就地?zé)嵩偕夹g(shù)在舊瀝青路面中的應(yīng)用

麻斌

山西交通控股集團(tuán)有限公司忻州南高速公路分公司 山西忻州 034000

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在自然因素長(zhǎng)期作用下，瀝青使用性能將受到嚴(yán)重影響，在檢測(cè)廢舊瀝青中發(fā)現(xiàn)，瀝青油分含量減少，但膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量卻有所提升，這是出現(xiàn)瀝青老化現(xiàn)象的根本原因。將新瀝青材料、再生劑適量摻加到舊瀝青內(nèi)均勻拌和，可構(gòu)成再生瀝青，這種材料相比普通瀝青材料，使用性能更具優(yōu)勢(shì)。就地?zé)嵩偕夹g(shù)是在瀝青再生基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行瀝青路面加熱、銑刨、復(fù)拌等施工工藝，可達(dá)到修復(fù)路面病害的目的[1]。

2 工程概況

某高速公路工程起訖樁號(hào)為K581+430～K642+000段，總長(zhǎng)度60．57km，路基寬度28．5m，設(shè)計(jì)速度為80Km/h，于2002年建成通車(chē)。其中：K634+500～K638+600段上面層采用AC-16C中粒式密集配改性瀝青混凝土。該路段通車(chē)時(shí)間較長(zhǎng)，特別是周?chē)渌肪W(wǎng)的進(jìn)一步完善，導(dǎo)致車(chē)流量直線上升，在行車(chē)荷載與自然因素反復(fù)作用下，局部瀝青路面出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p壞問(wèn)題，主要病害包括車(chē)轍、龜裂、網(wǎng)裂等，從而降低了路面的使用性能。

3 舊瀝青路面主要病害

3.1 表面破損類(lèi)病害

因本路段位于山嶺重丘區(qū)，路線縱坡大，重車(chē)比例較大，長(zhǎng)時(shí)間的超限超載，瀝青路面抗剪強(qiáng)度不足而引起剪切破壞，路面坑槽較為嚴(yán)重，在水的侵蝕和形成作用下，混合料的集料間失去粘結(jié)形成松散體，在網(wǎng)裂的后期，碎塊被行車(chē)荷載持續(xù)碾碎，在車(chē)輪作用下，被真空吸力以及風(fēng)、雨等帶離路面，形成大小不等的坑槽，對(duì)路段行車(chē)存在安全隱患[2]。

3.2 裂縫類(lèi)病害

本路段至今已運(yùn)營(yíng)17年，地處地區(qū)晝夜溫差大，由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變變小，導(dǎo)致溫縮裂縫和疲勞裂縫。長(zhǎng)期溫度、荷載作用，路面在無(wú)顯著永久變形的情況下，行車(chē)荷載使路面層受到反復(fù)的彎曲變形，下面層層低產(chǎn)生彎拉應(yīng)變，超出材料疲勞限度，底面處發(fā)生開(kāi)裂，逐步擴(kuò)展到表面，使形成路面網(wǎng)裂和龜裂等病害。

4 舊瀝青路面混合料性能分析

4.1 取樣篩分試驗(yàn)

對(duì)擬進(jìn)行就地?zé)嵩偕穆范芜M(jìn)行舊瀝青路面的取料，合理分析瀝青混合料的老化程度，指導(dǎo)確定新集配。現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)械切割方法進(jìn)行取樣，對(duì)樣品進(jìn)行抽提篩分試驗(yàn)，掌握舊路面瀝青老化程度和瀝青混合料的級(jí)配情況。實(shí)驗(yàn)室將舊瀝青混合料在烘箱中加熱、松散，用三氯乙烯充分溶解后，分兩組進(jìn)行抽提試驗(yàn)，測(cè)定油石比和礦料級(jí)配。使用阿布森法回收原瀝青路面中的瀝青，測(cè)定舊瀝青的針入度、延度、軟化點(diǎn)，以判斷舊瀝青的老化程度。老化后的瀝青表現(xiàn)為粘度增大、針入度下降、軟化點(diǎn)上升、延度減小。一般來(lái)說(shuō)，這些表現(xiàn)越明顯，瀝青的老化程度就越高。因此，舊瀝青路面已經(jīng)不能滿足原路面“優(yōu)良路用性能”的要求，需要對(duì)舊路面進(jìn)行再生。

