高速公路瀝青路面一體化壓實(shí)施工技術(shù)的應(yīng)用探析

摘要 為探索再生層和加鋪層一體化壓實(shí)施工技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)處治中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)，該文對(duì)其施工技術(shù)原理展開(kāi)分析，并以具體公路為例，從舊瀝青路面混合料設(shè)計(jì)、舊路加熱及翻松、再生層及加鋪層攤鋪、一體化碾壓等方面對(duì)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行研究。結(jié)果表明：就地?zé)嵩偕夹g(shù)和薄層罩面技術(shù)有機(jī)結(jié)合而形成的分層攤鋪，一體壓實(shí)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工過(guò)程簡(jiǎn)便，對(duì)施工機(jī)械無(wú)特殊要求；壓實(shí)后的路面高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)性均比熱再生層和SMA-13薄層更優(yōu)，研究成果可在類(lèi)似公路工程中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 高速公路；瀝青路面；一體化壓實(shí)；超薄罩面；熱再生

中圖分類(lèi)號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）23-0061-03

0 引言

傳統(tǒng)的瀝青路面養(yǎng)護(hù)處治技術(shù)主要是將病害路面全部鏟除，再加鋪新路面，這種處理既造成舊路瀝青材料無(wú)謂浪費(fèi)，又會(huì)因路面局部修復(fù)而影響行車(chē)舒適性。而熱再生養(yǎng)護(hù)技術(shù)能較好利用原路銑刨料，對(duì)面層整體展開(kāi)重新鋪筑，可取得較好的處治效果；在其上加鋪薄層罩面后能進(jìn)一步修復(fù)路面疲勞裂縫，提升平整度和行車(chē)舒適性?；诖?，該文將就地?zé)嵩偕夹g(shù)和薄層罩面攤鋪技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在再生層混合料溫度尚未大幅下降前展開(kāi)薄層罩面攤鋪，一起壓實(shí)，鋪筑一體化路面，以達(dá)到提升層間接觸效果，節(jié)省碾壓次數(shù)的效果。

1 瀝青路面一體化壓實(shí)施工技術(shù)原理

對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行就地?zé)嵩偕?，在再生后的路面上加鋪一層新瀝青混合料，此后通過(guò)壓路機(jī)將再生層和加鋪層一同壓實(shí)。整個(gè)施工流程包括舊路面預(yù)熱及耙松、再生劑摻加及拌和、再生料攤鋪、新熱拌瀝青混合料磨耗層攤鋪、一體化壓實(shí)等階段，具體流程見(jiàn)圖1。由此看出，與常規(guī)就地?zé)嵩偕啾?，一體化壓實(shí)施工過(guò)程中增加了1個(gè)新拌混合料攤鋪過(guò)程。待攤鋪好再生層混合料后通過(guò)熨平板簡(jiǎn)單熨平，此后與薄層混合料一同攤鋪。最后由壓路機(jī)展開(kāi)一體化壓實(shí)，鋪筑再生層+加鋪層的路面結(jié)構(gòu)[1]。

此類(lèi)工藝對(duì)于路面以下2.5～5.0 cm深度的車(chē)轍、裂縫等病害較為適用，就地?zé)嵩偕劁伜竽苁乖纺Σ列缘靡曰謴?fù)，道路橫坡和車(chē)轍得到較好改善，路面強(qiáng)度得到提高。超薄罩面和再生工藝的配合使用，能較好提升路面封水、抗滑性能。

2 瀝青路面一體化壓實(shí)施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 工程概況

某高速公路建成于2011年底，建成后即投入運(yùn)營(yíng)。隨著重載交通的持續(xù)增多及公路服役年限的延長(zhǎng)，部分路面先后出現(xiàn)橫縱向裂縫、龜裂、車(chē)轍、坑槽等病害。公路段瀝青路面裂縫病害最為嚴(yán)重，造成橫向裂縫的原因主要在于行車(chē)荷載、溫度收縮開(kāi)裂；造成縱向裂縫的原因在于分幅攤鋪施工時(shí)接縫處理不良。裂縫病害在行車(chē)荷載及雨雪等的反復(fù)作用下逐漸演變?yōu)榭硬?、沉陷。?xiàng)目組在全面調(diào)查瀝青路面病害的基礎(chǔ)上，對(duì)病害路段展開(kāi)就地?zé)嵩偕捅诱置骛B(yǎng)護(hù)處治，并對(duì)再生層和加鋪層分層攤鋪、一體壓實(shí)。

