閆戰(zhàn)磊 魯銀亮 崔革
摘 要:乳化瀝青冷再生施工工藝在公路基層養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用的較多,能夠以較低的成本實(shí)現(xiàn)良好的養(yǎng)護(hù)效果?;诖?,本文詳細(xì)分析了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn),希望能夠起到一定的借鑒性作用。
關(guān)鍵詞:就地冷再生;瀝青;高速公路
1 乳化瀝青就地冷再生技術(shù)施工工藝
乳化瀝青原理。對瀝青進(jìn)行乳化,可使得瀝青粘度有效降低,便于在常溫下進(jìn)行瀝青混合料生產(chǎn)。乳化瀝青在常溫下呈液態(tài),表現(xiàn)出很好的流動(dòng)性,在再生料中呈瀝青微滴狀態(tài)。在進(jìn)行再生料拌和時(shí),由于乳化瀝青顆粒表面電荷與集料表面電荷發(fā)生中和反應(yīng)。同時(shí)再生料鋪攤后,在水分蒸發(fā)作用下,瀝青微滴從乳化液中分離出來,相互靠近粘結(jié)形成瀝青膜,這就是瀝青乳液的分解與破乳,主要對混合料后期強(qiáng)度有較大影響。
乳化瀝青冷再生料的強(qiáng)度形成過程就是廢舊料和新礦料及乳化瀝青全面混合的過程。當(dāng)與集料接觸時(shí),乳化瀝青優(yōu)先分布于礦粉上,包裹粒徑較大集料,內(nèi)摩擦力和內(nèi)聚力使得再生料具有良好的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性,具備良好的耐久性。
2 工程概況
寧宿徐高速公路近90%路段在“十三五”期間都將接近或超過設(shè)計(jì)使用年限,根據(jù)公司《寧宿徐高速公路瀝青路面性能評估及“十三五”養(yǎng)護(hù)規(guī)劃研究》計(jì)劃安排。為切實(shí)提高路面的使用性能,保障高速公路的安全暢通,加強(qiáng)道路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù),對S49新?lián)P高速的K66+500--K123+000和S96宿遷支線K6+367--K7+500雙向路段實(shí)施路面大修工程,主要采取SMA罩面和就地?zé)嵩偕鷥煞N方式。根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求,路面大修應(yīng)用超過2.9單車道·公里乳化瀝青就地冷再生技術(shù)。
3 乳化瀝青冷再生料設(shè)計(jì)
在混合料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,再生料配合比設(shè)計(jì)是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。合理的再生料配合比設(shè)計(jì),能有效確保成型后的路面具有足夠強(qiáng)度和良好的路用性能。采用廠拌冷再生技術(shù),混合料級配能夠在更大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整,容易控制混合料拌和與施工質(zhì)量,確保瀝青再生料質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
配合比設(shè)計(jì)的基本流程:隨機(jī)取樣,低溫烘干確定含水量;分析得出銑刨料級配及瀝青含量;確定最佳用水量;乳化瀝青最佳用量的確定。
用于廠拌冷再生的銑刨料須經(jīng)過破碎、篩分后方可使用。一般分成0mm~10mm和10mm~30mm兩檔。對回收料的含水率進(jìn)行測定、級配、瀝青含量和砂當(dāng)量進(jìn)行檢測。以采用的銑刨料各項(xiàng)參數(shù)為基礎(chǔ),通過進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),進(jìn)行新舊料比例調(diào)整,確?;旌狭霞壟錆M足路面結(jié)構(gòu)層要求。
確定最佳含水率及最大干密度。拌和用水量確定時(shí),先在混合料中摻入4%乳化瀝青,依據(jù)設(shè)計(jì)要求變化含水率進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn),最佳含水率采用最大干密度時(shí)的含水率。
乳化瀝青冷再生混合料性能驗(yàn)證試驗(yàn)。以含水量間距為0.5%~1.0%進(jìn)行試件制備,試件成型采用二次擊實(shí)方法。先將拌和均勻的乳化瀝青試樣雙面擊實(shí)50次,將試樣連同試模側(cè)放于60℃鼓風(fēng)烘箱中養(yǎng)生40h,從烘箱中取出后,立即馬歇爾雙面擊實(shí)25次,側(cè)放于室內(nèi)冷卻后進(jìn)行性能檢測,綜合確定乳化瀝青用量。同時(shí),還須對試件進(jìn)行凍融劈裂等試驗(yàn),要求各試驗(yàn)結(jié)果符合要求。
瀝青混合料的空隙率不僅會(huì)直接影響混合料各項(xiàng)性能,其大小和結(jié)構(gòu)還會(huì)影響混合料養(yǎng)生,應(yīng)對其進(jìn)行控制。與泡沫瀝青混合料相比,乳化瀝青混合料孔隙偏小,易成封閉狀態(tài),則其水分散失慢,強(qiáng)度增長速度慢。
4 乳化瀝青冷再生施工過程
