万微微

(江西省交通工程集团有限公司海通公司,江西南昌 330000)

0 引言

厂拌冷再生技术在公路沥青路面养护中有诸多优势,如降低成本、减少资源消耗、延长路面使用寿命等,但冷再生技术的应用也面临工艺参数、材料质量、设备技术等方面的影响。因此,深入研究冷再生技术的优化和改进,进一步提高其在高速公路沥青路面养护中的应用效果,对实现高速公路的可持续发展有重要意义。

1 厂拌冷再生技术概述

厂拌冷再生技术是一种先进的公路路面养护技术,其能够通过回收和再利用旧沥青路面材料,并将其与新材料进行混合处理,形成高质量的路面层。该技术具有许多显着的优势和应用潜力。

首先,厂拌冷再生技术能够有效降低养护成本。通过回收利用旧沥青路面材料,不仅能减少新材料的需求量,还能节约材料的采购和运输成本。

其次,该技术无需高温加热处理,能够节约能源消耗,减少环境污染。

再次,厂拌冷再生技术有助于延长路面使用寿命。充分利用旧沥青路面材料中的优质成分,与新材料进行混合处理,可以提高路面层的稳定性和耐久性,并延缓路面老化和损坏的进程,进而减少养护和维修工作,降低养护成本。

最后,厂拌冷再生技术具有较高的施工效率和施工质量。在现场施工中,通过专用的冷再生设备,可以对旧沥青路面材料进行破碎、筛选和再生处理,再将其与新材料充分混合,形成均匀一致的路面层,可以保证施工质量。同时,由于无需高温加热处理,因此其施工过程更加简单高效,能够减少施工时间和对交通的影响。

然而,厂拌冷再生技术在实际应用中仍存在一些挑战。例如,旧沥青路面材料的质量和成分可能存在差异,需要对其进行准确的筛选和控制。此外,冷再生设备的选择和操作也对施工效果和路面质量也有重要影响。因此,需要对厂拌冷再生技术进行进一步研究和改进,以推动该项技术在公路路面养护领域的广泛应用[1]。

2 工程概况

某高速公路工程长度为176km,建设于2010 年,随着近年来大型车辆和重型车辆的增多,以及车流量的不断增加,导致原本路面损坏严重。并且,该公路路段处于农耕区域,由于离田地非常近,导致路基湿滑,公路路面破裂严重,裂缝较多,部分地方还存在沉降问题。所以,有必要对该路面进行整治处理。经研究,决定将水泥通过厂拌就地冷再生技术进行加工,作为该公路的新底基层,以加固该路面的路基,再铺上水泥碎石稳固路基与沥青混凝土基层,以提高公路的性能,使其符合使用标准。

3 厂拌乳化沥青冷再生工艺

以往在道路建设中,通常使用石油沥青混合材料进行铺设。而厂拌乳化沥青冷再生工艺,无需对材料进行加热处理,可以直接进行拌和和铺设。然而在碾压施工环节,需要考虑乳化沥青的破乳时间和最佳流体含量的控制,正确控制这两个变量,才能确保碾压路后路面的稳定性。此外,反复碾压后,需要检测路面的碾压程度,并对相关数据进行分析处理。

3.1 旧沥青混合料(RAP)的破碎、筛选

在再生沥青混合料的级配控制方面,需要对RAP材料进行破碎和筛选,去除其中超过粒径要求的不融团块。之后将破碎后的RAP 材料按照不同粒径规格进行分级(未经过分级的RAP 材料不能使用),通常采用多级筛网对RAP 材料进行分级处理,一般可分为三个级别[2]。

3.2 材料的堆放和存储要求

将破碎和筛选后的RAP 材料送往拌和楼,也可合理储存供将来使用。不过,由于RAP 材料中含有沥青,长时间储存且储存环境温度较高,可能会使RAP材料发生溶解,加上RAP 材料本身的黏性,会导致RAP 材料重新黏连并形成较大的颗粒。因此,在储存RAP 材料时,需要注意以下关键点:首先,堆叠高度不能超过2m,且储存时间应尽量控制在合理范围内。其次,储存时应进行覆盖处理,以防雨水侵入。最后,应控制RAP 材料的含水量,特别是对于颗粒细小的RAP 材料,需要将其含水量控制在一定范围内[3]。

3.3 冷再生混合料拌和与运输

拌和冷再生混合材料时需要掌握好拌和时间,避免过度拌和。如果拌和过度,则粗集料表面的乳化沥青容易剥落,甚至导致乳化沥青提前破乳。如果拌和不充分,材料不能被乳化沥青完全覆盖。拌和冷再生混合材料的方法通常是先将材料加入拌和缸中,然后加入水泥和矿物质打碎的粉末,最后加入乳化沥青和水进行拌和。一个完整的拌和周期需要2min,干拌30s,湿拌90s。拌和后的混合材料外观、质量需保持一致,所有矿物颗粒应均匀分布,且被沥青覆盖,不应有结团或花白料。

运输混合料时,应选择承载重量为20t 的大吨位运输车辆。装料时,需要车厢的前部、后部和中部的顺序进行。装满混合料的运输车辆应尽快前往施工现场,避免在途中随意停留,以确保材料的质量和性能不受损。通过合理的运输操作,可以保证冷再生混合材料的质量,从而为道路施工提供稳定可靠的保障。

3.4 冷再生混合料摊铺

首先,冷再生混合料摊铺施工必须保持均匀、连续,不得改变速度或中途停顿,避免在路面上形成不均匀的施工缝隙或堆积,以确保修复层的平整度和一致性。同时,要确保速度和供料速度之间的平衡,以防止浪费材料或供料不足。摊铺施工如图1 所示。

