高速公路瀝青路面就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)研究

寇建國

（張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

1 引言

傳統(tǒng)瀝青路面維修并沒有充分利用舊料，而就地?zé)嵩偕夹g(shù)是將舊瀝青路面結(jié)構(gòu)銑刨后加入水泥、粉煤灰、碎石集料、舊瀝青材料組成混合料，經(jīng)拌和、攤鋪、壓實(shí)成型，充分利用舊瀝青材料，節(jié)約資源[1]。為探究就地?zé)嵩谠偕夹g(shù)對(duì)瀝青路面路用性能的影響，本文依托工程實(shí)踐，在試驗(yàn)路段進(jìn)行就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工。施工完成后，通過對(duì)比再生前后路面平整度、構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)，得到就地?zé)嵩偕夹g(shù)與瀝青路面路用性能的關(guān)系。

2 工程實(shí)踐

2.1 工程概況

某公路工程全線長120 km，設(shè)計(jì)車道為雙向4 車道，設(shè)計(jì)車速100 km/h，起點(diǎn)樁號(hào)為K1620+000，終點(diǎn)樁號(hào)為K1740+000，路基寬35 m，路基平均填高4.5 m，最大填高6.8 m，最小填高3.2 m。根據(jù)對(duì)此地段道路水文地質(zhì)探測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厝战煌枯^大，道路通行車輛中貨車居多，且超載現(xiàn)象嚴(yán)重。當(dāng)?shù)啬杲涤炅吭?00～1 000 mm，在道路剛剛投入使用幾年之后，路面就出現(xiàn)較多的車轍病害，公路養(yǎng)護(hù)部門已經(jīng)在部分路段使用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但道路狀況仍難以得到較好的改善。經(jīng)研究后，決定采用瀝青路面就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)該道路的一些路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作。

2.2 原路面狀況調(diào)查

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，車轍深度在15 mm以上為重度車轍，10～15 mm 為輕度車轍。為探究就地?zé)嵩偕夹g(shù)對(duì)瀝青路面路用性能的影響，本文選取某高速公路K1674+000～K1675+000 作為施工試驗(yàn)路段，對(duì)試驗(yàn)路段輪跡帶車轍深度進(jìn)行實(shí)地調(diào)查研究，調(diào)查結(jié)果如表1 所示。

由表1 可知，試驗(yàn)路段車轍總比例在30%左右，且以輕度車轍居多，試驗(yàn)路段輕度車轍比例在20%左右；大部分路段雖未出現(xiàn)重度車轍，但K1674+000～K1674+250 重度車轍比例達(dá)34.21%，該路段已經(jīng)嚴(yán)重影響行車安全和行車時(shí)舒適性，需要進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，而就地?zé)嵩偕鳛轭A(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段，可以有效解決這一問題。

表1 試驗(yàn)路段輪跡帶車轍深度調(diào)查結(jié)果表%

3 施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

選取某高速公路K1674+000～K1675+000 段作為施工試驗(yàn)路段。首先，清掃瀝青路面面層，保證工作面干凈整潔。接著，加熱機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，加熱機(jī)器之間的間距在1～1.2 m，加熱機(jī)工作寬度應(yīng)超過再生路面寬度6～8 cm。最后，嚴(yán)格控制溫度不能超過180 ℃，若加熱溫度過低，會(huì)導(dǎo)致路面強(qiáng)度降低；加熱溫度過高，會(huì)導(dǎo)致路面老化加劇。

3.2 路面銑刨和再生料攪拌

準(zhǔn)備工作完成后，原路面加熱完畢后開始路面銑刨作業(yè)，對(duì)原路面進(jìn)行熱銑刨。熱銑刨作業(yè)中，操作人員要嚴(yán)格把控銑刨深度，銑刨深度一般在30～50 mm，當(dāng)采用手動(dòng)銑刨時(shí)，銑刨深度應(yīng)控制在4 mm 內(nèi)，銑刨溫度應(yīng)控制在100～180 ℃，以確保作業(yè)質(zhì)量。銑刨結(jié)束后對(duì)舊料進(jìn)行翻松，同時(shí)溫度應(yīng)控制在120 ℃以上[2]。再生劑和新、舊瀝青混合料在再生機(jī)中翻松再進(jìn)行第二次攪拌，攪拌速度應(yīng)均勻，攪拌溫度應(yīng)控制在120～130 ℃。

3.3 攤鋪和碾壓

再生瀝青混合料攤鋪時(shí)，攤鋪下面層溫度控制在85 ℃以上，以確保攤鋪層與舊路面能夠黏結(jié)良好，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中，攤鋪機(jī)內(nèi)的再生瀝青混合料出料溫度應(yīng)保持在130 ℃左右。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后，初壓時(shí)壓路機(jī)速度應(yīng)控制在2 km/h，溫度應(yīng)控制在120 ℃以上；復(fù)壓時(shí)壓路機(jī)速度應(yīng)控制在3.5 km/h，碾壓4 遍；終壓時(shí)碾壓溫度應(yīng)控制在70 ℃以上[3]。

4 路用性能檢驗(yàn)

4.1 平整度檢測(cè)