1)施工前準(zhǔn)備與材料用量。乳化瀝青就地冷再生利用舊面層瀝青混合料進(jìn)行再生,再生混合料作為中下面層。根據(jù)本次寧宿徐高速公路實(shí)際狀況,選擇首次再生的車道,以車道兩側(cè)標(biāo)線作為冷再生施工的邊界。根據(jù)再生機(jī)每次銑刨寬度為3.8m,標(biāo)好再生的兩條邊線。先借助森林滅火鼓風(fēng)機(jī)來吹干凈原路面上的浮塵,也可以采用人工清掃的方式,保證舊路表面層是干凈整潔,沒有任何雜物或是灰塵的,然后再通過水泥撒布車來對水泥進(jìn)行撒布,在這個(gè)過程當(dāng)中要確保施工區(qū)域環(huán)境不會(huì)受到飛揚(yáng)的水泥的污染。灑布過程當(dāng)中為確保施工邊線不會(huì)被覆蓋住需要在兩邊都空出來10cm左右。根據(jù)水泥用量2.2%,乳化瀝青用量3.3%計(jì)算,每平方需要添加水泥4.4kg,乳化瀝青6.6kg。
2)就地冷再生攤鋪。就地冷再生的攤鋪過程當(dāng)中需要使用到再生機(jī)、水車等CIR900系統(tǒng)設(shè)備,且確保所輸入的每一項(xiàng)再生相關(guān)數(shù)據(jù)都是正確的,乳化瀝青冷再生混合料直接由皮帶運(yùn)至攤鋪機(jī)料斗。冷再生混合料采用熱拌瀝青混合料攤鋪方法進(jìn)行攤鋪,要求緩慢、均勻、不間斷。本項(xiàng)目使用兩臺性能相同攤鋪機(jī)組成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪,便于進(jìn)行標(biāo)高、再生層平整度控制。要求兩幅間有30cm~60cm寬度搭接,保證搭接縫為濕接縫,躲開車道輪跡。
冷再生混合料攤鋪前,無需進(jìn)行熨平板加熱,只需涂少量防粘劑。乳化瀝青混合料盡量不要分層鋪筑,確需多層鋪筑時(shí),在鋪上一層前須養(yǎng)生2d~5d。為防止混合料出現(xiàn)離析,對攤鋪機(jī)速度進(jìn)行控制,要求控制在2m/min~5m/min,不得隨意變速或停頓。根據(jù)試驗(yàn)路段結(jié)果確定松鋪系數(shù),要求單層壓實(shí)后最大厚度不大于16cm,最小厚度不小于8cm。在攤鋪過程中,由專人進(jìn)行攤鋪層厚度及路拱、橫坡等檢查,對鋪攤?cè)毕菁皶r(shí)進(jìn)行人工找補(bǔ),對特別嚴(yán)重路段須整層鏟除。
3)碾壓工藝。碾壓作業(yè)可劃分成初壓、復(fù)壓與終壓三個(gè)階段,須結(jié)合現(xiàn)場冷再生的實(shí)際情況來調(diào)整每一個(gè)碾壓段落的長度,一般以40m左右較為適宜。下面是本工程的碾壓方案:第一、如果再生混合料是由攤鋪機(jī)攤鋪好的話,那么在混合料表面破乳以前就需要馬上用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,這樣做能夠避免增加乳化瀝青的粘度,鋼輪壓力機(jī)的粘輪問題也會(huì)得到有效解決;第二、初壓作業(yè)過程當(dāng)中,以雙鋼輪靜壓過一遍以后,再采用單鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2遍的靜退振碾壓,前后振動(dòng)碾壓2遍,如表面的水分很快就被蒸發(fā)掉了的話,那么就需要注意水分的補(bǔ)充,但須適量;第三、復(fù)壓作業(yè)時(shí)主要是以膠輪壓路機(jī)兩臺來進(jìn)行碾壓,一般要結(jié)合混合料的性能、壓路機(jī)的類型等多方面因素來決定碾壓的次數(shù),本工程采用6~8遍。第四、根據(jù)施工技術(shù)規(guī)程,復(fù)壓后無輪跡或者壓實(shí)度滿足,無須終壓。本項(xiàng)目采取增加復(fù)壓遍數(shù)以消除輪跡。第五、碾壓攤鋪的再生料之后,兩個(gè)小時(shí)之內(nèi)禁止車輛通行,確保養(yǎng)生要充足,以免行駛的車輛會(huì)導(dǎo)致路面出現(xiàn)松散,具體需要多長時(shí)間來進(jìn)行養(yǎng)生需要根據(jù)現(xiàn)場來定。
為避免壓路機(jī)輪被冷再生料所粘結(jié),在采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓的過程當(dāng)中可噴少量的水霧。碾壓過程當(dāng)中除非不得已,否則不能出現(xiàn)掉頭或是剎車的情況,并禁止在相同斷面上停留,碾壓位置應(yīng)該是階梯狀的。初壓的碾壓速度以2~3km/h為宜,復(fù)壓則控制在3~6km/h之內(nèi),終壓的碾壓速度一般是2.5~5km/h。
4)養(yǎng)生。冷再生下面層須養(yǎng)生一段時(shí)間之后,確保能夠進(jìn)一步蒸發(fā)或是揮發(fā)混合料當(dāng)中的水分,從而增強(qiáng)路面強(qiáng)度之后才能開始對罩面層進(jìn)行鋪筑。如果氣候條件比較好的話,那么3到7天的養(yǎng)生期即可,養(yǎng)生期間禁止有車輛通行。養(yǎng)生結(jié)束以后,鉆芯取樣芯樣成型完整時(shí),加鋪封層和罩面層。
5 結(jié)束語
冷再生技術(shù)具有節(jié)約資源、縮短施工周期、減少環(huán)境污染等特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用的過程中,具有較多的要點(diǎn),必須結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析。在養(yǎng)護(hù)的過程中,應(yīng)對其特點(diǎn)進(jìn)行把握,聯(lián)系理論與實(shí)踐,不斷細(xì)化整個(gè)施工流程,同時(shí),加強(qiáng)質(zhì)量控制,真正發(fā)揮出這項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值。
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