基于加鋪再生方案在公路瀝青路面養護中的應用分析

2023-12-29 00:00:00趙杰

交通科技與管理 2023年15期

摘要公路瀝青路面翻修及改擴建過程中會形成較多瀝青廢料，給生態環境帶來較大破壞。公路瀝青路面養護施工中，對瀝青廢料實施回收利用，能有效節約材料成本，降低環境污染，顯著提升公路養護的經濟、環保效益。鑒于此，文章結合某公路項目養護實踐，針對加鋪再生方案在瀝青路面養護中的應用展開綜合探究，根據瀝青路面實際情況，通過方案比選，確定采用加鋪再生方案，分析總結了加鋪再生方案施工工藝流程及技術要點，并對其應用效果進行評價，結果顯示：瀝青路面加鋪再生層后，其路用性能大幅度提升，養護效果顯著。

關鍵詞公路工程項目；瀝青路面；加鋪再生；路面養護

中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）15-0081-03

0 引言

近年來，隨著可持續發展戰略的大力實施，綠色建筑、綠色養護理念逐步深入人心，積極實施瀝青廢料回收再利用，實現節約能源、減少污染的目標，是全面貫徹可持續發展戰略的重要體現。為有效提升公路瀝青路面養護效果，該文依托某公路項目養護實踐，系統探究了再生方案在瀝青路面養護中的應用情況，對提高瀝青路面使用性能具有重要意義[1]。

1 工程概況

某公路項目設計總里程101.3 km，路基寬27.0 m，路面寬24.0 m，采用雙向四車道布置。路面結構自上而下依次為4.0 cm 厚SMA-13 上面層+6.0 cm 厚AC-20中面層+6.0 cmAC-20 下面層+35.0 cm 厚水穩碎石基層+20.0 cm 厚石灰穩定土底基層。該公路運營至今，路面整體質量狀況良好，未實施大中修養護，2015—2018 年間道路整體采取微表處處治，取得了顯著成效。微表處養護后至今已運營3～6 年，遠遠超出微表處有效使用年限，當前部分路段出現微表處老化、開裂、車轍等質量問題。于2019—2020 年相繼對病害路段開展銑刨重鋪養護，效果顯著。該文為全面提高道路使用性能，延長運營年限，對該公路項目實施專項養護設計。

2 養護方案設計

2.1 方案比選

該公路項目瀝青路面平整度良好，道路表面主要質量問題為瀝青老化、開裂、車轍等，初步確定加鋪再生、銑刨重鋪及罩面處理三種維修方案，通過綜合對比，選擇最佳養護方案，具體對比情況如表1 所示。

結合表1 相關信息，綜合經濟、環保、質量、美觀性等各方面因素進行比選，最終選取加鋪再生方案作為該工程專項養護方案[2]。

2.2 方案設計

選取該公路項目上行K42+679～K46+890 路段為試驗段實施熱再生加鋪，再生層厚4.5～5.0 cm，即：原路面結構4.0 cm 厚SMA-13 上面層和0.5～1.0 cm 微表處，加鋪層采用2.0 cm 厚改性SMA-13。新、舊瀝青混合料同步進行攤鋪、碾壓，成型后總厚度為6.0 cm，黏結效果好、強度較高[3]。

主要施工流程：利用大型熱再生設備對舊路面實施加熱處理，待溫度滿足要求后進行翻耙處理，并加入一定比例的再生劑、新瀝青充分拌制均勻，形成再生混合料，然后利用復拌攤鋪機一級熨平板實施攤鋪作業，并利用二級熨平板將新瀝青混合料攤鋪于再生料表面，最后采用專用壓路機進行壓實[4-5]。

3 加鋪再生設計與施工

3.1 舊路面技術指標

對試驗段原瀝青路面上面層實施鉆芯取樣，并實施抽提、篩分和性能檢測，檢測結果如表2、圖1 所示。

通過表2、圖1 能夠看出：①原路面瀝青含量、針入度等各項指標完全符合《公路瀝青路面再生技術規程》（JTG/T5521—2019）中關于熱再生對原始瀝青路面技術要求。②原瀝青路面中SMA-13 混合料與微表處混合料，經篩分處理后，級配符合《公路瀝青路面再生技術規程》（JTG/T5521—2019）相關規定，1.18 mm、2.36 mm、4.75 mm、9.5 mm 篩孔通過率滿足規范要求下限。當舊瀝青、新瀝青、再生劑摻量分別為5.2%、18.5%、5%，油石比為5.9% 時，馬歇爾試驗結果符合標準要求[6]。

3.2 原材料技術指標

粗、細集料分別選用玄武巖和石灰巖。根據最新《公路瀝青及瀝青混合料檢測技術規程》相關規定，對集料、礦粉、瀝青等材料性能實施檢測，所有材料性能均符合相關技術標準要求。

