张 艳 华

(山西省平定公路管理段,山西 平定 045200)

近年来,我国经济快速发展,汽车保有量迅猛增长,交通量不断增加,一些高速公路段沥青路面早期损坏严重,出现了诸如面层裂缝,坑槽、基层开裂、水害松散等病害,严重影响行车安全性和舒适性,进行的公路养护、维修和重建工程日益增多,产生的废旧混合料实现重复利用成为一个亟需解决的重大课题。

沥青路面再生技术在国外是一项成熟技术,实现了沥青路面废旧料的循环利用,是解决废旧路面垃圾堆放污染的有效途径之一,同时路用性能得到有效恢复并提高,工程经济效益显著,在我国公路建设和养护中得到了广泛关注。

泡沫沥青就地冷再生技术是沥青路面再生技术的一种。高等级路面养护中,将再生料作为基层使用,可使得旧路面材料实现就地再生利用,且路面基层强度和耐久性得到显著提高,性价比显著,具有较大的经济和社会效益。

1 沥青路面再生技术

沥青路面再生技术是对废旧沥青路面材料进行再生利用。沥青路面再生技术从再生料的施工温度方面进行分类,可分为热再生和冷再生两种类型。冷再生技术按施工工艺的不同,可分为厂拌冷再生和就地冷再生两种类型。再生工艺各有优缺点,并无优劣之分,须根据施工现场实际情况选择最适用的再生工艺。

在使用就地冷再生技术进行路面病害处治时,一次性就地实现沥青路面结构层的再生。主要工艺:先冷铣刨一定深度的废旧沥青路面,收集的铣刨料进行破碎筛分后,再将一定量的新料、添加剂等掺入进行常温状态下的拌和均匀后,就地进行摊铺碾压操作形成新的沥青路面结构层。在本文中,以泡沫沥青就地冷再生技术在某高速公路改建工程中的应用为例,介绍沥青路面再生施工中的要点和质量控制措施。

泡沫沥青是一种显著提高沥青胶合性能的新材料,具有粘聚性强,性能稳定的优势,将其作为就地冷再生混合料的粘结料使用,可将沥青路面的使用寿命显著延长。泡沫沥青冷再生料的适用性广,是一种可用于半刚性基层的沥青稳定材料。将其应用于高等级公路的大中修、改扩建工程中,一般是作为下面层及基层使用,要加铺一定厚度的沥青罩面,有利于发挥其半柔性基层的特性,使得路面耐久性得到显著提升。

2 原材料质量

泡沫沥青就地冷再生原材料与沥青路面原材料一般要求大同小异,只是增加了泡沫沥青膨胀率和半衰期与回收铣刨料要求。

1)沥青。不得使用改性沥青,应采取有效的防水措施确保沥青性能稳定,特别是要避免沥青中进入雨水或加热管道的蒸汽。

2)水泥。强度等级可为32.5或42.5。可以选择使用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥,选择采用的水泥初凝时间须不得少于3 h,终凝时间须不得少于6 h。快硬水泥、早强水泥须严格禁止进入施工现场。

进入施工现场的水泥应疏松、干燥,并且无聚团、结块、受潮变质。

3)碎石。应选择采用洁净、干燥、无风化、无杂质的级配碎石。对使用的碎石进行质量检验,须符合规范要求,以确保混合料性能满足设计要求。

4)水,一般使用自来水即可。

5)泡沫沥青。应做好泡沫沥青两项关键指标膨胀率和半衰期的控制,要求泡沫沥青的膨胀率不得小于10倍,半衰期不得小于8 s,否则不予使用。

6)铣刨料(RAP),应干燥、材料组成稳定,无结团成块现象,砂当量不低于50%。

SLA025采用迷人的哑光黑色“镀金”表盘,搭配金色外缘的指针和分钟轨道,几乎是1968型号的精确副本。表盘上的金色印花具有浓厚的复古气息,颜色与表圈上的标记色调相匹配,营造出低调而华丽的外观。

要求最大粒径不大于37.5 mm,必要时进行铣刨料的二次破碎,确保其粒径符合设计要求。

3 混合料设计要点

在泡沫沥青冷再生混合料设计中,须对RAP各项指标进行充分分析,综合考虑公路设计等级、所处区位气候条件、预计交通流量等影响因素,为确保路用性能稳定和耐久,须合理进行再生料的设计。

再生料以RAP与新矿料的合成级配作为级配设计依据。作为基层使用的混合料空隙率一般低于10%。

在再生料中,掺加的泡沫沥青一般按1.5%~3.5%进行控制,掺加的水泥等添加剂一般控制在1.5%以内。沥青加入量较少,最佳沥青用量一般控制在2.5%~3.5%间。

