理。完善整平工序后，對(duì)施工路段路面進(jìn)行薄層瀝青混合料鋪設(shè)作業(yè)，并將上層新鋪瀝青材料與下層再生瀝青材料進(jìn)行碾壓成型作業(yè)[3]。

2.2.3 施工工藝對(duì)比

復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要添加的新料較少，通常情況下，僅需原路面材料的1/4～1/3左右，對(duì)于公路運(yùn)載量較大的公路路面，施工過(guò)程中所填補(bǔ)的路面材料在經(jīng)過(guò)磨耗后，對(duì)路面標(biāo)高影響較小。而加鋪就地?zé)嵩偕夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要在原有路面再生施工基礎(chǔ)上新增2cm～3cm新瀝青混凝土罩面，會(huì)從整體層面上提升路面標(biāo)高[4]。同時(shí)，復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)于修復(fù)車轍及輪跡處網(wǎng)裂、龜裂現(xiàn)象的修補(bǔ)效果更強(qiáng)，可以更好地將嚴(yán)重老化材料分散至路面之中，進(jìn)而保證再生施工后路面材料均一性效果。因此，在案例工程施工過(guò)程中，應(yīng)用復(fù)拌就地?zé)嵩偕夹g(shù)的施工效果更好。

3 工程就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用及要點(diǎn)總結(jié)

3.1 工程就地?zé)嵩偕┕?/h3>

案例工程在2018年對(duì)路段內(nèi)約10km的范圍進(jìn)行就地?zé)嵩偕┕ぁ?shí)際作業(yè)過(guò)程中采用復(fù)拌就地?zé)嵩偕に嚕冒吧缴a(chǎn)的SY系列再生機(jī)組設(shè)備進(jìn)行施工作業(yè)。同時(shí)，利用再生劑對(duì)老化瀝青混合料性能進(jìn)行恢復(fù)處理。新瀝青材料與舊瀝青材料調(diào)配過(guò)程中的主要指標(biāo)依據(jù)圖1進(jìn)行。

圖1 調(diào)整路面瀝青材料級(jí)配

3.2 施工效果評(píng)測(cè)

案例工程于2018年9月正式完成就地?zé)嵩偕┕ぃㄟ^(guò)對(duì)施工路段質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)后可知，施工段路面平整度恢復(fù)程度較好。同時(shí)，在對(duì)相應(yīng)區(qū)域進(jìn)行取芯檢測(cè)后可知，施工完成后，上面層瀝青混凝土較為密實(shí)，且上面層與中面層之間粘結(jié)效果滿足實(shí)際需求。

工程施工2年后，路面養(yǎng)護(hù)單位對(duì)施工段路面質(zhì)量進(jìn)行再次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，施工段路面整體情況保持較好，但是在局部地區(qū)出現(xiàn)網(wǎng)裂情況。養(yǎng)護(hù)單位對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)研究后發(fā)現(xiàn)，施工過(guò)程中施工單位為確保路面標(biāo)高受影響，新添瀝青混合料較少，而案例工程路段經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，上面層瀝青混合料已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重老化問(wèn)題，級(jí)配破壞情況較為嚴(yán)重且瀝青材料含量嚴(yán)重不足。而施工單位在利用復(fù)伴再生瀝青混合料過(guò)程中，新瀝青材料含量較少，進(jìn)而導(dǎo)致經(jīng)過(guò)再生工序后瀝青材料級(jí)配未能得到有效調(diào)整，進(jìn)而導(dǎo)致路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后再次遭受破壞。

3.3 就地?zé)嵩偕┕ひc(diǎn)總結(jié)

該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中涉及的因素較為繁雜，因此需要施工單位重點(diǎn)關(guān)注各種細(xì)節(jié)問(wèn)題。在施工設(shè)計(jì)階段，施工單位首先應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，在充分明確施工實(shí)際需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合施工規(guī)范等對(duì)相應(yīng)路段是否適用于就地?zé)嵩偕夹g(shù)進(jìn)行評(píng)測(cè)。在確定施工可行后對(duì)路面進(jìn)行取樣分析，為制定施工工藝選擇方案、再生瀝青混合料性能等提供有效信息支持，并對(duì)再生劑、新瀝青等添加量進(jìn)行計(jì)算[5]。以案例工程為例，施工單位所選擇施工工藝完全滿足實(shí)際施工需求，但是忽略工程路段瀝青老化嚴(yán)重的問(wèn)題，導(dǎo)致新材料添加量不足，進(jìn)而導(dǎo)致施工完成后再次遭受破壞。

在實(shí)際施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)充分利用動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理模式對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)際監(jiān)控要求見(jiàn)表1。施工單位在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意隨時(shí)對(duì)各種主客觀條件引發(fā)的變動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，確保施工有序性和協(xié)調(diào)性，為施工質(zhì)量提供有力保障。就地?zé)嵩偕┕み^(guò)程中的要點(diǎn)環(huán)節(jié)在于溫度控制以及材料添加控制，施工單位實(shí)際作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意對(duì)施工路段路面進(jìn)行充分加熱，同時(shí)保證后續(xù)再生瀝青混合料溫度，確保路面翻松流程可以最大限度地降低對(duì)原路面級(jí)配的影響，同時(shí)保證后續(xù)攤鋪、碾壓工序中瀝青材料的壓實(shí)度滿足施工設(shè)計(jì)要求[6]。

表1 就地?zé)嵩偕┕べ|(zhì)量控制要求

4 結(jié)語(yǔ)

本文以某工程案例對(duì)就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)進(jìn)行研究，并得出以下結(jié)論：

（1）在養(yǎng)護(hù)工程中采用局部病害處理與就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)相結(jié)合的方式，可以有效提升施工過(guò)程中的資源利用率。

（2）施工單位在實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，首先必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查并進(jìn)行室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證施工方案實(shí)際的可行性。在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)采用動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理模式，以確保施工質(zhì)量滿足實(shí)際需求。