朱子恒
北京路桥瑞通养护中心有限公司 北京市顺义区 101300
摘要:目前,社会进步迅速,我国很多公路通行压力过大,已经出现了严重的病害。为了有效解决路面病害,必须做好路面维修养护施工工作。相比传统的路面维修方式,沥青路面废旧材料再生利用技术受到了人们的普遍关注。通过冷再生技术的应用,可以有效提升资源利用率,保护环境,与我国“节能、环保”的可持续发展战略目标相符,是发展可持续交通事业的重要技术支撑。为此,在全面了解就地冷再生技术原理的基础上,结合工程路况调查情况,对公路工程就地冷再生施工技术要点进行了分析与探讨。
关键词:公路工程;就地冷再生;施工技术分析
引言
目前,随着重载、超载车辆的增多,运输量增大,很多公路长期处于超负荷状态。与此同时,自20世纪90年代起,我国公路逐步进入了大中修维护时期,公路基础建设与养护并重,且维护与养护工作日益重要。为解决现有养护维修中的实际问题,经多年研究和实践发现,就地冷再生技术具有独特的施工工艺和技术优势,为公路养护带来重大变革,传统公路维修养护中废弃的沥青混合料作为一种可以再生的资源被重复使用,为公路建设及维护开辟了一个新的方向。
1就地冷再生施工技术原理
根据施工温度和拌合场地的不同,可以将沥青路面再生技术划分为4个类型,即热再生方面的厂拌、就地热再生、冷再生方面的厂拌和就地冷再生技术。本文仅对就地冷再生技术进行分析。就地冷再生是指在现场通过专门的冷再生设备进行原沥青路面的冷铣刨处理,通过破碎、筛分工序后,再添加适量的新沥青材料、稳定剂等,经过拌和、摊铺、碾压等一系列工序,达到旧沥青混凝土路面再生利用的一项工艺。就地冷再生可分为2种形式,一是沥青层就地冷再生,即冷再生的施工作业面只能是沥青面层,该再生形式的再生结合料通常为乳化沥青、泡沫沥青等。二是全深式就地冷再生,即除沥青面层冷再生处理之外,还要对一定深度的基层进行处理。全深式就地冷再生的再生结合料,可以是乳化沥青、泡沫沥青,也可采用无机结合料,比如水泥、石灰等材料,但此类材料的再生层仅能在基层、底基层使用。就地冷再生技术多用于一、二级及其以下等级公路的沥青路面再生利用。再生后混合料,可以在一、二级公路的基层、底基层使用,也可用于三、四级公路的面层。
2就地冷再生施工工艺
2.1施工方案
根据试验及所使用WR2500型冷再生机械设备的性能特点,制定4种不同的施工速度与转子的组合方案,并按照设计深度铣刨旧路。将铣刨料取样后交试验室进行性能检测,得到最佳设计级配,进而制定工程路面预防性养护施工方案,然后按照拟定的施工方案及所对应的施工参数开展旧路铣刨及新路面罩面施工。根据设计要求,摊铺无稳定剂的新料并再次铣刨,将铣刨料取样送至试验室进行筛分试验。如果筛分试验结果不满足设计要求,必须重新设置再生机施工行进速度、再生开挖深度、转子转速等参数后,再重复上述试验,直至铣刨料性能参数完全符合设计要求。工程中,冷再生施工机械最佳前进速度为5~6m/min,病害严重区域应降低再生机前进速度。拌和结束后,使用振动压路机碾压就地冷再生层,具体要求如下:先使用YL-1000型振动压路机静压1~2遍,紧接着通过平地机找平,达到压实度要求后再重新振压2遍;换成YL-1500型振动压路机持续振压2~4遍,结束后检测碾压路段的压实度及含水率等指标,达到设计压实度所需碾压遍数最少的施工机械组合方案即为最佳[2]。考虑到工程施工水平及其他因素对碾压施工的不利影响,实际施工过程中的最佳碾压遍数应在施工方案所确定最佳碾压遍数基础上增加1遍。实际施工过程中,稳定料拌和过程中的含水量应在最佳含水量基础上增加0.5%~2.0%,拌和结束后碾压施工前的实际含水量与最佳含水量最为接近。
