國道主干線廣州繞城公路南環(huán)段就地?zé)嵩偕夹g(shù)應(yīng)用

林曉鋒

(廣東省公路建設(shè)有限公司南環(huán)段分公司，廣東 廣州 510600)

瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)是指采用就地?zé)嵩偕鷻C組，對舊瀝青路面加熱、耙松后加入再生劑、新瀝青混合料等材料，在施工現(xiàn)場拌和后直接鋪筑回原路面的施工技術(shù)。這項技術(shù)對交通干擾小，施工速度快，并能夠做到100%利用廢舊瀝青混合料，因此近年來在中國逐步得到了推廣應(yīng)用。但是該項技術(shù)對于廣東高溫多雨氣候的適用性，尤其是不同就地?zé)嵩偕に嚨倪m用性總結(jié)仍然十分缺乏，2018年12月，廣州繞城高速公路南環(huán)段對勒流互通匝道和部分主線段實施就地?zé)嵩偕幹?，旨在研究就地?zé)嵩偕に嚰捌湓跐駸岬貐^(qū)的適用性。

1 原路面狀況及路面結(jié)構(gòu)方案

1.1 原路面狀況

在就地?zé)嵩偕蔚睦樟骰ネ―匝道輪跡帶處取樣，對原路面舊混合料在室內(nèi)進(jìn)行加熱，采用抽提法提取舊瀝青，并在舊瀝青中加入不同摻量的再生劑，檢測其針入度、軟化點和135 ℃運動黏度指標(biāo)，檢測結(jié)果如表1所示，其中再生劑的添加量為舊瀝青質(zhì)量的百分比。

表1 舊瀝青及加入不同摻量再生劑后檢測結(jié)果

舊瀝青原樣針入度為26(0.1 mm)，滿足規(guī)范中關(guān)于就地?zé)嵩偕鸀r青指標(biāo)要求；對原路面舊混合料在室內(nèi)進(jìn)行加熱，用抽提法提取全部礦料，篩分檢測結(jié)果如表2。

表2 舊瀝青混合料抽提后級配(AC-13礦料級配通過率)

由檢測結(jié)果可知：原路面混合料級配超出規(guī)范規(guī)定的級配下限。

1.2 路面結(jié)構(gòu)方案

根據(jù)原路面情況，為對比不同就地?zé)嵩偕绞叫Ч?，設(shè)計了兩種就地?zé)嵩偕桨福孩?重鋪就地?zé)嵩偕?，采用就地?zé)嵩偕鷻C組加熱4 cm深度原路面后加入再生劑直接重鋪回原路面方式；② 加鋪再生方式，就地?zé)嵩偕鷻C組對4 cm深度原路面銑刨重鋪，然后灑布乳化瀝青黏結(jié)層，并在上部鋪筑2 cmSMA-10加鋪層。此次就地?zé)嵩偕訜岵捎脽犸L(fēng)加熱方式，為減少集料破碎，加熱耙松的最大深度不宜超過4 cm。其路面結(jié)構(gòu)方案如圖1所示。

圖1 路面結(jié)構(gòu)方案

2 配合比設(shè)計

2.1 就地?zé)嵩偕鸀r青混合料

對原路面舊混合料在室內(nèi)進(jìn)行加熱，采用馬歇爾擊實法，設(shè)計不同再生劑用量、不同成型溫度的熱再生混合料，檢測其理論最大相對密度、毛體積相對密度和空隙率等指標(biāo)，結(jié)果如表3所示。

由表3結(jié)果可知：不加再生劑且成型溫度為140 ℃時，瀝青混合料空隙率可滿足規(guī)范要求。

2.2 SMA-10瀝青混合料

采用馬歇爾設(shè)計方法進(jìn)行混合料配合比設(shè)計?；旌狭系V料合成級配見表4。

表4 SMA-10型礦料合成級配

混合料室內(nèi)拌和流程為：瀝青加熱溫度控制為160～165 ℃；礦料加熱溫度為190～200 ℃；混合料拌和溫度為175 ℃，擊實溫度為165～170 ℃；木質(zhì)素纖維的摻量為瀝青混合料的0.4%。調(diào)整油石比，以油石比6.0%、6.3%、6.6%成型馬歇爾試件進(jìn)行試驗，其結(jié)果見表5。

表5 SMA-10馬歇爾試驗結(jié)果

由表5可知：選取瀝青油石比6.3%所測馬歇爾指標(biāo)均滿足JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》及設(shè)計要求。

3 路用性能分析

3.1 再生瀝青混合料

在施工現(xiàn)場取耙松后的再生瀝青混合料，對就地取樣的再生瀝青混合料在室內(nèi)成型馬歇爾和車轍板試件，檢測其空隙率、殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強度比和動穩(wěn)定度，試件成型溫度為140 ℃。結(jié)果如表6所示。

表6表明：再生瀝青混合料的水穩(wěn)定性能和高溫性能均符合規(guī)范要求。

表6 再生瀝青混合料檢測結(jié)果

3.2 SMA-10瀝青混合料

采用謝倫堡瀝青析漏試驗測試其析漏損失，采用車轍試驗評價熱再生混合料高溫穩(wěn)定性能；采用肯塔堡浸水飛散試驗、浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗評價熱再生混合料水穩(wěn)定性能。室內(nèi)成型車轍板進(jìn)行滲水和構(gòu)造深度試驗，測試路面的抗滑和密水性能，試驗結(jié)果見表7。

