瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其施工要點(diǎn)

摘要：為了提高瀝青路面就地?zé)嵩偕氖┕べ|(zhì)量，結(jié)合工程實(shí)例，從舊混合料采樣方法、舊料分析、再生劑類(lèi)型與使用劑量、新混合料設(shè)計(jì)等方面，對(duì)就地?zé)嵩偕鸀r青混合料配比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并從施工前期準(zhǔn)備、軟化加熱、舊路面刨銑、添加新料與復(fù)拌、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)、鋪層壓實(shí)等方面，對(duì)就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。檢測(cè)結(jié)果顯示：竣工后該瀝青路面各項(xiàng)性能均滿足要求，表明該施工技術(shù)對(duì)于項(xiàng)目順利完工發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：高速公路；瀝青路面；就地?zé)嵩偕皇┕ぜ夹g(shù)

0 " 引言

就地?zé)嵩偕夹g(shù)是指利用專(zhuān)業(yè)熱再生機(jī)組裝備，對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行加熱、刨銑、翻松，摻加再生劑和一定比例新瀝青，復(fù)拌形成新瀝青混合料，通過(guò)攤鋪、碾壓等工序，完成對(duì)舊路面處理和新路面鋪筑攤鋪[1]。長(zhǎng)期的施工經(jīng)驗(yàn)表明，合理應(yīng)用瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)，可以有效地提高瀝青混凝土路面的使用性能，延長(zhǎng)其使用壽命[2]。

本文結(jié)合工程實(shí)例，從舊混合料采樣方法、舊料分析、再生劑類(lèi)型與使用劑量、新混合料設(shè)計(jì)等方面，對(duì)就地?zé)嵩偕鸀r青混合料配比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并從施工前期準(zhǔn)備、軟化加熱、舊路面刨銑、添加新料與復(fù)拌、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)、鋪層壓實(shí)等方面，對(duì)就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)進(jìn)行了分析。

1 "工程概況

某公路路面結(jié)構(gòu)為改性SBS瀝青AC-13（4cm）+改性SBS瀝青AC-20（6cm）+常規(guī)瀝青AC-25（6cm）+冷再生（12cm）+水泥穩(wěn)定碎石（20cm）+級(jí)配碎石（32cm）。該公路經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間使用后，部分路面產(chǎn)生了裂縫、坑槽、泛油及車(chē)轍等病害，為保障路面正常使用，決定采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)改造。

2 " 就地?zé)嵩偕鸀r青混合料配比設(shè)計(jì)

2.1 " 舊混合料采樣方法

舊料采樣一般經(jīng)歷以下過(guò)程：在不影響級(jí)配的前提下，對(duì)舊路面進(jìn)行切割、取料；對(duì)所取舊料進(jìn)行清洗和篩分，選擇合適的溫度進(jìn)行烘軟處理[3]。

2.2 " 舊料分析

舊料分析主要包括兩方面的內(nèi)容：一是檢測(cè)舊料的級(jí)配，分析其是否滿足路面使用功能的要求，為再生混合料級(jí)配設(shè)計(jì)提供技術(shù)資料[4]；二是查驗(yàn)舊料的性能指標(biāo)是否符合規(guī)范要求。案例工程中舊料不同級(jí)配的過(guò)篩質(zhì)量百分比如表1所示。

對(duì)舊料不同級(jí)配進(jìn)行過(guò)篩分析認(rèn)為，粒徑0.075mm的質(zhì)量百分比高出設(shè)計(jì)級(jí)配，是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)期載荷影響下粗骨料細(xì)化造成的。粒徑2.36mm的過(guò)篩率低于40%，說(shuō)明瀝青混合料系屬AC-13C型。

該公路所在地區(qū)年平均氣溫在17.0～17.8℃之間，盛夏時(shí)會(huì)出現(xiàn)40℃以上的極端高溫，此級(jí)配基本滿足應(yīng)用要求，不需要大幅調(diào)整。

