公路工程改造中就地热再生技术应用

公路工程改造中就地热再生技术应用

摘要:为提升公路质量,对某公路进行路面病害深度检测,采用就地热再生技术对本路段进行改造。分析了就地热再生技术原理及优势,提出了就地热再生施工技术要点,即路面病害处治、沥青路面加热、掺加再生剂及沥青材料、新旧料复拌、摊铺施工、碾压施工技术要点。

关键词:就地热;再生工艺;公路工程;改造;应用

0引言

公路工程总长23.4km,路面存在不同程度的病害,对车辆行驶造成了隐患。为确保公路改造质量,需要在早期采取微表处技术,实现公路路面的预防性养护处理,但并不能完全根除原有路面中存在的病害,所以施工方结合路面实际,采用就地热再生技术对本路段进行改造。

1路面病害分析

公路工程路基路面主要存在碾压车辙、横纵向裂缝及不同程度的凹坑。为确定路基路面的损伤深度,采用钻芯取样法进行检测。通过对路面病害的深度检测发现,该施工路段上下游部分的病害差别较大。根据道路病害严重程度,钻芯取样选择在改造路段的上行车道部分进行。在车道轮轨带位置及路肩位置预设22个取样点,所设的芯样中,有50%的芯样存在裂纹,导致中下层破坏,其中一个芯样在网格裂纹处较松散,无法形成,结果表明,轮轨带纵裂处中下层损伤率达78%,这意味着沥青路面的冷再生基层受到了不同程度的破坏。不同位置的采样数据结果有很大差别,其中芯样比较完整的均分布在车道中心和路肩,位于纵向裂缝中的岩芯样大多呈现贯通性裂缝,导致路面路基的上中下层之间分离,部分出现断面。为查明病害原因,需要明确路面病害是否与路基结构的深度损伤有关,因此需要进行深度检测。采用弯沉试验,结果见表1。由此可见,向上方向的路面破坏更为严重。实测弯沉与原路面设计的弯沉33(0.01mm)标准相比,弯沉值要远小于原路面值,表明本改造段路面的路基结构比较完整。

2就地热再生技术原理及优势

检测废旧沥青发现,沥青油分含量减少,但胶质、沥青质含量却有所提升,这是出现沥青老化现象的根本原因。将新沥青材料、再生剂适量掺加到旧沥青内,均匀拌和,可构成再生沥青,这种材料相比普通沥青材料,性能更具优势。就地热再生技术是在沥青再生基础上发展起来的,是指通过专用设备进行沥青路面加热、铣刨、复拌等施工工艺达到修复路面病害的目的。沥青混凝土路面的设计基本理论为全连接弹性体系,如果层间连接不好,则层间剪应力将大大增加。应用就地热再生技术,可实现旧路面与路面再生层之间的热连接,改善路面级配,降低空隙率。可按原路面级配恢复原设计,提高道路路面的使用性能,延缓沥青路面的反射裂缝。应用就地热再生技术,可很好地控制裂缝或起到延缓作用,能够充分利用工程材料,实现节能环保。

3就地热再生施工技术要点

3.1路面病害处治。因本工程路面损害严重,多车辙、裂缝现象,需对原路面病害是否修复进行判定。若原路面无法修复,需局部做预处理施工。若路面可修复,应根据病害严重程度,合理选择处理方式。针对车辙病害,当长度在500m以上时,采用表面层就地热再生方法施工,利用复拌热再生处理,严控再生深度。长度在500m以内时,需先做车辙处铣刨,粘贴抗裂贴,并洒布改性乳化沥青黏层。针对裂缝病害,当缝宽在0.5cm以下时,需在扩缝之后再灌缝处理。当缝宽在0.5cm以上时,可先清缝,再灌缝处理。

3.2沥青路面加热。根据施工要求,需要多辆加热机械同时施工,相邻两辆设备距离控制在1m左右。温度是加热施工的关键,若温度过高,极易出现路面沥青老化问题。若温度过低,则会影响路面强度,无法有效压实,所以需在整个过程中利用远红外测温枪进行实时测量,保证温度适宜。

3.3掺加再生剂及沥青材料。加热机与铣刨机前后行驶,当铣刨鼓下降时,需要再生剂、新沥青材料同时喷洒。沥青路面铣刨过程中,针对路面软化情况,充分拌和软化沥青,保证混合料的均匀性。在道路中间位置喷洒软化沥青,形成混合料集中带,为铺筑路面提供便利,此时需将材料温度控制在110℃左右。铣刨速度需和沥青再生剂、新拌混合料喷洒装置的速度一致,保证配置合理。

3.4新旧料复拌。铣刨机后方紧跟自卸车、复拌机。混合料通过自卸车向复拌机卸料,再行驶至铣刨机后方。利用刮板将复拌机料斗内的混合料堆放至料堆上,通过螺旋分料器均匀拌和。完成拌和作业后,需及时摊铺、整平混合料,再通过复拌机加热板进行加热施工,并搅拌、摊铺。根据工程建设需要,可选择复拌机和新料掺加同步系统,按照复拌机行驶速度,做好新料掺加量控制。受料斗两侧指派专人负责掺加新料,保证混合料掺加量、搅拌情况满足设计要求。

3.5摊铺施工。摊铺机与复拌机同步施工,且行驶速度保持一致,尽可能缩短安全间距。摊铺过程中,为保证中上面层具有良好热黏结性能,要将摊铺温度控制在120℃~125℃。摊铺应始终坚持连续、均匀、缓慢施工原则,严禁中途停车。如果混合料分离或摊铺不均匀,需要及时处理。摊铺如果不符合施工要求,可适当调整,通常将摊铺速度控制在1.5~4.0m/min。还应初步完成整平工作,采用夯锤进行路面整平,保证压实度在85%左右。相比新沥青混合料,再生沥青混合料温度较低,可增大熨平板振捣功率,尽可能增强密实度,降低热量消散速度。为确保纵向接缝顺平,须根据设计要求确定松铺系数。

3.6碾压施工。就地热再生施工压路机压实分为3个环节,即第一压力、第二压力和最终压力。当初始压力大于12t时,可采用振动压路机进行施工,次数为2~3次,其中静压力为1倍,振动压力为2~3倍,碾压速度为2.0~2.5km/h,温度不宜低于120℃。4~6次碾压,应采用25t以上的胶辊进行,碾压速度应为4.0~5.0km/h,温度不低于110℃,最终压实可达2~3次以上。路面压实采用振动压路机12t以上,有效压实路基层。整个路基层压轧过程中,始终保持路面再生层的湿润,但需要控制水量。

参考文献:

[1]赵谱,杨群,秦崇良,等.国省干线沥青路面就地热再生养护技术[J].科技视界,2017,(20):103-105.

作者:王海新 单位:内蒙古交通职业技术学院道路桥梁工程系