舊瀝青路面材料在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張亞男

摘要：瀝青是一種高分子化合物，隨著使用時(shí)間的增加，會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，但此種老化現(xiàn)象并非物理性質(zhì)的老化，而是瀝青的化學(xué)成分發(fā)生了一定的變化，降低瀝青的黏結(jié)性，引發(fā)路面破損。如果恢復(fù)了瀝青的活性，就能實(shí)現(xiàn)瀝青的重復(fù)利用。目前，重復(fù)利用瀝青的主要方法是在舊瀝青路面材料中加入能使瀝青再生的催化劑，并進(jìn)行熱處理，以恢復(fù)瀝青的化學(xué)性質(zhì)。該方法能夠很好地應(yīng)用于公路設(shè)計(jì)中，具有良好的推廣價(jià)值。因此，開展舊瀝青路面材料在公路設(shè)計(jì)工程中的應(yīng)用分析尤為必要。

關(guān)鍵詞：舊瀝青路面材料;公路設(shè)計(jì)工程;應(yīng)用

引言

瀝青路面在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該進(jìn)行交通量的合理預(yù)測(cè)和分析，然后選擇最佳的施工材料、確定合理的配合比參數(shù)，能夠保證各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠達(dá)到設(shè)計(jì)厚度的要求，且路面排水能夠與達(dá)到其他工程的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。在公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該計(jì)算確定在一個(gè)年度范圍內(nèi)一個(gè)車道累計(jì)當(dāng)量軸次和設(shè)計(jì)彎沉值參數(shù)。然后是以基土類型和干濕條件，并且需要明確回彈模量參數(shù)。然后就是確定合適的幾套方案，能夠明確厚度參數(shù)，最終選擇合適的施工材料進(jìn)行配比試驗(yàn)，最終能夠確定符合要求的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，能夠達(dá)到公路的質(zhì)量要求。

1、瀝青路面的交通荷載設(shè)計(jì)規(guī)范

計(jì)算參數(shù)中的交通量，可參照待建道路的可行性研究報(bào)告，綜合當(dāng)?shù)亟煌ㄓ^測(cè)站，或?qū)嵉卦O(shè)置站點(diǎn)（改建道路）進(jìn)行觀測(cè);交通量年平均增長率，應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)和功能及經(jīng)濟(jì)和交通發(fā)展，通過調(diào)查分析確定;方向系數(shù)和車道系數(shù)可通過交通量觀測(cè)（改建道路）或按照規(guī)范給定的參考值選取;車輛類型組成指2～11類車各自所占的比例，可通過實(shí)際調(diào)查（改建道路）或根據(jù)建設(shè)地當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值與參考值選取。當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)的計(jì)算比設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)計(jì)算多出一項(xiàng)參數(shù)，即軸重組成。這是由于設(shè)計(jì)交通荷載等級(jí)只需統(tǒng)計(jì)車輛數(shù)量，而當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)則需要計(jì)算出每一類車的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)，并且即使是同一類車，也會(huì)因?yàn)檠b載量的不同導(dǎo)致實(shí)際軸重存在差異。規(guī)范中規(guī)定，對(duì)于改建道路，可以通過對(duì)原有道路調(diào)查，得出各類車軸型與軸重分布情況，據(jù)此作為設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)的參數(shù);而對(duì)于新建道路，由于無法進(jìn)行實(shí)際道路交通情況調(diào)查，故可通過不同類型車輛在滿載和非滿載情況下的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)與滿載和非滿載車輛的比例相乘表示各類車的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)。其中，滿載和非滿載時(shí)的當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載換算系數(shù)以及比例可按設(shè)計(jì)地當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)選取或按照規(guī)范給出的參考值選取。

2、舊瀝青混合料在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1設(shè)計(jì)過程中考慮排水工程的周期性

公路路基路面排水施工工程因其使用量大、使用時(shí)間長，工程的質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題。長時(shí)間的水泡、風(fēng)蝕都會(huì)對(duì)公路路基路面排水工程造成極大的損壞。長時(shí)間的水流沖刷可能導(dǎo)致公路工程滲水，而當(dāng)水滲透到灌溉工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)中時(shí)，就會(huì)對(duì)工程造成極大的損害，嚴(yán)重影響到工程壽命，同時(shí)，人們往往對(duì)水流情況不重視，水流中含有大量泥沙，最終會(huì)阻塞渠道。而長時(shí)間的風(fēng)蝕會(huì)對(duì)工程表面造成極大的損害，使公路路基路面排水工程表面保護(hù)層起皮脫落等。這些問題很難從根本上解決，但可以通過一系列措施對(duì)其進(jìn)行有效緩解。在路基路面排水設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)人員應(yīng)該考慮到排水工程的周期性，并在設(shè)計(jì)說明中進(jìn)行注明，也需要運(yùn)營單位加強(qiáng)平時(shí)對(duì)公路路基路面排水施工工程的監(jiān)督，每1～2年就通過相應(yīng)的施工團(tuán)隊(duì)對(duì)其進(jìn)行檢查。對(duì)于路基路面排水施工工程中的小問題，不能任其發(fā)展，要及時(shí)予以解決。

2.2抗剝落設(shè)計(jì)