2.2 舊瀝青路面混合料設(shè)計(jì)

2.2.1 舊瀝青路面混合料級(jí)配優(yōu)化

（1）瀝青含量測(cè)定。在該高速公路病害路段取上面層瀝青混合料，并通過(guò)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）中的燃燒試驗(yàn)展開(kāi)舊瀝青路面混合料瀝青含量測(cè)定[2]，試驗(yàn)溫度為538 ℃。結(jié)果見(jiàn)表1。由此看出，該公路舊路瀝青路面中瀝青含量、油石比均值分別為5.71%和6.05%，并未超出瀝青含量≥5.5%、油石比為5.9%±0.3%的推薦范圍。表明舊路運(yùn)行期間，瀝青含量變動(dòng)小，揮發(fā)少。

（2）礦料級(jí)配測(cè)定。對(duì)燃燒試驗(yàn)后的礦料展開(kāi)篩分試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表2。由此看出，舊瀝青路面混合料級(jí)配基本滿(mǎn)足SMA-13混合料級(jí)配要求，但2.36～4.75 mm間顆粒含量偏高，9.5～13.2 mm間顆粒含量偏少，呈現(xiàn)出明顯的粗集料變細(xì)特征。主要原因在于舊路施工期間部分集料被壓碎，長(zhǎng)期行車(chē)荷載、銑刨等過(guò)程均對(duì)大粒徑集料產(chǎn)生壓碎和銑碎破壞。此外，舊瀝青路面混合料中礦粉含量減少，級(jí)配接近SMA-13混合料級(jí)配下限。必須通過(guò)新集料合理?yè)郊右哉{(diào)整級(jí)配，確保再生集料級(jí)配達(dá)到技術(shù)要求[3]。

（3）舊瀝青路面混合料級(jí)配優(yōu)化。通過(guò)比較舊瀝青路面混合料目標(biāo)篩余和實(shí)際篩余，以確定出所需新料質(zhì)量。經(jīng)過(guò)分析，各檔集料添加量見(jiàn)表3，按此用量添加后，既能充分利用舊瀝青路面混合料，又能使其級(jí)配符合原級(jí)配要求。

2.2.2 舊瀝青路面混合料再生劑確定

（1）再生劑選用。該公路瀝青路面再生施工選用英達(dá)RAF0010型再生劑，其常溫下為黑色黏稠狀液體，閃點(diǎn)為241℃，15℃密度為1.029 g/cm3；芳香分和飽和分含量分別為39.81%和26.04%；薄膜烘箱試驗(yàn)前后黏度比為1.59，質(zhì)量變動(dòng)0.83%。此類(lèi)再生劑黏度低，滲透性及高溫穩(wěn)定度性更好。

（2）再生劑摻量。為確定再生劑摻量，將舊瀝青路面混合料加熱后均分為5組，分別按0%、1.0%、3.0%、5.0%、7.0%的比例摻加再生劑，在175℃的試驗(yàn)溫度下持續(xù)攪拌均勻后，按照舊集料的30%選取新集料。新瀝青混合料中纖維摻量為0.3%，瀝青含量6.4%，充分?jǐn)嚢韬笾苽湓偕鸀r青混合料馬歇爾試件并展開(kāi)馬歇爾試驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)表4。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，瀝青混合料孔隙率隨再生劑摻量的增大而驟降，但摻量超出3.0%后降速減緩；瀝青混合料穩(wěn)定度隨再生劑的摻加而緩慢減小。綜合考慮再生效果，將再生劑摻量控制在3.0%[4]。

2.3 瀝青路面一體化壓實(shí)施工工藝

2.3.1 施工準(zhǔn)備

該高速公路瀝青路面一體化壓實(shí)施工前需要配備相應(yīng)數(shù)量的施工機(jī)械，機(jī)械名稱(chēng)、類(lèi)型及配備數(shù)量、主要用途見(jiàn)表5。

施工開(kāi)始前還應(yīng)當(dāng)對(duì)周?chē)肪墡?、隔離帶等區(qū)域進(jìn)行隔離保護(hù)；對(duì)原路病害進(jìn)行預(yù)處理；將待處治路面凸起的標(biāo)線全部清除。

