摘 要:
本文以某地区的高速公路为例,研究热再生技术对于高速公路沥青路面养护的应用情况和效果。选择集料和 AK-13改性沥青后,依据调和粘度完成沥青混合料的制备,并确定现场热再生技术施工设备;选择复拌法完成高速公路的现场热再生技术施工。试验结果显示:现场热再生技术具有良好的沥青路面施工效果,可快速恢复病害路段路面摩擦,有效完成裂缝、车辙等病害的处理沥青网sinoasphalt.com。
关键词:高速公路;沥青路面;现场热再生技术;路面养护;复拌法
0 引言
随着交通流量的不断增加,高速公路发生不同程度的病害,例如车辙、裂缝、坑槽、沉陷以及翻浆等,对行驶速度以及行驶安全造成直接影响,严重影响高速公路的通行服务能力[1]。因此,为保证高速公路的正常通行,需对其进行养护修补。热再生技术养护技术是一种应用较为普遍的养护工艺[2],其具有污染较小、成本较低以及资源耗费较少等优势,其主要是依据温度原理[3],提升路面温度,使其上升到一定程度,对沥青进行重新混合和加工,并添加新的材料物质,使其和沥青之间发生乳化并重新组合,使沥青变得坚固[4];在此基础上,利用相关施工技术,对路面进行碾压,实现路面平整,完成高速公路修复养护。
1 高速公路沥青路面养护的热再生技术
1.1 研究工程概况
本文以某地区的高速公路为例,该高速公路运行至今已经 6 年时间,部分路面已经发生裂缝、车辙等病害情况,该高速公路全线总长为 55.8km,建设时的路面主要为4cm改性沥青,路基为水泥稳定碎石和水泥稳定碎砾石底基层。该高速公路多个路段发生病害,文中仅以其中的一段长度为 122m 的路面进行现场热再生施工,实现高速公路的修复养护。
1.2 原材料和设备选择
1.2.1 原材料选择
结合研究路段病害的发生情况以及该路段的路面结构情况,文中主要采用复拌加罩面的现场热再生技术进行该路段的修复养护,以此提升路面的承载性以及路用性能。对原始高速公路路面进行现场采样,检测原始材料的相关物理性能参数,包含孔隙率、延度、软化点、表观密度等多种基本性能[5]。检测完成后,依据检测结果确定再生沥青混合料的配合比。
该混合料是由多种原材料混合制备形成,原材料的选择尤为重要,必须保证选择的原材料具有极好的粘附性、耐磨性以及抗冻性等,其中集料的性能和沥青性能对混合料的整体性能存在较大影响。文中选择的集料详情如表1所示。
依据公式⑴的计算结果确定沥青混合料的调和粘度。
1.2.2 设备选择
现场热再生技术施工时,需利用相关设备完成,其中热再生摊铺机是主要设备,该设备有路面加热机、复拌机、铣刨加热机组成,该设备的详细性能参数如表2。
1.3 现场热再生技术施工工艺
现场热再生技术施工工艺主要包含重铺法和复拌法,前者主要用于沥青老化现象不严重的病害路段;后者则用于沥青老化现象严重路段。因此,文章结合研究工程的病害情况,选择复拌法完成高速公路的现场热再生技术施工,快速恢复病害路段路面摩擦,有效完成裂缝、车辙等病害的处理,提升路面结构层强度。
采用该技术进行高速公路现场施工时,主要通过多个步骤完成,各个步骤的详细情况如下所述:
⑴施工准备
在进行现场热再生技术施工时,需将相关设备运行至指定的施工位置,并按照施工步骤的先后进行排放,同时完成各个设备的相关施工参数。设备就绪后,则进行施工路面检测和清理,确保施工路面上不存在浮土、杂物等。
⑵施工路段界定以及加热处理
采用液压镐对施工起点位置的路面病害路面彻底清除,该清除深度为热再生摊铺机工作深度的1.4倍左右,清除长度为 1m,清除宽度即为设备施工宽度。施工开始后,热再生摊铺机依据该开挖位置对施工区域和非施工区域进行区分,并开始进行施工。预加热设备按照设定的顺序进入待施工区域后启动液压系统,控制加热器,使其位于地面上 7±1cm 的位置,对路面开始加热,并按照设定的速度匀速行驶,完成整个病害路段的加热;在该加热的基础上,启动第二台预加热设备,在距离第一台设备7±1m的位置,以第一台预加热设备的相同速度进行二次加热。
