公路工程改造中就地熱再生技術應用

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公路工程改造中就地熱再生技術應用

摘要:為提升公路質量,對某公路進行路面病害深度檢測,采用就地熱再生技術對本路段進行改造。分析了就地熱再生技術原理及優勢,提出了就地熱再生施工技術要點,即路面病害處治、瀝青路面加熱、摻加再生劑及瀝青材料、新舊料復拌、攤鋪施工、碾壓施工技術要點。

關鍵詞:就地熱;再生工藝;公路工程;改造;應用

0引言

公路工程總長23.4km,路面存在不同程度的病害,對車輛行駛造成了隱患。為確保公路改造質量,需要在早期采取微表處技術,實現公路路面的預防性養護處理,但并不能完全根除原有路面中存在的病害,所以施工方結合路面實際,采用就地熱再生技術對本路段進行改造。

1路面病害分析

公路工程路基路面主要存在碾壓車轍、橫縱向裂縫及不同程度的凹坑。為確定路基路面的損傷深度,采用鉆芯取樣法進行檢測。通過對路面病害的深度檢測發現,該施工路段上下游部分的病害差別較大。根據道路病害嚴重程度,鉆芯取樣選擇在改造路段的上行車道部分進行。在車道輪軌帶位置及路肩位置預設22個取樣點,所設的芯樣中,有50%的芯樣存在裂紋,導致中下層破壞,其中一個芯樣在網格裂紋處較松散,無法形成,結果表明,輪軌帶縱裂處中下層損傷率達78%,這意味著瀝青路面的冷再生基層受到了不同程度的破壞。不同位置的采樣數據結果有很大差別,其中芯樣比較完整的均分布在車道中心和路肩,位于縱向裂縫中的巖芯樣大多呈現貫通性裂縫,導致路面路基的上中下層之間分離,部分出現斷面。為查明病害原因,需要明確路面病害是否與路基結構的深度損傷有關,因此需要進行深度檢測。采用彎沉試驗,結果見表1。由此可見,向上方向的路面破壞更為嚴重。實測彎沉與原路面設計的彎沉33(0.01mm)標準相比,彎沉值要遠小于原路面值,表明本改造段路面的路基結構比較完整。

2就地熱再生技術原理及優勢

檢測廢舊瀝青發現,瀝青油分含量減少,但膠質、瀝青質含量卻有所提升,這是出現瀝青老化現象的根本原因。將新瀝青材料、再生劑適量摻加到舊瀝青內,均勻拌和,可構成再生瀝青,這種材料相比普通瀝青材料,性能更具優勢。就地熱再生技術是在瀝青再生基礎上發展起來的,是指通過專用設備進行瀝青路面加熱、銑刨、復拌等施工工藝達到修復路面病害的目的。瀝青混凝土路面的設計基本理論為全連接彈性體系,如果層間連接不好,則層間剪應力將大大增加。應用就地熱再生技術,可實現舊路面與路面再生層之間的熱連接,改善路面級配,降低空隙率??砂丛访婕壟浠謴驮O計,提高道路路面的使用性能,延緩瀝青路面的反射裂縫。應用就地熱再生技術,可很好地控制裂縫或起到延緩作用,能夠充分利用工程材料,實現節能環保。

3就地熱再生施工技術要點

3.1路面病害處治。因本工程路面損害嚴重,多車轍、裂縫現象,需對原路面病害是否修復進行判定。若原路面無法修復,需局部做預處理施工。若路面可修復,應根據病害嚴重程度,合理選擇處理方式。針對車轍病害,當長度在500m以上時,采用表面層就地熱再生方法施工,利用復拌熱再生處理,嚴控再生深度。長度在500m以內時,需先做車轍處銑刨,粘貼抗裂貼,并灑布改性乳化瀝青黏層。針對裂縫病害,當縫寬在0.5cm以下時,需在擴縫之后再灌縫處理。當縫寬在0.5cm以上時,可先清縫,再灌縫處理。

3.2瀝青路面加熱。根據施工要求,需要多輛加熱機械同時施工,相鄰兩輛設備距離控制在1m左右。溫度是加熱施工的關鍵,若溫度過高,極易出現路面瀝青老化問題。若溫度過低,則會影響路面強度,無法有效壓實,所以需在整個過程中利用遠紅外測溫槍進行實時測量,保證溫度適宜。

3.3摻加再生劑及瀝青材料。加熱機與銑刨機前后行駛,當銑刨鼓下降時,需要再生劑、新瀝青材料同時噴灑。瀝青路面銑刨過程中,針對路面軟化情況,充分拌和軟化瀝青,保證混合料的均勻性。在道路中間位置噴灑軟化瀝青,形成混合料集中帶,為鋪筑路面提供便利,此時需將材料溫度控制在110℃左右。銑刨速度需和瀝青再生劑、新拌混合料噴灑裝置的速度一致,保證配置合理。

3.4新舊料復拌。銑刨機后方緊跟自卸車、復拌機?;旌狭贤ㄟ^自卸車向復拌機卸料,再行駛至銑刨機后方。利用刮板將復拌機料斗內的混合料堆放至料堆上,通過螺旋分料器均勻拌和。完成拌和作業后,需及時攤鋪、整平混合料,再通過復拌機加熱板進行加熱施工,并攪拌、攤鋪。根據工程建設需要,可選擇復拌機和新料摻加同步系統,按照復拌機行駛速度,做好新料摻加量控制。受料斗兩側指派專人負責摻加新料,保證混合料摻加量、攪拌情況滿足設計要求。

3.5攤鋪施工。攤鋪機與復拌機同步施工,且行駛速度保持一致,盡可能縮短安全間距。攤鋪過程中,為保證中上面層具有良好熱黏結性能,要將攤鋪溫度控制在120℃~125℃。攤鋪應始終堅持連續、均勻、緩慢施工原則,嚴禁中途停車。如果混合料分離或攤鋪不均勻,需要及時處理。攤鋪如果不符合施工要求,可適當調整,通常將攤鋪速度控制在1.5~4.0m/min。還應初步完成整平工作,采用夯錘進行路面整平,保證壓實度在85%左右。相比新瀝青混合料,再生瀝青混合料溫度較低,可增大熨平板振搗功率,盡可能增強密實度,降低熱量消散速度。為確保縱向接縫順平,須根據設計要求確定松鋪系數。

3.6碾壓施工。就地熱再生施工壓路機壓實分為3個環節,即第一壓力、第二壓力和最終壓力。當初始壓力大于12t時,可采用振動壓路機進行施工,次數為2~3次,其中靜壓力為1倍,振動壓力為2~3倍,碾壓速度為2.0~2.5km/h,溫度不宜低于120℃。4~6次碾壓,應采用25t以上的膠輥進行,碾壓速度應為4.0~5.0km/h,溫度不低于110℃,最終壓實可達2~3次以上。路面壓實采用振動壓路機12t以上,有效壓實路基層。整個路基層壓軋過程中,始終保持路面再生層的濕潤,但需要控制水量。

參考文獻:

[1]趙譜,楊群,秦崇良,等.國省干線瀝青路面就地熱再生養護技術[J].科技視界,2017,(20):103-105.

作者:王海新 單位:內蒙古交通職業技術學院道路橋梁工程系

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