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          基于路面芯樣的就地?zé)嵩偕こ虘?yīng)用效果評價
          2022年05月30日    閱讀量:81545    新聞來源:瀝青網(wǎng) sinoasphalt.com  |  投稿

          摘 要


          為了真實準(zhǔn)確地評價瀝青路面就地?zé)嵩偕こ痰膽?yīng)用效果,采用路面現(xiàn)場鉆取的芯樣對再生路面的材料性能進(jìn)行評價。與同一路段的銑刨重鋪路面進(jìn)行對比,在再生路面通車1~2年后于不同車轍深度的斷面鉆取路面芯樣。通過開展抽提篩分、馬歇爾穩(wěn)定度和劈裂強(qiáng)度等試驗研究,對再生路面的材料組成、高溫穩(wěn)定性和抗開裂性能進(jìn)行綜合評價瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。研究結(jié)果表明:與銑刨重鋪路面相比,再生路面的礦料級配偏細(xì),油石比偏大,尤其是0.075mm篩孔通過率超出AC-13瀝青混合料的級配上限;銑刨重鋪路面的馬歇爾穩(wěn)定度與再生路面相當(dāng),但是下承層較低的馬歇爾穩(wěn)定度導(dǎo)致銑刨重鋪路面的車轍深度大于再生路面;再生路面的劈裂強(qiáng)度整體上小于銑刨重鋪路面,與再生路面的瀝青老化較嚴(yán)重,抗開裂性能衰減程度較大有關(guān)。


          關(guān)鍵詞 道路工程 | 就地?zé)嵩偕?| 路面芯樣 | 工程應(yīng)用效果


          引言


          瀝青路面在通車運營過程中,由于受到交通荷載和氣候環(huán)境的持續(xù)作用,路面材料性能會不斷衰減,導(dǎo)致路面產(chǎn)生車轍、裂縫和破損等病害,從而影響路面的正常使用。當(dāng)路面性能衰減到一定程度時,需要及時養(yǎng)護(hù),以免病害大規(guī)模出現(xiàn)而縮短路面的使用年限。


          就地?zé)嵩偕且环N連續(xù)的現(xiàn)場作業(yè)方式,可以100%利用現(xiàn)有舊料,不需要使用新的砂、石和瀝青等原材料,也不會產(chǎn)生廢舊瀝青混合料。與傳統(tǒng)的銑刨重鋪相比,就地?zé)嵩偕哂酗@著的節(jié)能減排效益,而且成本上僅占傳統(tǒng)銑刨重鋪方式的30%~40%。就地?zé)嵩偕S修時只需封閉1個車道,最大限度地減少了路面維修給交通帶來的干擾和影響。就地?zé)嵩偕鳛橐环N綠色養(yǎng)護(hù)技術(shù),近年來在瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中得到大量應(yīng)用[1]。


          根據(jù)再生工藝的不同,就地?zé)嵩偕梢苑譃檎卧偕?、?fù)拌再生和加鋪再生。無論采用哪種再生工藝,再生瀝青混合料的材料組成均會對其路用性能和施工質(zhì)量產(chǎn)生顯著的影響[2]。新瀝青混合料摻量對再生瀝青混合料級配產(chǎn)生的影響較大,摻量的選擇受到機(jī)械狀況、原路面狀況等影響,而且再生混合料合成級配越偏離RAP級配,摻量變化產(chǎn)生的影響就越顯著,因此控制級配變異性是提高就地?zé)嵩偕┕べ|(zhì)量的有效做法[3-5]。再生劑在整個再生瀝青混合料中的用量很少,但是其對再生瀝青混合料水穩(wěn)定性和低溫抗裂性的影響十分顯著[6-7]。就地?zé)嵩偕募訜?、銑刨、拌和攤鋪等現(xiàn)場施工工藝亦會對就地?zé)嵩偕访娴氖┕べ|(zhì)量產(chǎn)生極大的影響,尤其是再生混合料的拌和均勻性,是路面施工質(zhì)量影響因素的重中之重[8-10]。采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù),可能會對路面的水穩(wěn)定性和低溫抗裂性產(chǎn)生不利影響,但是可以一定程度提高路面的抗車轍能力,這從路面通車后的車轍發(fā)展?fàn)顩r可以得到驗證[11-12]。SMA作為一種骨架密實結(jié)構(gòu)的瀝青混合料,其“三多一少”的材料組成特性給再生利用帶來了難度,胡宗文等、楊彥海等、趙博等分別對SMA再生瀝青混合料的路用性能進(jìn)行了研究[13-15]。于玲等則采用層次分析法通過路面破損狀況指數(shù)、路面行駛質(zhì)量指數(shù)、路面車轍深度指數(shù)以及路面抗滑性能指數(shù)對就地?zé)嵩偕访媸褂眯阅苓M(jìn)行后評估[16]。