2.3 " 再生劑與使用劑量

再生劑必須采用符合環(huán)保要求的產(chǎn)品，不得使用含有對(duì)瀝青或混凝土有不利影響的添加劑，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF-40）的有關(guān)規(guī)定[5]。使用再生劑時(shí)，應(yīng)采用有資質(zhì)的單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

再生劑必須采用符合環(huán)保要求的產(chǎn)品，不得使用含有對(duì)瀝青或混凝土有不利影響的添加劑，并應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF-40）的有關(guān)規(guī)定。使用再生劑時(shí)應(yīng)采用有資質(zhì)的單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。再生劑的推薦劑量一般為舊瀝青料質(zhì)量的3%～8%。

研究表明[5]，伴隨再生劑劑量的降低，瀝青軟化功能也隨之降低，軟化點(diǎn)升高，延度和針入度降低。舊瀝青混合料要求25℃針入度為4.0～6.0mm，軟化點(diǎn)≥60℃，5℃延度≥20cm。當(dāng)再生劑添加量為3%時(shí)，針入度、軟化點(diǎn)、延度指標(biāo)均滿足規(guī)范的要求，且再生劑對(duì)瀝青混合料功能的影響并不明確，因此遵循盡可能少用再生劑的設(shè)計(jì)原則，確定以舊瀝青質(zhì)量的3%作為再生劑的劑量標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 " 新混合料設(shè)計(jì)

2.4.1 " 骨料級(jí)配的確定

鑒于舊料級(jí)配滿足該區(qū)段的路用要求，以不大幅度調(diào)節(jié)原級(jí)配為原則，在考慮級(jí)配對(duì)新混合料的功能影響出發(fā)，分別進(jìn)行A、B、C等3組級(jí)配試驗(yàn)[6]。其中接近舊級(jí)配為A級(jí)配，偏粗的為B級(jí)配，偏細(xì)的為C級(jí)配，3個(gè)級(jí)配具體見(jiàn)表2所示。

2.4.2 " 最優(yōu)新瀝青劑量確定

通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇再生混合料最優(yōu)瀝青用量[7-8]。馬歇爾試驗(yàn)?zāi)康脑谟谕ㄟ^(guò)對(duì)混合料密實(shí)度、流值、穩(wěn)定度等指標(biāo)進(jìn)行分析，確定再生新混合料的最優(yōu)瀝青劑量。由于A、C級(jí)配較為接近，所以該部分設(shè)計(jì)僅考慮A級(jí)配和B級(jí)配。

分別對(duì)A、B級(jí)配的5種新瀝青劑量進(jìn)行預(yù)估。A級(jí)配中，新瀝青劑量取3.80%、4.30%、4.80%、5.30%、5.80%共5種摻量；B級(jí)配中，新瀝青劑量取1.50%、2.00%、2.50%、3.00%、3.50%共5種摻量。通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)可知，A級(jí)配和B級(jí)配的新瀝青最優(yōu)用量分別為5.15%和2.42%。

應(yīng)用車(chē)轍試驗(yàn)評(píng)估再生瀝青混合料料高溫穩(wěn)定性，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果顯示，A、B級(jí)配的動(dòng)穩(wěn)度DS值均高于2800，表明再生瀝青混合料的高溫性能遠(yuǎn)大于普通的瀝青混合料。A、B級(jí)配間，B級(jí)配動(dòng)穩(wěn)度比較低，A級(jí)配混合料的高溫穩(wěn)定性更好。

相關(guān)規(guī)范規(guī)定，再生混合料的水穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)為85%。浸水馬歇爾試驗(yàn)顯示，A、B級(jí)配的殘留穩(wěn)定度分別為98.40%和82.44%，B級(jí)配水穩(wěn)定度比A級(jí)配低約10%，而A級(jí)配水穩(wěn)定度在兩組級(jí)配中最好，并且超過(guò)規(guī)范要求的85%。分析認(rèn)為，由于B級(jí)配的瀝青劑量低、混合料間隙率高，造成瀝青與骨料之間的黏附性薄弱，因而混合料的抗水損性能不足。A級(jí)配克服了B級(jí)配存在的不足，具有較優(yōu)的抗水損性能。