2.2旧沥青路面铣刨
工程采用水泥稀浆车进行水泥添加与摊铺。将再生混合料含水量控制在最佳含水量基础上-1.0%~-0.5%范围内,稀浆车在冷再生机的推动下前进,并按照路面病害严重程度和再生深度调整前进速度,但不能超过6~10m/min,以防止铣刨料级配范围波动过大。冷再生机铣刨施工后,还应根据两侧水平控制桩进行再生深度检查,若再生深度超出设计值的±1cm,则应查明原因并重新调整冷再生机性能参数。在施工中所使用的就地冷再生机械后面安排专人清理边线以及冷再生沥青混合料中的杂质和摊铺过程中机械缝隙中遗漏的余料,同时还应采用长度与路基宽度相同的直尺量测摊铺施工后再生材料的平整度。
2.3碾压整平
工程施工路段碾压方案的制定过程中必须充分考虑到各路段、各部分的碾压次数相同,对于路堤两侧必须在设计碾压遍数之上再多碾压2~3遍。初压达设计压实遍数后,还应确保再生层底部70%厚度以内压实度符合设计要求。对于施工路段与就地冷再生机械外边缘之间的路段,必须将压路机的施工速度严格保持在2.5~3.5km/h,待施工路段旧铣刨料再生及初压全部完成后,通过平地机作整平处理。之后,采用单钢轮振动压路机按照施工方案再次碾压,前2遍的碾压速度应控制在1.5~1.8km/h,从第3遍开始碾压速度提升至2.0~2.5km/h。复压结束后改用胶轮压路机进行终压。碾压施工过程中,如果路面再生层出现推移、起皮等情况,必须开挖后掺加适量水泥重新拌和,待材料满足设计要求后重新摊铺。拌和及整平后的水稳再生层必须在水泥材料初凝前完成碾压施工,并达到设计密实度,以保证沥青路面就地冷再生预防性养护施工的质量。
2.4接缝处理
道路宽度不足7.0m的路段纵向接缝较多。为减少纵向接缝设置数量,应全幅施工。一般而言,路面铺筑层的厚度越大,材料粒度和重叠量也越大,但因蒸发小而更有利于含水量控制。所以,若前后两次碾压施工的时间间隔超过12h,则应适当控制路面材料的厚度与重叠量。根据铣刨摊铺的路宽、压路机的轮宽和轮间距等参数制定相应的碾压方案。路面两侧较路中央应多碾压2~3遍。再生机械铣刨作业时,后面应紧跟一台单钢轮的振动压路机进行初压,高幅低频碾压3~4遍,碾压速率不应超过3km/h。碾压遍数是根据再生层底部的2/3厚度范围来确定,以确保其质量符合要求。测量人员需及时监测纵断面的高程和横坡度,可以通过对旧沥青路面整形的方式来“调坡”和“调拱”,以确保压实成型后路面具有较好的平整度。
结语
沥青路面具有平整度好、耐久性强、行车舒适等特点,在我国公路建设中得到了广泛应用。然而,在行车荷载和自然因素作用下,沥青路面出现了不同程度的病害。如何科学、经济、有效地进行沥青路面维修养护成为了关键。为了充分利用原有路面材料,大幅提升路面性能,就地冷再生技术因其自身优异的性能得到了广泛应用。本文结合具体案例和路况病害调查情况,阐述了就地冷再生施工工艺,以期有效提升公路工程使用效果,延长工程使用寿命。
参考文献
[1]王勇.浅析就地冷再生技术在沥青道路大修中的应用[J].山西建筑,2010,36(27):260-261.
[2]董志伟.沥青路面冷再生技术在承德市干线公路养护中的应用研究[D].天津:河北工业大学,2010.
[3]交通运输部公路科学研究院.公路工程沥青及沥青混合料试验规程:JTGE20—2011[S].北京:人民交通出版社,2011.
[4]交通运输部公路科学研究院.公路沥青路面再生技术规范:JTG/T5521—2019[M].北京:人民交通出版社股份有限公司,2019.