在实验室内进行沥青发泡试验和混合料配合比设计,为确保再生料质量,须合理确定沥青发泡温度、发泡用水量、泡沫沥青用量、新矿料掺配比、水泥剂量及最佳含水量和最大干密度(重型击实)等指标。

根据确定的各类型材料掺量进行再生料试件制备,通过进行与路用性能有关的车辙试验、浸水马歇尔试验、低温小梁弯曲试验、四点梁疲劳试验等实验室试验,得到试件性能参数并进行综合性能评价。

根据试验结果综合选择最优泡沫沥青用量作为泡沫沥青设计用量。

4 施工要点

4.1 封闭交通

整个施工及养护过程中,对再生路段要完全封闭交通。对原路面表面的石块、垃圾、杂草等杂物,积水等进行清理。

为确保铣刨深度及拌和均匀度,须进行原路面预整形,平整局部隆起或凹陷等不平整部位,对于严重变形路段进行校正,单独处理超过再生层厚度的大的沉降或坡度变化。

4.2 准备新料

须合理确定新料添加量,确保外加新料厚度须小于再生厚度。

将碎石和水泥按设计比例进行均匀拌和后,使用洒布车进行洒布,洒布量须均匀,洒布厚度须一致。也可以采用人工洒布,其中控制的要点在于按确定的间距或标示摆放新料。

4.3 冷再生机组施工

为确保再生质量,应使用专用的路面铣刨机械和再生机组进行施工,实现就地冷再生流水作业。

应综合考虑路面损坏状况、铣刨深度、再生层厚度等因素,合理确定再生机组前进速度。为确保铣刨料级配范围稳定,一般施工中按6 m/min~10 m/min的行进速度进行控制。对于路面破损严重路段,更应慢速行驶。

为减少横缝,须合理确定每次的再生长度,一般一个工作面长度为150 m~250 m。

为便于进行再生深度检测,可在道路两侧进行水平控制桩设置,以确保将再生厚度控制在允许的误差范围内。一般是设置专人紧随机组每隔一定距离进行再生层深度和含水量检测。

在机组施工中,对混合料级配波动、再生深度不达标等质量问题须做到及时发现、及时停工,分析原因并解决后复工。

4.4 碾压整形

须合理制定碾压方案,分为初压、复压和终压。集料间主要靠添加的水分来实现润滑,混合料和易性较差,要求更大的压实功。

初压时,钢轮压路机出现粘轮时,可先让胶轮压路机预先洒水预压后再进行初压。

再生机组后紧随一台大吨位重型单钢轮振动压路机进行初压。初压完毕后,须确保再生层底部2/3厚范围内的压实度达标。初压压路机的前进速度控制在3 km/h内。进行初压时,采用静压一遍振压数遍的方式进行,须合理确定振压碾压遍数。待初压结束后,在直线段立即用平地机由两侧向中心进行刮平作业,在平曲线段由内侧向外侧进行刮平作业。

刮平结束后立即进行复压,使用单钢轮振动压路机进行弱振碾压。一般碾压4遍~6遍,相邻两幅轮迹印须重叠1/2轮宽。在碾压速度上,第1遍~第2遍按1.5 km/h~1.7 km/h进行控制,第3遍~第6遍可以适当提速,按2.0 km/h~2.5 km/h进行控制。

终压采用胶轮压路机进行,碾压遍数不少于10遍,以没有明显的轮迹为准,必要时可进行洒水碾压。

再生层碾压须在水泥初凝的延迟时间内完成,并达到设计的压实度要求。

4.5 纵横缝处理

当路面施工中产生的纵向接缝较多时,应考虑全幅施工,接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹位置。

在施工中,应采取措施将停机产生的横缝尽量减少。对产生的横向接缝处治与沥青路面相同,须认真处理。

4.6 养生

施工后,一般气温条件下养生1 d后,当再生基层含水量小于2%时,或再生层能取出完整芯样时,即可进行摊铺沥青面层施工。

泡沫沥青混合料对水分非常敏感,养生期间无需洒水。

对于再生层的沥青面层施工时,为避免水损坏冷再生基层,可选用密级配材料或进行防水层设置来进行基层保护。

参考文献:

[1] 杨玉清.沥青路面改造中水泥稳定就地冷再生技术的应用[J].工业c,2015(5):70-71.

[2] 王万平.水泥稳定碎石基层泡沫沥青就地冷再生施工工艺及质量控制关键技术研究[J].江西公路科技,2017(4):29-30.