2.5 " 再生混合料配比設(shè)計(jì)

就地?zé)嵩偕┕だ迷偕劁仚C(jī)器設(shè)備進(jìn)行施工，為適合再生重鋪機(jī)器設(shè)備的攤鋪，建議新老瀝青混合料采取1：9比例復(fù)合，瀝青混合料合成級(jí)配見(jiàn)表3所示。經(jīng)計(jì)算，獲得再生瀝青混合料A、B級(jí)配的最優(yōu)瀝青劑量分別是4.80%和4.50%。

3 " 就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工要點(diǎn)

3.1 " 施工前期準(zhǔn)備

就地?zé)嵩偕鷻C(jī)器設(shè)備必須具備良好的性能。首先，設(shè)備要有足夠的功率，以保證加熱功率的穩(wěn)定性。其次，要具有適宜的作業(yè)速度，以確保就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組具有較高的作業(yè)效率。最后，要有良好的操作性能和運(yùn)行穩(wěn)定性，保證設(shè)備的良好狀態(tài)。在選擇就地?zé)嵩偕鷻C(jī)器設(shè)備時(shí)，必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，要確保其具有足夠的功率和良好的性能。

施工前，要對(duì)特殊路面部位進(jìn)行預(yù)處理，比如清理去除標(biāo)線，對(duì)伸縮縫等區(qū)域開(kāi)展預(yù)刨銑，用融熱板對(duì)伸縮縫進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)要清理去除舊路面的灌縫材料、橡膠瀝青層和微表處面層。試驗(yàn)路長(zhǎng)度通常不低于200m，工前檢查裝備技術(shù)狀態(tài)，校準(zhǔn)裝備技術(shù)參數(shù)。啟動(dòng)正式施工以前，清潔處理原路面。

3.2 " 軟化加熱

就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組利用柴油燃料進(jìn)行循環(huán)熱風(fēng)加熱，加熱溫度影響刨銑均勻性。通常加熱溫度要保持在180℃以上，以降低刨銑對(duì)原級(jí)配的影響，同時(shí)也保障了舊路瀝青得到充分軟化，重新獲得良好的流動(dòng)性。

案例工程中利用2臺(tái)加熱機(jī)，加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)，加熱后的舊路瀝青層的溫度仍然過(guò)低，銑刨容易將舊瀝青混合料中的粗集料打碎，加大級(jí)配的變異性，進(jìn)而影響再生瀝青混合料的路用性能。因此，施工中改用3臺(tái)加熱車(chē)預(yù)熱，現(xiàn)場(chǎng)施工功效顯著改善，符合再生瀝青混合料級(jí)配變異的控制需求。

3.3 " 舊路面刨銑

刨銑是就地?zé)嵩偕夹g(shù)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，直接影響舊料的級(jí)配變異性和均勻性，間接影響再生瀝青混合料路面功效。選用優(yōu)質(zhì)、耐磨的刨銑刀，有利于提高刨銑層基面平整度，保障再生路面新料鋪層的均勻性。經(jīng)中間銑刨鼓噴灑再生劑之后，再生劑和瀝青舊料在刨銑罩內(nèi)充分混合，保證了舊瀝青混合料的再生功效。

3.4 " 添加新料與復(fù)拌

該路段原路面銑刨的舊瀝青料利用率為100%，摻配新瀝青混合料為10%，以改善舊瀝青混合料的級(jí)配。新混合料在拌合站進(jìn)行集中拌和，并用卡車(chē)運(yùn)到攤鋪現(xiàn)場(chǎng)。拌和站新料拌和速度須合理配置，以確保運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)鋪筑速率協(xié)調(diào)，防止發(fā)生待機(jī)、斷料以及積料待卸等問(wèn)題。