試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)前后平整度的檢測(cè)，本文根據(jù)規(guī)范要求采用3 m 直尺測(cè)得路面平整度，在檢測(cè)點(diǎn)使用3 m 直尺底面與路面之間的最大間隙距離表示路面的平整度，依據(jù)JTG F80/1—2017《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 第一冊(cè) 土建工程》瀝青路面3 m 直尺測(cè)量值允許誤差為5 mm。并根據(jù)公式將試驗(yàn)路段3 m 直尺測(cè)量值轉(zhuǎn)換為國際平整度IRI 值，轉(zhuǎn)換公式為：

式中，X 為3 m 直尺測(cè)量值，mm。試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂驣RI 指數(shù)如表2 所示。

表2 試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂驣 RI 指數(shù)

由表2 可知，試驗(yàn)路段就地再生施工前后，3 m 直尺測(cè)量值從3.86 mm 減小到1.65 mm。依據(jù)JTG F 40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求國際平整度IRI 應(yīng)當(dāng)小于2 m/km，試驗(yàn)路段就地再生施工前國際平整度IRI 為1.01 m/km，施工后IRI 為0.17 m/km。表明原路面平整度較好，使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)后，平整度值減小，這一變化說明就地?zé)嵩偕夹g(shù)能夠改善瀝青路面平整度，滿足道路施工質(zhì)量要求且保證行車安全和舒適度。

4.2 構(gòu)造深度檢測(cè)

試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)前后路面構(gòu)造深度的檢測(cè)，本文根據(jù)規(guī)范要求采用手工鋪砂法測(cè)得攤鋪砂的平均直徑值，檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在路面輪跡帶上，且距離路面邊緣大于1 m，檢測(cè)面積應(yīng)大于30 cm×30 cm，一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需要平行檢測(cè)5 次，且保證誤差在5 mm。試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂髽?gòu)造深度TD 如表所示。將測(cè)得的攤鋪砂的平均直徑值根據(jù)公式計(jì)算構(gòu)造深度TD，計(jì)算公式如式（2）：

式中，TD 為路面表面構(gòu)造深度，mm；V 為砂的體積，25 cm3；D 為鋪砂直徑的平均值，mm。

根據(jù)道路勘測(cè)結(jié)果可知，項(xiàng)目工程位于多雨潮濕氣候區(qū)，且年降雨量在500～1 000 mm，按照J(rèn)TG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》路面抗滑技術(shù)指標(biāo)要求，手工鋪砂法測(cè)得的路面構(gòu)造深度TD 不得低于0.50 mm。由表3 可知，試驗(yàn)路段就地再生施工前后鋪砂直徑平均值從192 mm 減小到150 mm，就地?zé)嵩偕奥访鏄?gòu)造深度值為1.16 mm，施工后瀝青路面構(gòu)造深度雖降低到0.71 mm，但是依舊超過0.50 mm，滿足規(guī)范性能要求。

表3 試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂髽?gòu)造深度TD

4.3 摩擦系數(shù)檢測(cè)

試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕ぜ夹g(shù)前后路面摩擦系數(shù)的檢測(cè)，本文根據(jù)規(guī)范要求采用擺式摩擦儀法測(cè)得路面擺值，檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)選在路面輪跡帶上。路面摩擦系數(shù)與當(dāng)?shù)丶竟?jié)溫度有關(guān)，檢測(cè)時(shí)應(yīng)記錄當(dāng)天日期與路表溫度。檢測(cè)過程中擺桿擺動(dòng)后返回起始位置時(shí)，一定要用手提前接住擺桿，以免損壞滑塊。滑塊使用新橡膠片時(shí)，橡膠片的長邊不得超過3.3 mm，短邊不得超過1.5 mm；一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需要平行檢測(cè)5 次，最后結(jié)果精確到1[4]。試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂罂够笖?shù)如表4 所示。將擺式摩擦儀法測(cè)得路面擺值FBPN根據(jù)公式計(jì)算橫向力系數(shù)FSFC，計(jì)算如式（3）所示：

式中，F(xiàn)BPN為路面擺值；FSFC為橫向力系數(shù)。

按照J(rèn)TG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》路面抗滑技術(shù)指標(biāo)要求，年降雨量在500～1 000 mm 的路段，橫向力系數(shù)FSFC需要超過50。由表4 可知，試驗(yàn)路段就地再生施工前后路面擺值FBPN由55 增加到70，就地?zé)嵩偕奥访鏅M向力系數(shù)為58.0，施工后瀝青路面橫向力系數(shù)增加到72.4，原路面和施工后的路面橫向力系數(shù)都大于50，但再生后路面抗滑性能對(duì)比原路面明顯得到提升，抗滑能力得到優(yōu)化。

表4 試驗(yàn)路段就地?zé)嵩偕┕で昂罂够笖?shù)

5 結(jié)語

綜上所述，原瀝青路面使用就地?zé)嵩偕夹g(shù)施工后，路面平整度和橫向力系數(shù)FSFC得到明顯提高，路面構(gòu)造深度小范圍減小，但依舊滿足瀝青路面施工規(guī)范要求。因此，就地?zé)嵩偕夹g(shù)可以顯著提高原路面的路用性能。