3.3 配合比設計

結合該工程實際情況，分別選擇粗、中、細三種級配，其中4.75 mm 篩孔通過率位于中值±3% 范圍內，具體級配設計情況如表3、圖2 所示。

根據施工現場氣候狀況，并結合同類工程實踐經驗，對選取的三種級配類型以油石比為6.7% 制備標準試件實施馬歇爾試驗，檢測集料、礦料空隙率等相關技術指標，最終得到級配B 為設計級配。以級配B 為標準，分別按照油石比為6.4%、6.7%、7.0% 成型標準試件，開展馬歇爾試驗，得出空隙率為4.0% 瀝青混合料性能最優，此時油石比為6.7%，即為最佳油石比[7]。

3.4 混合料性能試驗

按照最佳油石比（6.7%）及設計級配制備標準試件，依次進行謝倫堡析漏試驗、肯塔堡分散試驗、凍融劈裂試驗、60 ℃車轍試驗等，析漏試驗應在185 ℃溫度條件下持續60 min，車轍試驗在60 ℃、0.7 MPa 條件下進行[8]。結果顯示：該工程選用的SMA-13改性瀝青混合料抗水損、抗車轍等各方面性能完全符合標準要求。

3.5 施工工藝流程

瀝青路面加鋪再生層的施工工藝流程具體如圖3所示。

瀝青路面就地熱再生施工前，應將原道路表面標線、路標、灌縫材料徹底清理干凈；對于坑槽、開裂等病害深度超出熱再生厚度時，應對病害位置實施修復處理。

4 應用效果評價

對瀝青路面加鋪再生層前后路用性能實施比較，并對加鋪效果進行評價。

4.1 芯樣狀況

通過鉆芯取樣發現，再生層與加鋪層結合效果良好，形成共同承載體系，顯著提升道路承載能力，延長使用壽命[9]。

4.2 施工現場檢測

對瀝青路面加鋪再生后路用性能實施檢測，具體檢測結果如表4 所示。

通過表4 能夠看出：①瀝青路面構造深度、滲水系數平均值依次為1.03 mm、15.8 mL/min，符合標準要求。②加鋪厚度平均值為6.15 cm，最大和最小值分別為6.5 cm 和6.0 cm，符合設計（6.0 cm）要求。③路面壓實度平均值為99.30%，最大及最小值分別為100% 和98.4%，符合規范中壓實度大于98% 的規定。

4.3 路面性能指標評價

對瀝青路面加鋪再生前、后路用性能實施比較，具體情況如表5 所示。

通過表5 能夠看出：①瀝青路面加鋪再生層后，路面各項性能指標完全符合《公路瀝青路面質量評定標準》（JTG5210—2018）相關規定，養護效果顯著。②相較于路面養護前，加鋪再生層后，瀝青路面損壞指數、行駛指數、車轍深度、跳車指數依次提升8.8%、1.3%、4.7%，0、8.3%，除行駛質量及跳車指數外，其余各項指標性能均得到顯著提升[10]。③由于該工程養護前路面平整度良好，因此行駛質量及跳車指數變化較小。

5 結論

綜上所述，公路瀝青路面加鋪再生工藝具有節能環保、外形美觀、節約成本等優點，在瀝青路面養護施工中得到了大規模應用。該文結合某公路項目養護實際情況，分析總結了加鋪再生方案施工工藝流程及技術要點，得出如下結論：

（1）通過對舊路面性能、新材料、配合比及混合料性能實施檢測，確定最佳油石比。

（2）通過鉆芯取樣發現，再生層與加鋪層結合效果良好，形成共同承載體系，顯著提升道路承載能力，延長使用壽命。

（3）瀝青路面加鋪再生層后，其抗水損、抗車轍性能得到大幅度提升，壓實度滿足要求。

（4）加鋪再生層后，瀝青路面損壞指數、行駛指數、車轍深度、跳車指數均得到提升，顯著增強路面路用性能，養護效果顯著。

參考文獻

[1] 唐暉. 公路瀝青路面養護維修中的銑刨料熱再生應用[J]. 黑龍江交通科技， 2022（12）： 67-69.

[2] 譚志兵，徐志祥. 二次就地熱再生在公路工程瀝青路面養護中的應用[C]// 中國科學技術協會，交通運輸部，中國工程院，湖北省人民政府. 2022 世界交通運輸大會（WTC2022）論文集（公路工程篇）. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2022： 502-509.

[3] 樊超. 公路工程瀝青路面養護維修中的銑刨料熱再生應用[J]. 交通世界， 2020（24）： 9-10.

[4] 李巧紅. 就地冷再生技術在公路瀝青路面養護大中修工程中的應用[J]. 交通世界， 2020（8）： 95-96.

[5] 劉銳生. 就地冷再生技術在公路瀝青路面養護大中修工程中的應用[J]. 中國公路， 2021（3）： 104-105+107.