高速公路路面养护工程就地热再生施工工艺
庞元泰
河南省郑州市 河南交投设计咨询有限公司 45000
就地热再生对原路面处理后利用专门设备对原路面就地加热后进行耙松然后添加新料、再生剂等,最后翻拌、摊铺和碾压,实现路面修复。该工艺能充分利用旧料,减少资源浪费,达到绿色环保的要求,且施工速度快,对交通影响小,有效延长路面使用寿命。
1 就地热再生对原路面的要求:根据《公路沥青路面再生技术规范》要求,原路面结构强度指数 PSSI⩾80 ,再生深度范围内沥青混合料 25°C 针入度( 0.1mm)⩾20 、沥青含量 (%)⩾3.8 ,同时根据经验石料磨光值 ⩾42 且最好采用玄武岩,路面病害波及范围主要集中在再生深度范围内。
2 就地热再生旧沥青混合料取料评价及配合比设计:(1)现场取样频率和方法:分析路面结构和路面维修记录,根据维修记录及新建时期的路面标段划分将全施工路段划分为若干个子路段。按现行《公路路基路面现场测试规程》随机取样方法确定取样点位置。就地热再生,每个子路段应分别取样 2 处,采用机械切割方法,样品取回后根据需要将要求深度范围内的混合料切割使用。
(2)沥青混合料回收料(RAP)的沥青含量和沥青性能测试应按下列要求进行: ① 将 RAP 加热干燥至恒重,加热温度为60% 。 ② 按现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20)TO726 阿布森法或选择蒸发法从沥青混合料回收料(RAP)中回收沥青。 ③ 检测沥青含量和回收沥青的 25°C 针入度、 60% 粘度、软化点、 15°C 延度等指标。
(3)沥青混合料回收料(RAP)的矿料级配和集料性质测试应按相关行业规范进行检测,并满足《公路沥青路面再生技术规范》中相关要求。
(4)对取样的材料经过抽提等一系列试验后,根据设计级配范围对新料添加比例以及再生剂掺加量确定,保证目标配比满足规范要求,在施工后通过实验段确定生产配合比,使其各项指标满足规范要求。
3 就地热再生设备要求:(1)设备应具备再生剂和再生混合料电子称量功能,具备间歇式双卧轴拌缸强制拌和的功能。(2)设备应优先采用热风加热方式,同时实现热风负压循环方式,使沥青混凝土路面就地热再生实现了“清洁化生产”的要求。(3)设备能够实现有组织排放和净化处理沥青烟气,确保溢出和排放气体中的悬浮物(氮、硫、一氧化碳等)在每立方空气中的含量符合相关规定要求。(4) 施工时应将余热对于环境干扰纳入控制范围,是就地热再生施工过程应当采取的控制措施。其控制的评价方法,采用厂界温度作为控制指标。
4 就地热再生施工工艺:(1)就地热再生大面积实施前,应通过试验段(长度不小于 200m )的施工,确定就地热再生施工工艺、施工速度、碾压遍数、混合料松铺系数、施工温度等施工控制参数,以及检测混合料、沥青等在施工前后的各项指标,验证调整添加剂量,确定混合料配合比设计结果,提出生产用的矿料配合比和沥青用量等数据,最终确定沥青混凝土压实标准密度,并控制沥青混凝土空隙率符合《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求。通过试验段得出的施工配合比和确定的施工工艺经认可后,作为正式施工依据,施工过程中不允许随意更改。
(2)就地热再生施工工艺流程:施工准备 $$ 局部病害处治$$ 对原路面加热 $$ 喷洒再生剂 $$ 耙松、拌合(收集) $$ 再生料加热或铺新混合料 $$ 碾压 $$ 开放交通。
1)准备工作:首先对原路面上的深层次病害进行挖补等方式进行预处理,提高再生路面的耐久性,然后采用铣刨机沿行车方向将伸缩缝后端铣刨 2~5m ,前端铣刨 1~2m ,铣刨深度为再生深度,再生施工时应采用新沥青混合料或再生沥青混合料铺筑,最后将原路面上的标线、突起路标、灌缝胶等应清除并清扫干净,在施工范围以外划导向线,保证施工过程中顺直度。
2)路面加热:采用就地热再生设备对原路面加热,在加热过程中严格控制加热工艺,不得因加热温度不足造成铣刨时集料破损,影响再生质量,也不得因加热温度过高造成沥青过度老化。应减少再生列车各设备间距,减少热量散失,以便达到理想的加热效果。原路面加热宽度比铣刨宽度每侧至少宽出 200mm 。
3)再生剂喷洒:根据原路面沥青材料的检测试验结果和沥青性能还原到最佳状态的掺配量为依据确定再生挤的喷洒量,喷洒时要求计量准确、喷洒均匀。再生剂应加热至不影响再生剂质量的最高温度,提高再生剂的流动性和与旧沥青的融合性。
4)路面耙松:依靠机械结构实现在已经过充分加热、均匀喷洒再生挤的路面上,以匀速将原路面进行均匀耙松。操作人员调整好疏松耙的气压,保证施工宽度和深度符合施工控制要求。
5)整形作业:耙松后的路面通过再生设备自带的熨平板、前导板对耙松的路面材料进行初步整形。
6)新沥青混合料拌和:新沥青混合料拌和前应对原材料进行检测,并进行试拌。由试验人员进行取样做抽提试验,测定沥青含量和矿料级配是否符合规范要求。拌和好的混合料出场时,应检测出场温度,检查混合料是否有粗细集料离析、是否有花白料现象。经检查合格的混合料再运往摊铺现场。
7)沥青混合料运输:采用载重自卸汽车,自卸汽车装料后采用棉被和帆布覆盖混合料防治温度损失过快,车辆装料后,测量其温度不低于 180∘C ,并做好记录后运往工地。
8)摊铺:摊铺速度应与加热设备行进速度保持协调一致,宜为 1.5~4m/min 。摊铺混合料应均匀,无裂纹、离析等现象。根据再生混合料类型与再生层厚度,调整摊铺时振捣的频率与振幅,提高混合料的初始密实度。
9)压实:碾压时按照试验段确定的碾压工艺进行,并做好接缝处的碾压施工。碾压顺序为先两边后中间,先慢后快,碾压速度为 1.5~2.5km/h ,叠轮 1/2 至 1/3 宽,折返距离不超过 20m 。对压路机无法压实的局部部位,应选用小型振动压路机或者振动夯板配合碾压。
10)开放交通:压实完成后,待路表温度低于 50% 后方可开放交通。
5 结束语:本次主要对就地热再生的整体施工工艺流程进行阐述,就地热再生可对路面进行修复养护,减少造价,对原路材料利用率达到 100% ,实现绿色环保的要求,减少矿山开采,节约资源。就地热再生技术不仅提高了施工效率,还延长了路面使用寿命,有效降低了养护成本,符合可持续发展理念,值得推广应用。
参考文献:
[1]《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521—2019)交通运输部公路科学研究院
[2]《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)交通运输部公路科学研究院
[3]《公路技术状况评定标准》(JTG 5210—2018)交通运输部公路科学研究院