采用传统工艺对公路进行养护,不仅会消耗大量新材料,同时废弃的旧料还会对生态环境造成不良影响。而将废旧路面材料采取再生循环技术应用于道路建设与养护,不仅可避免废弃材料对上地的占用和环境污染,减少对石材、沥青、水泥等新材料的消耗,还可降低筑路成本。
工艺选取
深圳市机荷高速公路是沈阳一海口高速公路(简称“沈海高速”)的重要组成部分,编号为G15,起点位于深圳荷坳收费站,止于深圳宝安国际机场。机荷高速东段于1997年10月建成通车,全长23.3km。机荷高速公路西段1999年5月建成通车,全长19.8km。经过多年的通车使用,两端高速公路均达到或接近设计年限,并不同程度出现路面老化破损状况。依据路面损坏调查结果,深圳高速公路股份有限公司决定对该路段进行修缮。
机荷高速公路地处的深圳市筑路用石料缺乏,如果采用传统的铣刨工艺,重铺4cm上面层的沥青和集料均需外购,且铣刨下来的废弃沥青路面材料又会造成不必要的浪费。同时机荷高速公路整体车流量大,对其进行修缮还要尽量少占用车道并保证施工快捷。综合这些因素及其路况特点,深圳高速公路股份有限公司决定采用加铺型就地热再生处理技术对其进行修缮。
作为机荷高速公路施工方,吉林嘉鹏集团公司根据《公路沥青路面再生施工技术规范》和机荷高速((专用技术规范》要求,对原路面沥青混合料分别进行了切割取样,并委托华南理工大学上木与交通检测中心进行热再生沥青混合料配合比设计工作。在其提供的《热再生沥青混合料配合比设计》基础上,吉林嘉鹏集团公司对1-3年、3-5年的机荷高速原路面、超车道与硬路肩路段分别进行了再生试验。实验时,1-3年的旧沥青路面材料加入了2%再生剂,3-5年的旧沥青路面材料加入了5%再生剂。超车道和硬路肩采用旧沥青路面材料加9%再生剂和2%新沥青的配合比。
加铺型就地热再生施工工艺,是指将原有路面4cm加热复拌后,利用再生机的双搅龙、双熨平板,将加铺的3cm新混合料摊铺在未碾压的再生混合料表面,两层一起压实成型,如图1所示。其材料铺层厚度变化如图2所示。
施工准备
路面预处理
施工前做好路面调查,确定路面采用的配合比,由专人负责现场标记,指导再生机组正确添加再生剂用量。就地热再生施工前进行现场周边环境调查,对可能受到影响的植物隔离带、树木等提前采用耐热的防火石膏板或者石棉布进行遮挡,务必防止热气烘烤周围植被造成危害。
桥梁伸缩缝影响就地热再生的连续施工,且难以保证伸缩缝两端部位的热再生质量,因此除了设计中列出的9处桥头顺坡外,其他桥梁伸缩缝位置,需事先用铣刨机沿行车方向将仲缩缝后端铣刨3-5m,前端铣刨1-2m,深度为3-4cm,再生施工时用新沥青混合料铺筑。加热会破坏桥梁伸缩缝,为此需事先在伸缩缝处覆盖足够的隔热板,并在伸缩缝内塞满浸水的抹布,以防热气损坏胶条。
施工前,应清除路面裂缝灌缝胶等可能影响就地热再生施工效果的材料,并用标线铣刨机清除路面热熔标线、文字以及突起路标。
材料准备
燃油、燃气及水在施工前一天由现场负责人与材料负责人联系,确定加油、加气、加水的时间与用量,在施工前2h内确保完成,不得影响计划施工时间。
再生设备采用丙烷气做加热燃料,丙烷气运输车通过专用的丙烷气加气泵进行充装,并根据高速公路危险品运输规定的允许上路时间进行添加。施工现场配备安全可靠的加气泵,配备技术熟练具备压力容器操作许可证的人员,严格按照加注液化气安全注意事项进行加气作业。再生机组及加气车辆要配备足够的消防器材,以确保加气安全。
设备准备
准备1台维特根RX4500型再生机组、2台双驱双振悍马HD 120型压路机、1台徐工胶轮压路机以及部分附属机具。生产前要做好所有机械设备的检修、调试、精度校准等工作,尤其是再生剂添加系统、新料添加系统的精度校准,以保证整个系统的平稳运行。对所有设备要根据情况,定期地进行检测、保养和维修。为保持连续施工要求,准备一只容量50t再生剂储存罐。
沥青混合料搅拌站设在中铁二十三局搅拌站站内,在白泥坑收费站k2871+000支线3km处。搅拌站备有15台保温运输车,用于保证就地热再生的连续施工。运输车辆两侧采用棉被保温,上面采用棉被和防雨布双层保温,以确保其具有良好的保温、防雨性能。