2.3.2 舊路加熱及翻松

舊路加熱厚度應(yīng)超出翻松厚度，按照2 cm確定。瀝青路面表面加熱溫度應(yīng)控制在160℃左右；表面以下2 cm深處的加熱溫度應(yīng)達(dá)到130～140℃。由2臺(tái)HM16型加熱車(chē)相距5.6 m對(duì)待處治路面展開(kāi)循環(huán)加熱，以控制加熱溫度，避免熱量過(guò)快散失，并保證加熱的均勻性。

使用就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組進(jìn)行舊路翻松時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)耙刀轉(zhuǎn)速控制，防止因轉(zhuǎn)速過(guò)慢而降低翻松效率。根據(jù)瀝青路面既有病害的調(diào)查結(jié)果，將翻松深度嚴(yán)格控制在2 cm。就地?zé)嵩偕鷻C(jī)組將原路路面翻松后，立即按照3.0%的用量均勻噴灑再生劑。

2.3.3 拌和

將舊料與30%的新料加入旋轉(zhuǎn)拌和倉(cāng)內(nèi)充分?jǐn)嚢?，此后再添加新瀝青，繼續(xù)攪拌20 s?；旌狭习韬蜏囟葢?yīng)控制在150～160℃之間。

2.3.4 攤鋪

再生層攤鋪時(shí)攤鋪機(jī)按照3.5～5.0 m/min的速度勻速施工，保證攤鋪的均勻性，攤鋪溫度應(yīng)控制在145～155℃之間。此后，展開(kāi)加鋪層SMA-13混合料攤鋪，攤鋪機(jī)械型號(hào)與攤鋪施工速度與再生層一致。加鋪層攤鋪溫度應(yīng)達(dá)到160℃，并確保攤鋪的均勻性。

2.3.5 壓實(shí)

通過(guò)大噸位振動(dòng)雙鋼輪壓路機(jī)展開(kāi)再生層和加鋪層一體化碾壓，碾壓溫度應(yīng)達(dá)到130～140℃。碾壓過(guò)程分初壓、復(fù)壓和終壓等階段展開(kāi)，初壓階段應(yīng)靜壓1～2遍?？紤]加鋪層所用瀝青混合料的抗壓性能不良，故復(fù)壓階段應(yīng)通過(guò)重型輪胎壓路機(jī)揉搓碾壓，保證密實(shí)效果。終壓階段應(yīng)由雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)關(guān)閉振動(dòng)后碾壓2～3遍，起到進(jìn)一步提升壓實(shí)度并收光的作用。

碾壓過(guò)程中壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)朝向攤鋪機(jī)，由道路外側(cè)開(kāi)始逐漸向路中心推進(jìn)碾壓；對(duì)于坡道段、超高路段，均應(yīng)從低處向高處碾壓[5]。

2.3.6 開(kāi)放交通

待路面混合料溫度自然降至50℃以下后即可開(kāi)放交通。對(duì)于因交通量等原因而需提前開(kāi)放交通的路段，可灑水降溫。

3 施工質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收

試驗(yàn)段瀝青路面一體化壓實(shí)施工后按照表6要求展開(kāi)施工質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收。試驗(yàn)段瀝青路面養(yǎng)護(hù)處治后再生層及加鋪層厚度，平整度及壓實(shí)度，滲水性和抗磨耗性等各項(xiàng)性能均滿(mǎn)足要求，也體現(xiàn)出試驗(yàn)段瀝青路面就地?zé)嵩偕?、加鋪層攤鋪及一體化壓實(shí)等關(guān)鍵工藝的可靠性和適用性。

4 結(jié)論

綜上所述，高速公路瀝青路面一體化壓實(shí)施工技術(shù)為舊路瀝青路面就地?zé)嵩偕统≌置娴挠袡C(jī)結(jié)合，對(duì)回收料的再生利用減少了資源消耗；再生層和加鋪層的一體化壓實(shí)降低了混合料溫度散失，使層間黏結(jié)效果及整體性均顯著提高，也使施工環(huán)節(jié)得以簡(jiǎn)化，保證再生瀝青路面提前投運(yùn)。超薄罩面磨耗層的加鋪起到了較好的封水、抗滑、抗磨耗效果，對(duì)于提升路面平整度、舒適度及延長(zhǎng)路面使用壽命有益。

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