⑶旧路面加热铣刨
采用加热铣刨机对经过两次加热后软化的地面进行三次加热,使路面温度达到设计温度后,对其进行铣刨;将铣刨的旧料向路中间收集,按照设计标准,进行再生剂喷洒。
⑷混合料运输
再生机喷洒过程中,需现将制备好的沥青混合料运送至施工现场,在运输过程中对于混合料的温度控制标准较高,因此,需最大程度控制混合料从拌合机到再生机的时间,避免时间过长导致混合料温度降低。
混合料达到施工现场后并利用复拌机料斗滚轮顶靠和推动,将混合料输送至料斗中,当料口达到料条起点时,启动新料添加程序,依据设备的设置结果完成混合料的自动添加。
添加完成后,料条为双层结构,上下两层分别为新料层和旧铣刨料层,双层结构混合料在充分的热交换作用下,可有效提升路面的修复养护效果,保证路面结构强度。
⑸摊铺
利用复拌机分料螺旋动力装置,在铣刨后路面上摊铺混合料条,以此保证新混合料和喷洒了再生剂的旧料的混合。在此基础上,启动物料加热器对混合料面进行处理,并对其进行再次加热。
通过复拌机分料螺旋动力装置完成路面料层的集中处理,再经由输送装置将其输送至拌合器内进行充分搅拌,达到相关标准性能后由出料口将其输送至摊铺机中,按照摊铺标准进行施工。
⑹碾压
完成摊铺后,对摊铺路面进行碾压施工,该施工主要分为3个步骤,分别是初压、复压和终压。
在上述的施工步骤中,各个步骤的温度控制标准如表3所示。
2 试验分析
依据上述小结完成高速公路沥青路面的现场热再生技术施工后,对施工后的路面性能进行测试,测试内容包含马歇尔稳定度(技术指标为≥8kN)、空隙率(技术指标为3~6%)、饱和度(技术指标为65~75%)以及压实度(技术指标为>98%)。随机选择施工路段中,15 个不同位置的试验结果,如表4所示。
对表4试验结果进行分析后得出:采用本文设计的现场热再生技术,对高速公路沥青路面施工后,马歇尔稳定度、空隙率、饱和度以及压实度 4 种性能指标的最大值分别为 15.74kN、5.87%、74.33%、99.84%,该试验结果均满足技术标准。因此,本文设计的沥青路面现场热再生技术具有较好的应用效果,能够实现高速公路的修复养护,提升路面质量。
3 结论
高速公路在使用过程中,会出现不同程度的病害,影响公路的行车安全以及公路的通行能力,因此,需对该公路进行现场热再生施工,以此实现公路的维修养护。本文为研究现场热再生施工技术的施工效果,以某高速公路为例展开相关研究。通过相关试验结果表明,本文研究的沥青路面现场热再生技术具有较好的施工效果,能够完成高速公路的修复养护,可提升路面的使用寿命。
参考文献 :
[1] 杨彦海,崔宏,杨野,等.沥青路面厂拌热再生技术使用效果分析与评价[J].中外公路,2023,43(01):63-68.
[2] 胡星云,黄海兵,邱绍辉,等.精表处技术在新余市公路沥青路面预养护中的应用研究[J]. 科技通报,2021,37(02):102-105+127.
[3] 段宝东,韩东东,赵永利 . 基于最小能耗的沥青路面就地热再生加热机组优化控制[J]. 公路交通科技,2021,38(01):19-26.
[4] 洪盛祥,朱浩然,陈涛 . 沥青路面就地热再生二次养护对策分析研究[J].公路,2021,66(01):303-309.
[5] 高正荟 .浅谈沥青混凝土路面现场热再生技术应用[J].江西建材,2022(05):168-169+174.
原创作者:赵东辉,甘肃圆峰交通工程有限公司。
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