在降雨較多的地區(qū)，如果將酸性集料作為粗集料，則不論石料和瀝青之間的黏附性能否達(dá)到相關(guān)要求，均需摻加一定量的水泥或消石灰，以增強(qiáng)抗剝落性能。此外，還可在混合料當(dāng)中適當(dāng)摻加抗剝落劑，確保水穩(wěn)定性指標(biāo)達(dá)到相關(guān)要求，從而防止水損害等現(xiàn)象的發(fā)生，延長路面的使用壽命。

2.3礦料的合成級(jí)配

現(xiàn)行規(guī)范提出了不同混合料的相應(yīng)級(jí)配范圍，在使用中應(yīng)注意級(jí)配線具體走向，不可單純走中值。特別是在潮濕且炎熱的地區(qū)，需參考同類工程經(jīng)驗(yàn)，采用骨架密級(jí)配并配合成S型集配曲線。對(duì)礦料級(jí)配實(shí)施設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)減少一定的粗骨料用量，并減少粒徑小于0.6mm的部分，對(duì)礦粉比例進(jìn)行嚴(yán)格控制，增加中檔粗集料。該S形曲線為嵌擠骨架級(jí)配，其空隙率較小，能有效防止?jié)B水，且高溫穩(wěn)定性相對(duì)較好，在表面形成一定的構(gòu)造深度。

2.4BIM在設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用

由于專業(yè)存在差異，不同的專業(yè)組在實(shí)際開展公路勘察設(shè)計(jì)工作的過程中，很難實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)協(xié)同設(shè)計(jì)，各專業(yè)組之間存在過強(qiáng)的獨(dú)立性，無法將有效的協(xié)調(diào)工作進(jìn)行深度落實(shí)，通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地形以及路線數(shù)字化平臺(tái)模型的構(gòu)建，同時(shí)使得不同專業(yè)組能夠在平臺(tái)模型的基礎(chǔ)上開展實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)協(xié)同設(shè)計(jì)，并且通過對(duì)BIM平臺(tái)數(shù)據(jù)的快速訪問以及BIM審核批準(zhǔn)等功能的利用，使得分布式多領(lǐng)域設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和效率得到有效提升。

3、舊瀝青混合料在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

3.1乳化舊瀝青廠拌冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)

經(jīng)過多年乳化舊瀝青廠拌冷再生的工程應(yīng)用，普遍認(rèn)為乳化舊瀝青廠拌冷再生原材料的檢測(cè)主要有：破碎篩分后RAP的級(jí)配、新集料的級(jí)配檢測(cè)，乳化舊瀝青、水泥、礦粉各指標(biāo)檢測(cè)。乳化舊瀝青是由基質(zhì)瀝青與乳化劑混合調(diào)制而成，基質(zhì)瀝青的技術(shù)性能直接影響乳化舊瀝青的質(zhì)量。在原材料的檢驗(yàn)中要特別關(guān)注基質(zhì)瀝青的跟蹤檢測(cè)?；|(zhì)瀝青的檢測(cè)指標(biāo)按照普通瀝青規(guī)范要求檢測(cè)。目前冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾法進(jìn)行，根據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTGF41-2008）中的級(jí)配范圍，選擇適合的工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍，確定再生混合料的摻配比例。通過擊實(shí)試驗(yàn)，確定最大干密度和最佳含水量。采用馬歇爾法成型試件，通過檢測(cè)空隙率、劈裂強(qiáng)度、干濕劈裂強(qiáng)度比等指標(biāo)，確定最佳乳化舊瀝青用量。然后檢驗(yàn)配合比高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，檢測(cè)是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。劈裂強(qiáng)度是評(píng)價(jià)混合料性能的最重要指標(biāo)之一，其大小直接決定了冷再生混合料的路用性能和使用壽命，施工過程中如果級(jí)配、乳化舊瀝青等發(fā)生變化，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注這一指標(biāo)的變化。混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)要注意觀察乳化舊瀝青的化學(xué)活性和舊料的化學(xué)活性是否匹配，乳化舊瀝青和RAP料的配伍性能好，混合料拌和后裹覆均勻、無花白料、和易性好、不離析。

3.2材料的回收、加工

（1）材料回收。精準(zhǔn)界定待修繕路段的覆蓋范圍，于周邊設(shè)置安全警示標(biāo)志，減少外部因素對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的干擾。以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)組織測(cè)量放線。全面清理路面的泥土、灰塵等不利于正常施工的雜物，待該處維持潔凈的狀態(tài)后用銑刨機(jī)處理，獲得舊瀝青路面材料。（2）材料加工。破碎是重點(diǎn)加工工序，可使用碎石機(jī)或打砂機(jī)完成。遇夏季高溫施工時(shí)段時(shí)，易受高溫影響出現(xiàn)破碎機(jī)口粘連材料的情況，此時(shí)較適宜的是向舊料中灑水降溫或向舊材料中摻入20%的新石料，確保經(jīng)處理后的材料滿足級(jí)配要求。

結(jié)束語

舊瀝青路面材料在公路工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠節(jié)約大量的瀝青、砂石等原材料，節(jié)省工程投資，同時(shí)有利于處理廢料，保護(hù)環(huán)境，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。

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