图1 摊铺施工

其次,进行首次试验性施工时,需要准确测定冷再生混合料的松铺系数和厚度。使用水准仪进行测量,每次测量应涵盖至少两个横断面,每个横断面至少测量三个点,采集足够的数据,以确保测量结果的准确性,确保施工过程中材料均匀分布、厚度合理,从而提高路面的平整度和耐久性。

最后,在摊铺过程中,技术人员需要定期检查摊铺厚度。如果发现摊铺厚度不符合要求,应立即进行调整,以避免后续的维护和修复工作,保证修复层的质量和稳定性。

3.5 冷再生混合料碾压

3.5.1 初压

摊铺工序完成后应尽快完成路面的初步碾压,减少热量散失。进行碾压时,需要确保压路机的驱动轮朝向摊铺机,并从外向中心的方向均匀碾压路面。对于超高路段,应从低处向高处施压,保持碾压速度均匀一致,避免在碾压过程中突然改变碾压路线和方向。如需更改碾压方向,应在已完成碾压成型的路面上进行,不应在未碾压成型的路面上停车或转向,以确保路面均匀碾压。初压阶段应使用轻型钢筒式压路机进行1~2 遍碾压,并及时检查路面的平整度和路拱情况,如有需要应及时进行修整。为保证初次碾压的质量,需要合理控制碾压区域的长度,一般在30~40m 之间,这种碾压方式可以有效保证冷再生混合材料路面的密实性和稳定性[4]。碾压施工如图2 所示。

图2 碾压施工

3.5.2 复压

首先,复压工序通常紧随初压工序进行,以确保路面的稳固和均匀。采用重型轮胎压路机和双钢轮振动压路机完成由后向前的逐层碾压,这种组合碾压的方法有助于进一步碾压路面材料,提高路面的密实度和稳定性。复压段的长度应控制在过60~80m,以保持碾压的一致性和高效性。轮胎压路机在相邻碾压带上应有1/3~1/2 的重叠,振动压路机的相邻碾压带应有10~20cm 的重叠,以确保整个路面得到均匀的碾压[5]。

其次,应合理控制振动压路机的振频和振幅,振频一般应保持在35~50Hz 范围内,振幅应控制在0.3~0.8mm。前进时启动振动以提高路面的密实度,倒车时停止振动,以避免路面出现凹凸不平的情况[6]。

再次,碾压遍数应控制在3 遍,确保路面充分碾压,提高路面的稳定性和耐久性。在整个碾压过程中,应保持匀速,避免突然的速度变化、停车或启动。

最后,对于路面的边缘、加宽段、港湾式停车带以及靠近路缘石等附属物部分,大型压路机可能难以完全碾压或可能对其他附属物造成损害[7]。因此,可考虑使用小型振动压路机或振动夯板进行补充碾压,以确保这些区域的路面质量。

3.5.3 终压

终压工作是复压工序之后的关键环节,对确保路面的平整度和质量至关重要。进行终压时,要使用双钢轮压路机进行至少2 次碾压,以消除复压可能留下的轮胎痕迹和不均匀部分,提高路面的坚实度和平整度[8]。

在终压过程中,需要保持一致的行驶路线和方向,以确保路面的平整性,避免在碾压过程中出现不均匀的情况。此外,压路机在碾压时需要特别注意慢起步、慢回程和慢停止这三个方面。慢起不可避免对路面造成冲击和不均匀的碾压,慢回程和慢停止则有助于确保碾压的均匀性和质量。

3.5.4 接缝施工

首先,摊铺机应保持匀速,并确保摊铺施工连续进行,以免影响横向连接质量。摊铺机的摊铺速度应根据施工要求进行合理调整,并应保持相对稳定的摊铺速度,避免频繁加速、减速,以确保混合料均匀分布。此外,尽量展开全幅施工,减少纵向接缝数量,提高道路的整体质量。

其次,碾压施工完成后,需要对已铺设的路面进行检查和处理,以便及时发现潜在问题并采取修复措施。在道路中心选择2~3 个点,并使用3m 直尺检查路面的纵坡和断面情况,确保路面的平整度和均匀性。如发现任何问题,应立即采取措施进行修复,以确保道路质量。

最后,摊铺施工完成后,需要对混合料的端部进行修整、抹平和碾压,确保接缝处的边缘垂直,纵向边缘需要呈直角状,为后续的接缝摊铺提供便利。此外,还需要覆盖砂质材料或同类材料,以提高结构的防护效果,避免车辆直接与接缝处接触,从而避免接缝损坏。

3.6 开放交通

终压工作完成后,必须等待路面温度降至规定水平才能允许交通通行。如果需要提前开放道路,可以采用洒水的方法降低路面温度。需要注意的是,对于刚刚成型的路面,不得停放机械设备或车辆,也不得在路面上撒落杂物,以确保道路质量和交通安全。

4 结语

随着交通运输的快速发展和公路交通负荷的不断增加,公路沥青路面养护的重要性日益凸显。冷再生技术作为一种创新的养护技术,为公路沥青路面的可持续发展提供了新的解决方案。通过对冷再生技术的介绍和分析,阐明了其在公路沥青路面养护中的具体应用。冷再生技术凭借无需高温加热处理、对废旧材料回收利用和环境友好性,成为公路沥青路面养护的重要选择。因此,在此后的公路沥青路面养护工作中,需要积极做好对冷再生技术的研究,并通过更新设备、利用新型材料等方法,进一步提升公路养护工作的实际效果。