          由以上分析可知,關(guān)于就地?zé)嵩偕访娴牟牧辖M成設(shè)計、混合料性能、施工質(zhì)量控制以及特殊瀝青混合料再生等方面已有較多的研究成果,也有學(xué)者從路面使用性能指數(shù)的角度對就地?zé)嵩偕こ虘?yīng)用效果進(jìn)行后評估。但是針對就地?zé)嵩偕访娌牧闲阅艿难芯浚壳爸饕捎迷偕鸀r青混合料室內(nèi)成型試件的方式,基于成品路面通過取芯對其實施效果進(jìn)行評價的研究仍較少。


          試驗設(shè)計

          工程概況


          本文分別在G233國道揚(yáng)州段和S264省道揚(yáng)州段2條干線公路上取芯,通過路面芯樣對就地?zé)嵩偕こ痰膽?yīng)用效果進(jìn)行評價。


          2017年10月底,在G233國道上、下行超車道(K57+436~K58+100)及上行行車道(K63+250~K65+350)車轍發(fā)展嚴(yán)重的路段進(jìn)行就地?zé)嵩偕鷮m椞幹巍?016年11月底,在S264省道雙向K113+100~K113+725進(jìn)行就地?zé)嵩偕鷮m椞幹?。取芯時G233國道為再生后1年,S264省道再生后2年。2條干線公路均為2層面層結(jié)構(gòu),下層混合料類型為AC-20。


          試驗方案


          以相鄰路段銑刨重鋪方案作為對比,分別在就地?zé)嵩偕温鋬?nèi)挑選淺車轍和深車轍斷面鉆取芯樣,開展抽提篩分試驗、馬歇爾穩(wěn)定度試驗以及劈裂試驗,對就地?zé)嵩偕访娴幕旌狭喜牧辖M成、高溫穩(wěn)定性以及抗開裂性能等材料性能進(jìn)行評價。


          取芯情況見表1,其中馬歇爾穩(wěn)定度試驗經(jīng)歷了高溫水浴養(yǎng)生的過程,可以一定程度上評價路面的高溫穩(wěn)定性和抵抗水損壞能力。劈裂試驗屬于間接拉伸試驗,可以一定程度上評價路面的常溫抗裂性。表1中HIR(Hot-In-PlaceRecycling)代表就地?zé)嵩偕?,MR(Milling-Repaving)代表銑刨重鋪,Deep代表深車轍,Shallow代表淺車轍。


          基于路面芯樣的就地?zé)嵩偕こ虘?yīng)用效果評價 瀝青網(wǎng),sinoasphalt.com

          試驗結(jié)果與分析

          抽提篩分試驗


          抽提篩分試驗結(jié)果見表2,《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)推薦的SMA-13和AC-13礦料級配范圍見表3。


          由抽提篩分試驗結(jié)果可知,對于銑刨重鋪斷面,除了0.075mm篩孔通過率偏大之外,整體礦料級配曲線良好,基本處在AC-13級配范圍之內(nèi)。對于就地?zé)嵩偕鷶嗝妫瑥牡V料級配組成來看,混合料級配更接近于AC-13,但是其細(xì)集料含量較多,接近或超過上限,尤其是0.075mm篩孔通過率明顯超過上限。此外,就地?zé)嵩偕旌狭系挠褪却笥贏C-13的經(jīng)驗值。就地?zé)嵩偕访娓挥秃投嗉?xì)集料的配合比對路面的長期高溫穩(wěn)定性不利,這從路面通車1~2年后局部位置即發(fā)生了嚴(yán)重的車轍病害可以得到驗證。


          馬歇爾穩(wěn)定度試驗


          按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)中“T0710-2011瀝青路面芯樣馬歇爾試驗”的相關(guān)規(guī)定,進(jìn)行路面芯樣的馬歇爾試驗,并對試驗結(jié)果進(jìn)行修正。修正后的馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果見表4,以及如圖1~3所示。