4.2 舊集料性能分析

通過(guò)舊路面篩分試驗(yàn)，確定舊料的級(jí)配曲線，本路段得出細(xì)集料在0．15mm、0．3mm上實(shí)際通過(guò)率都明顯超過(guò)規(guī)范的上限，細(xì)集料明顯偏多，表明了粗集料在行車(chē)荷載作用下呈現(xiàn)不同程度的細(xì)化，大粒徑的骨料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的嵌擠、摩擦作用使得粒徑棱角破碎，骨料尺寸變小；礦粉含量減少，可能是在瀝青抽提過(guò)程中礦粉不能完全的抽提出來(lái)而導(dǎo)致的；關(guān)鍵篩孔2．36mm處通過(guò)率30．0%，低于規(guī)范要求＞40%的要求，在9．5mm以下粒徑的骨料基本沒(méi)有損壞，曲線仍然在級(jí)配中值附近。經(jīng)過(guò)繪制集配曲線圖，可以推理，高速公路長(zhǎng)時(shí)間的使用，骨料會(huì)偏細(xì)，但總體上骨架結(jié)構(gòu)還算良好[3]。

5 老化瀝青路面就地?zé)嵩偕┕すに?/h2>

5.1 路面病害處治

因本工程路面損害嚴(yán)重，多車(chē)轍、裂縫現(xiàn)象，在充分、合理利用原有路面強(qiáng)度，使處治方案更為經(jīng)濟(jì)可行，以及合理利用舊瀝青混合料，確保原路面標(biāo)高不變的情況下，從方便施工，提高工作效率、降本增效為原則，以最薄弱點(diǎn)作為設(shè)計(jì)、施工的依據(jù)。本工程采用復(fù)拌再生型現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)對(duì)上述路段上面層4cmSBS改性AC-16瀝青混合料進(jìn)行處治。

5.2 施工準(zhǔn)備工作

開(kāi)工前，選取200m左右路面作為試驗(yàn)路段，以確定道路的施工情況是否與設(shè)計(jì)和有關(guān)試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)相吻合，主要對(duì)行車(chē)道、超車(chē)道和慢車(chē)道出現(xiàn)的網(wǎng)裂、龜裂、縱橫向裂縫、坑槽等病害進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查。

5.3 瀝青路面加熱

根據(jù)施工要求，清掃路面，避免雜物混入混合料內(nèi)。在路面再生寬度以外畫(huà)導(dǎo)向線，也可將路面邊緣線作為導(dǎo)向線，保證再生施工邊緣順直美觀。

就地?zé)嵩偕熊?chē)使用2臺(tái)加熱機(jī)進(jìn)行加熱，行進(jìn)速度根據(jù)路面狀況、氣溫、風(fēng)速等進(jìn)行綜合調(diào)試，控制在2m/min～5m/min。溫度是加熱施工的關(guān)鍵，若溫度過(guò)高，極易出現(xiàn)路面瀝青老化問(wèn)題；若溫度過(guò)低，則會(huì)影響路面強(qiáng)度，無(wú)法有效壓實(shí)。操作手根據(jù)路面溫度儀對(duì)路面加熱情況進(jìn)行監(jiān)控，路面加熱溫度以再生混合料攤鋪后（130℃～140℃）的溫度作為控制溫度，極端氣溫不得低于110℃，加熱寬度要比再生銑刨的寬度兩邊各寬20．0cm。

5.4 摻加再生劑及瀝青材料

加熱機(jī)與銑刨機(jī)前后行駛，當(dāng)銑刨鼓下降時(shí)，需進(jìn)行再生劑、新瀝青材料同時(shí)噴灑。在瀝青路面銑刨過(guò)程中，路面銑刨深度要均勻，銑刨深度變化時(shí)緩慢漸變。保證銑刨面有較好的粗糙度，且溫度要高于70℃。此時(shí)需在110℃左右控制材料溫度。銑刨速度需和瀝青再生劑、新拌混合料噴灑裝置的速度相一致，再生劑加熱至不影響再生劑質(zhì)量的最高溫度，提高再生劑的流動(dòng)性和與舊瀝青的融合性。再生劑均勻噴入舊瀝青混合料中。控制再生劑用量，施工過(guò)程中根據(jù)銑刨深度的變化適時(shí)調(diào)整再生劑的用量，同時(shí)保證再生瀝青混合料的均勻拌合，保證配置合理。

