公路沥青路面就地热再生施工技术是一种环保、经济且有效的路面修复方法。它通过利用旧混合料,在新沥青混合料中掺入一定比例的再生剂进行摊铺,从而减少对新材料的使用,降低路面养护维修成本。本文依托工程案例,分析了就地热再生施工技术的关键技术,包括施工设备的选择与作业工序的设计。
1. 工程概况
某高速公路建成多年,部分路段出现纵向裂缝、车辙和离析等病害。为恢复路面性能决定采用就地热再生技术修复表层(4厘米)及新铺磨耗层(2厘米)修复技术。
2. 公路沥青路面就地热再生施工关键技术
2.1 就地热再生施工设备
(1)基本构成:本工程采用就地热再生机组,具有加热、翻松、拌和、摊铺、初压等功能,采用红外线加热方式,主要装置包括新料接料斗、加热装置等。
(2)作业工序:施工工艺流程为填入新沥青混合料→加热软化旧路面表层→耙松软化的面层混合料→整平混合料→收集旧沥青混合料→填入新骨料、新沥青和再生剂搅拌→摊铺新沥青混合料→碾压。该机组具有旧料利用率高、生产率高、经济性好等优势。
2.2 再生混合料配合比设计
(1)旧路面检测:首先对旧路面进行油石比与级配检测,发现旧路面的混合料级配偏细。然后对旧路面沥青性质进行检测,发现其发生一定程度老化现象,但老化程度不严重,满足就地热再生施工要求。
(2)原材料:新沥青采用SBS改性沥青,以保证新旧路面中的沥青种类一致,并利于沥青均匀混溶。新矿料采用辉绿岩作为新矿料,要求矿料具有良好的抗冲击性和耐磨性。再生剂采用ZS型沥青热再生剂,要求再生剂具有较大粘度,以有效改善老化沥青性能。
(3)再生沥青混合料配合比设计。再生剂:设计掺量为旧沥青混合料中老化沥青含量的4.5%。级配:采用 AM-13 沥青碎石混合料,目标级配为级配中值,在再生混合料中掺入20%,合成级配符合要求。油石比:新掺沥青混合料最佳油石比为5.2%。
2.3 就地热再生施工工艺
包括施工准备、旧路面加热、旧路面铣刨、添加再生剂和新混合料、混合料搅拌、混合料摊铺和混合料碾压。
(1)施工准备:对旧路面路基压浆处理纵向裂缝,注入水泥浆,3 日后进行施工,以避免裂缝影响再生工程质量。准备再生机,检查工作状态,调试各部件运行匹配性。
(2)旧路面加热:加热板与地面距离 8至10厘米,路面表层温度不超过260℃,控制烟气对环境和人体健康的影响。合理采用加热方式,提高加热效率,控制温度梯度,确保沥青路面底部加热透,加热器与加热车行走速度一致,避免加热不均匀。
(3)旧路面铣刨:铣刨前再次加热,保证路面温度均匀,按照螺旋线形排列切削刀转子,向下铣刨,确保铣刨耙松均匀。铣刨后的混合料向中间输送,添加再生剂和沥青后拌和成新混合料。
(4)添加再生剂和新混合料:先加热旧料至80至100℃,将再生剂喷洒到拌缸内边喷洒边拌和,同步加热新料并拌和,掺入新沥青材料,拌和均匀形成新混合料。
分析铣刨后混合料性能,确定添加剂、再生剂和沥青材料的用量,以保证新混合料达到技术性能要求。
(5)混合料搅拌:采用双轴搅拌锅,配备反转搅拌轴,确保搅拌质量,再生混合料出料温度不低于150℃。
(6)混合料摊铺:搅拌后的再生混合料输送到螺旋布料器,再摊铺到再生路面上振捣压实,可加铺上面层以提高路用性能。热再生设备配置两个熨平板和螺旋搅拌器,前后排列实现双层摊铺,前熨平板摊铺再生料,后熨平板摊铺新混合料作为磨耗层,厚度为2厘米。同时摊铺再生混合料和磨耗层可改善路面美观性和使用寿命,摊铺装置安装自动找平装置控制厚度和平整度。
(7)混合料碾压:采用双驱双振动压路机紧跟复拌机碾压,先压实接缝部位,保证平整密实,再碾压其他部位,避免混合料推移、拥包。终压后温度不低于 65℃。
2.4 施工质量控制
施工温度检测:摊铺作业再生路面温度约130℃,碾压作业初压温度约 120℃,满足工程设计要求。
(1)混合料性能检测:再生混合料油石比:测定结果在5.05%-5.10%之间,符合设计值要求;级配检测结果符合Sup12.5的级配范围要求。
再生剂掺量检测:选取五个路段进行检测,再生剂掺量检测结果为7.5%、6.5%、7.8%、6.8%、6.2%。
水稳定性检测:抽取再生沥青混合料进行水稳定试验,马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂试验结果表明,将再生剂均匀搅拌入再生沥青混合料中,能够保证旧沥青混合料良好的再生效果。
高温稳定性:车辙试验中,再生混合料车辙试验稳定度平均值为5529次/毫米,符合规范值要求的不小于2800次/毫米。
再生沥青路面就地检测:完工后检测压实度、构造深度、渗水系数、平整度等指标均满足规范要求。
3. 结论
总之,在公路沥青路面修复中,针对病害程度较轻的情况,可采用就地热再生施工工艺,合理选用就地热再生机组,控制再生剂、新混合料级配掺量,保证新再生混合料各项性能达到规范要求。同时,在摊铺碾压新再生混合料后,可根据情况加铺磨耗层,以延长路面使用寿命,改善路面水稳定性和高温稳定性。(王兴华)
审核专家:王一臣