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          由圖1~3可知,銑刨重鋪和就地?zé)嵩偕访嫘緲拥鸟R歇爾穩(wěn)定度均大于8KN,滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)相關(guān)的技術(shù)要求。對于不同車轍深度的路面芯樣,雖然氣候條件和交通量狀況均差異不大,但是深車轍斷面的馬歇爾穩(wěn)定度要明顯小于淺車轍斷面,表明路面結(jié)構(gòu)的材料性能對抗車轍性能影響顯著。


          對于G233國道,銑刨重鋪上面層的馬歇爾穩(wěn)定度要大于就地?zé)嵩偕厦鎸?,這與銑刨重鋪采用新瀝青混合料,而就地?zé)嵩偕捎迷偕鸀r青混合料有關(guān)。但是現(xiàn)場測試表明所取銑刨重鋪斷面的車轍深度要大于就地?zé)嵩偕鷶嗝?,通過對比不同養(yǎng)護(hù)措施下斷面下面層的馬歇爾穩(wěn)定度可知,銑刨重鋪斷面下面層的馬歇爾穩(wěn)定度要小于就地?zé)嵩偕鷶嗝?,表明下承層高溫性能不良同樣能對路面結(jié)構(gòu)的抗車轍性產(chǎn)生不利影響。因此在舊路面病害處治時,除了對病害發(fā)生層位進(jìn)行處治之外,需對下承層性能進(jìn)行評價,必要時也對下承層進(jìn)行處治。


          此外,通過對比G233國道和S264省道就地?zé)嵩偕访嫘緲拥鸟R歇爾穩(wěn)定度可知,S264路面芯樣要明顯好于G233國道,與G233國道銑刨重鋪的馬歇爾穩(wěn)定度相當(dāng)。這與S264省道就地?zé)嵩偕访嫱ㄜ?年,但是車轍深度小于G233國道就地?zé)嵩偕访嫱ㄜ?年的實際狀況吻合。


          2條干線公路就地?zé)嵩偕访娴氖褂脿顩r表明,設(shè)計、施工良好的就地?zé)嵩偕访婵梢愿纳坡访娴目管囖H性能,達(dá)到與銑刨重鋪路面相當(dāng)?shù)乃健?/p>


          劈裂試驗


          按照中國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)中“T0716-2011瀝青混合料劈裂試驗”相關(guān)規(guī)定,進(jìn)行路面芯樣的劈裂試驗,試驗結(jié)果見表5,以及圖4~6所示。

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          由圖4~6可知,銑刨重鋪和就地?zé)嵩偕访嫘緲拥呐褟?qiáng)度均大于1.2MPa,即《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D50-2006)附錄E推薦范圍的下限。銑刨重鋪路面芯樣的劈裂強(qiáng)度整體上要大于就地?zé)嵩偕访?,尤其是淺車轍斷面,銑刨重鋪路面芯樣明顯優(yōu)于就地?zé)嵩偕访?。這與再生路面瀝青老化較嚴(yán)重,抗開裂性能衰減程度較大有關(guān)。


          結(jié)語


          (1)取芯斷面的再生路面礦料級配偏細(xì),細(xì)集料含量偏多,尤其是0.075mm篩孔通過率超出AC-13瀝青混合料的級配上限,并且再生混合料的油石比偏大,導(dǎo)致再生路面通車1~2年后即產(chǎn)生較嚴(yán)重的車轍。


          (2)采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)對車轍嚴(yán)重路段進(jìn)行處治,可以改善舊路面的高溫穩(wěn)定性。設(shè)計、施工良好的就地?zé)嵩偕访娴鸟R歇爾穩(wěn)定度與銑刨重鋪路面相當(dāng)。但是下承層的高溫性能對路面結(jié)構(gòu)的整體抗車轍能力影響顯著,高溫性能不良的下承層,即便上面層性能良好,仍會產(chǎn)生較大的車轍。


          (3)再生路面的瀝青老化程度較銑刨重鋪路面嚴(yán)重,礦料級配組成也不如銑刨重鋪路面良好,因此再生路面的劈裂強(qiáng)度小于銑刨重鋪路面,導(dǎo)致其抗開裂性能差于后者。


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          標(biāo)簽:道路建設(shè),綜合論文,施工案例,技術(shù)中心,再生瀝青,瀝青混凝土
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