5.5 新舊料復(fù)拌

在銑刨機(jī)后方緊跟自卸車(chē)、復(fù)拌機(jī)，混合料通過(guò)自卸車(chē)向復(fù)拌機(jī)卸料，隨后行駛至銑刨機(jī)后方。利用刮板將復(fù)拌機(jī)料斗內(nèi)的混合料堆放至料堆之上，隨后通過(guò)螺旋分料器均勻拌和，新舊瀝青混合料在耙松集料后，通過(guò)封閉式料斗提升至拌缸，排除舊瀝青混合料中的固有水分，攪拌后新瀝青混合料的出料溫度能均勻達(dá)到130～150℃之間，無(wú)離析現(xiàn)象。通過(guò)復(fù)拌機(jī)加熱板進(jìn)行加熱施工，并攪拌、攤鋪。根據(jù)工程建設(shè)所需，可選擇復(fù)拌機(jī)和新料摻加同步系統(tǒng)，按照復(fù)拌機(jī)行駛速度，做好新料摻加量控制，一般只用到16～30kg/m2的新材料。在受料斗兩側(cè)指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)摻加新料，保證混合料摻加量、攪拌情況均滿足設(shè)計(jì)要求。

5.6 瀝青混合料攤鋪

攤鋪機(jī)與復(fù)拌機(jī)同步施工，且行駛速度保持一致，盡可能縮短安全間距。攤鋪過(guò)程中，為保證中上面層具有良好熱粘結(jié)性能，必須在80℃左右控制下承層表面溫度。攤鋪需連續(xù)施工，保證攤鋪質(zhì)量。此外，還應(yīng)做出初步整平工作，保證壓實(shí)度在85%左右。攤鋪時(shí)要在120℃～125℃嚴(yán)控?cái)備仠囟取Ｒ话闱闆r下，相比新瀝青混合料，再生瀝青混合料溫度較低，此時(shí)可通過(guò)熨平板振搗功率增大的方式，盡可能增強(qiáng)密實(shí)度，降低熱量消散速度。此外，為確保縱向接縫順平，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確確定松鋪系數(shù)。

5.7 瀝青路面碾壓

采用跟進(jìn)式進(jìn)行瀝青路面碾壓施工，在攤鋪施工后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓，通常選擇雙鋼輪壓路機(jī)作為主要碾壓設(shè)備，施工過(guò)程中，盡可能降低灑水次數(shù)，避免溫度損失太快。此時(shí)，可分三階段進(jìn)行碾壓：①初壓。根據(jù)施工現(xiàn)狀，初壓可選擇雙鋼輪壓路機(jī)施工，碾壓遍數(shù)為1～2遍，行駛速度控制在2．5～3．5km/h之間。②復(fù)壓。選擇大噸位膠輪壓路機(jī)+雙鋼輪壓路機(jī)共同施工，碾壓遍數(shù)為4～6遍，行駛速度控制在3～4km/h。③終壓。為徹底消除明顯輪跡，可最好終壓施工。要求選擇鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓施工，碾壓遍數(shù)為2～3遍，行駛速度控制在4～5km/h。根據(jù)要求，終壓時(shí)，溫度不得低于70℃。

5.8 開(kāi)放交通

就地?zé)嵩偕鷫簩?shí)完成后，再生層路表溫度低于50℃后開(kāi)放交通。

6 結(jié)語(yǔ)

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，瀝青路面因其行車(chē)舒適性良好被廣泛用于高等級(jí)公路、城市道路。在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中，早期修建的瀝青路面受行車(chē)荷載及自然因素影響，導(dǎo)致瀝青路面老化問(wèn)題嚴(yán)重，難以達(dá)到路面使用性能需求。就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用，可達(dá)到廢舊材料再生利用、減少資源浪費(fèi)、降低成本等作用。為此，結(jié)合某高速公路現(xiàn)場(chǎng)就地?zé)嵩偕こ添?xiàng)目，在充分掌握就地?zé)嵩偕┕すに囋淼幕A(chǔ)上，經(jīng)前期舊路面調(diào)查分析，對(duì)就地?zé)嵩偕┕すに嚵鞒踢M(jìn)行了探討，以期全面提升工程建設(shè)質(zhì)量。