摻拌溫度對(duì)瀝青混合料各項(xiàng)性能均有重要影響要素。摻拌溫度太低，摻拌相對(duì)困難，不能保證瀝青與骨料拌和充分，容易造成瀝青不能均勻裹附骨料的情況。摻拌溫度太高，加快瀝青老化反應(yīng)，混合料功效降低，路面使用壽命會(huì)受到一定影響。為保證殘留穩(wěn)定度、間隙率等技術(shù)指標(biāo)符合要求，摻拌溫度一般應(yīng)控制在150℃以上，初碾壓溫度應(yīng)控制在135℃以上。

3.5 " 攤鋪?zhàn)鳂I(yè)

拌和好的再生混合料，由再生料攤鋪機(jī)攤鋪。攤鋪時(shí)瀝青混合料溫度應(yīng)控制在140℃左右，一旦溫度低于該溫度，要及時(shí)分析原因并進(jìn)行處理。要嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)組的攤鋪速率，出現(xiàn)鋪層不均勻、高度異常或離析時(shí)，要及時(shí)處理。

3.6 " 鋪層壓實(shí)

碾壓是瀝青再生混合料路面施工的關(guān)鍵工序之一，碾壓質(zhì)量決定路面壓實(shí)質(zhì)量。碾壓溫度控制和碾壓方式組合是瀝青再生混合料壓實(shí)質(zhì)量控制的關(guān)鍵，將直接影響碾壓質(zhì)量和再生路面的技術(shù)應(yīng)用效果。攤鋪完成后，先靜壓、再振動(dòng)碾壓，然后用膠輪壓路機(jī)揉搓碾壓，最后用鋼輪壓路機(jī)碾壓找平[9]。初壓、復(fù)壓、終壓的溫度，應(yīng)分別控制在140℃以上、130℃以上、110℃以上。

4 " 再生混合料路面檢測(cè)

檢測(cè)平整度IRI指數(shù)，應(yīng)用3m直尺檢測(cè)路面平整度，共檢測(cè)43段，100%合格率，獲得IRI均值為2.2mm。鉆芯取樣，對(duì)路面壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，部分級(jí)配B的壓實(shí)度檢測(cè)點(diǎn)存在不滿足要求的情況，級(jí)配A的功效良好，壓實(shí)度均滿足設(shè)計(jì)要求。厚度檢測(cè)共計(jì)檢測(cè)43個(gè)點(diǎn)，厚度誤差2.8mm。檢測(cè)路面外觀，瀝青混合料再生路面平整，無(wú)顯著病害。對(duì)路面進(jìn)行滲水測(cè)試，滿足面層滲水系數(shù)≤300ml/min的設(shè)計(jì)要求，可見(jiàn)級(jí)配A滲水系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。

5 " 結(jié)束語(yǔ)

就地?zé)嵩偕に嚲哂胁牧显倮谩⒐?jié)約工期、施工便捷、交通影響低等優(yōu)勢(shì)。合理應(yīng)用瀝青混凝土路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)，可以有效地提高瀝青混凝土路面的使用性能，延長(zhǎng)其使用壽命。

本文結(jié)合工程實(shí)例，從舊混合料采樣方法、舊料分析、再生劑類(lèi)型與使用劑量、新混合料設(shè)計(jì)等方面，對(duì)就地?zé)嵩偕鸀r青混合料配比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并從施工前期準(zhǔn)備、軟化加熱、舊路面刨銑、添加新料與復(fù)拌、攤鋪?zhàn)鳂I(yè)、鋪層壓實(shí)等方面，對(duì)就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。最后進(jìn)行再生混合料路面性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示：該項(xiàng)目的就地?zé)嵩偕落仦r青路面的平整度、滲水系數(shù)、鉆芯厚度和壓實(shí)度等性能符合設(shè)計(jì)要求。

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