表7 SMA-10路用性能試驗結(jié)果

由表7可知，選定最佳瀝青油石比為6.3%，所測馬歇爾試驗各項指標(biāo)、謝倫堡瀝青析漏試驗、肯塔堡飛散試驗均符合JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對改性瀝青混合料SMA-10的技術(shù)要求。瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗、高溫穩(wěn)定性車轍試驗、瀝青混合料試件滲水試驗結(jié)果均符合JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對改性瀝青混合料SMA-10的技術(shù)要求。

4 應(yīng)用效果評價

4.1 復(fù)拌再生層

在勒流互通C、D匝道對施工的就地?zé)嵩偕访孢M(jìn)行取樣，取樣處未加再生劑，室內(nèi)抽提篩分其油石比并檢測提取瀝青的針入度、軟化點和135 ℃運動黏度，結(jié)果如表8所示，對勒流互通A匝道、C匝道、D匝道就地?zé)嵩偕范芜M(jìn)行滲水檢測，結(jié)果見表9。

表8 熱再生混合料取樣檢測結(jié)果

表9 就地?zé)嵩偕范螡B水檢測結(jié)果

由表8、9可知，現(xiàn)場瀝青路面離析程度較大，老化瀝青針入度分別為22和31(0.1 mm)，存在較大差別；A匝道、C匝道、D匝道滲水系數(shù)滿足規(guī)范要求，合格率為100%。

4.2 加鋪再生層

對加鋪層進(jìn)行取芯，室內(nèi)對芯樣進(jìn)行毛體積相對密度、厚度和滲水系數(shù)檢測，計算壓實度、空隙率，結(jié)果如表10所示。

由表10可知，芯樣壓實度、厚度和構(gòu)造深度均能滿足要求，合格率為100%；對加鋪再生層進(jìn)行滲水檢測，均不滲水。

表10 SMA-10加鋪層芯樣檢測結(jié)果

5 注意事項及解決方案

5.1 溫度

就地?zé)嵩偕鷻C組采用熱風(fēng)加熱方式，采用3組機組加熱，第1組機組加熱后，瀝青路面表面溫度為110 ℃，第2組加熱后，瀝青路面表面溫度為160 ℃，第3組加熱后，瀝青表面溫度偏高，路面出現(xiàn)瀝青泡，3組加熱后路面開始銑刨，銑刨后集料溫度為130 ℃，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)銑刨舊料集料破碎嚴(yán)重，存在較多破碎面。出現(xiàn)這種情況的主要原因是，瀝青路面?zhèn)鳠釙r間過短，表層溫度過高，而底部溫度較低，銑刨時造成底部集料破碎。因此，施工過程中應(yīng)增加一段傳熱段，使得表層溫度控制在180 ℃左右，底部溫度控制在130 ℃。

5.2 混合料離析

施工過程中，部分路段存在明顯的粗細(xì)離析帶，細(xì)部離析帶存在于路面中部，粗離析帶多集中于路面邊部，主要原因在于機組沒有配備復(fù)拌拌缸，僅配備一個攪拌軸，引起了粗料被推擠至邊部，細(xì)集料集中于中部；因此，路面出現(xiàn)了中部泛油，邊部干澀的直觀現(xiàn)象。為解決這個問題，應(yīng)從機組配備方面考慮，配備一個復(fù)拌拌缸，將集料收集后進(jìn)入復(fù)拌拌缸中攪拌，然后采用攤鋪機攤鋪，可較好地解決集料離析問題。

5.3 取樣代表性

就地?zé)嵩偕夹g(shù)對原路面重新加熱重鋪后，可有效解決原路面平整度差、車轍病害等問題，但是高速公路建設(shè)過程中的施工質(zhì)量控制差異使得原路面級配、瀝青含量等存在較大的變異性，就地?zé)嵩偕┕み^程中無論是復(fù)拌再生還是加鋪再生，均只摻加固定摻量的再生劑，沒有考慮原路面施工過程中的級配差異，不能調(diào)節(jié)原路面施工質(zhì)量問題。就地?zé)嵩偕┕?，一般施工前在現(xiàn)場取一定的試樣后，室內(nèi)確定一個配合比，在處治過程中長期使用這個配合比施工，造成了施工現(xiàn)場部分路面泛油，部分路面卻十分干澀。因此，就地?zé)嵩偕┕み^程中，應(yīng)重視取樣工作，根據(jù)病害嚴(yán)重程度劃分段落，在每一段取樣后室內(nèi)進(jìn)行配合比設(shè)計，然后根據(jù)配合比設(shè)計在施工過程中不斷調(diào)整配比。

6 結(jié)論

(1)就地?zé)嵩偕旌狭霞尤朐偕鷦┖笤偕鸀r青混合料水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性均符合規(guī)范要求。

(2)就地?zé)嵩偕夹g(shù)中復(fù)拌再生工藝，路面均勻性控制難度大，施工過程中應(yīng)加大取樣頻率，根據(jù)病害劃分段落，調(diào)整配合比。

(3)就地?zé)嵩偕夹g(shù)中加鋪再生路面滲水和構(gòu)造深度均較好，具有較好的路用性能。

(4)就地?zé)嵩偕鷻C組應(yīng)增加一段傳熱距離，從而解決路面加熱過程中表層溫度過高，底部溫度過低的問題。