路基填筑施工工藝在高速公路的應用

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摘要：我國建筑行業的發展蒸蒸日上，當舊瀝青路面受到嚴重破損時，其整體的綜合性能滿足不了路用需求，而在傳統的施工中，通常會選用破損路面的結構層，重新鋪筑和改造原路面后直接加鋪這兩種方法。路面填筑再生技術是近幾年被人們應用和推廣較多并逐漸被重點關注的一項新型技術，不但可以促進相關行業的發展，還可以在一定程度上保護我國的土地資源，在施工觀察中，使用再生技術處理效果較為理想。因此，本文對高速公路再生料路基填筑施工工藝展開分析。

關鍵詞：建筑再生料；路基填筑；綠色施工；再生施工工藝；再生料的應用

1再生料合理應用的意義和可利用性

1.1再生料合理應用的意義

近幾年，隨著我國建設基礎的投入增加，高速公路也迎來了蓬勃發展，交通量不斷增長，隨之而來的高速公路病害類型也不斷增加，因此合理配置利用建筑再生料對于緩解公路建設與生態環境之間的沖突具有重要意義。對再生工藝和設備的技術優化進行必要的總結和技術優化是實現這些目標的基礎條件[1]。再生料可以最大限度地利用廢舊混合料、建筑垃圾，從而節約大量的砂礫石和瀝青資源，緩解原材料的壓力，保護土質、環境，降低人工成本，促進科技發展和工程建設。

1.2高速公路瀝青材料再生利用

舊瀝青混合料是在原有瀝青路面上銑刨而得的，瀝青混合料在使用多年后，在陽光、雨、風等自然環境因素和交通荷載的共同作用下，其性能會隨著時間的推移而逐漸下降。瀝青的壽命均在12～15年，而早期建成的高速公路現在已經到了維護階段，每年會產生大量的瀝青廢料。我國瀝青的供給一直處于產能過剩的狀態，首先各大瀝青生產企業能力不斷擴大，其次新增瀝青生產水平跟不上產能擴張速度。據最新數據顯示，2020年新增瀝青產能為1.256億t，總產能達到7005萬t。

1.3國內應用的情況和實例

根據瀝青混凝土再生技術在我國的發展和應用情況可知，我國從20世紀70年代開始嘗試利用廢棄瀝青混凝土路面材料進行再生。內蒙古省際通道“改高”工程路段改造，就是采用的冷再生施工工藝，取得了良好的經濟效益和環保效益[2]。節約乳化瀝青用量1.2％、新集料用量6％、礦粉用量1%，據估算每噸再生料可節約造價約33元，據初步估算可節約工程造價10％。再生技術不僅能在經濟上獲得顯著效益，在環境保護上也發揮較大作用，經初步估算，此項目僅在示范工程的實施上就可節約土地4畝、礦山資源40000t，減少瀝青用量1000t、二氧化碳排放700t、二氧化硫排放150t。根據行業政策和工程需要，項目組將采用各種回收方法，將廢舊水泥砼轉變為再生集料運用到預制小型混凝土構件或水泥穩定碎石基層中，相比開采天然集料生產銷售，再生集料降低成本約40%。2007年長安大學和長沙理工大學對瀝青路面廠熱拌進行了研究，在研究過程中應用了研究成果修筑多條實驗道路，并取得優良效果。

2工程施工中的再生施工工藝

2.1再生料的發展前景

近幾年，伴隨中國公路建設的快速發展和大量高等級公路瀝青需要進行翻修和重建筑，我國對再生料路基填筑施工工藝重新重視。2010年廣佛高速使用廠熱拌再生技術，使大專院校研究熱情一度高漲。整個再生資源行業都步入了微利時代，目前很多高校也在開展有關再生料的研究課題，研發了種類繁多的再生劑專利和產品。2020年廠熱拌再生技術開始被大規模的應用，舊材料的比例較低，摻量普遍在20%～30%。據我國交通運輸部的統計數據顯示，1978—2019年，全國公路總里程從89萬km增長到484.65萬km，高速公路里程達14.26萬km，穩居世界第一。瀝青路面再生工藝包括廠拌熱再生技術、就地熱再生技術、廠拌冷再生技術、就地冷再生技術，這4類技術工藝在我國均有使用。各種路面的再生工藝有其本身優缺點和適用的條件，但是有的工藝技術尚未成熟，其中技術原理、材料設備、結構組合、材質性能、施工關鍵點都具有特殊性，需要更深入的研究。

2.2再生施工工藝的優缺點

近幾年國家大力推廣建筑垃圾再利用，而公路建設發展較快，瀝青路面材料各不相同，技術參數不清楚。熱再生工藝比較容易控制，質量也有保障，原路面瀝青不會燒焦和氧化，能較好地保證集料的完整性[3]。而其缺點包括以下兩點。一是使用范圍有限。假如道路破損嚴重，混凝土銑刨的深度有限，那么就地熱再生技術就不適合使用了。二是容易受溫度影響。如果外界的溫度差比較大，那么施工中的溫度就不好控制，而溫度決定著混凝土的質量，所以導致冬天不適合施工。針對冷再生工藝，其優點主要是工藝技術較易掌控、再生混合料的性能較好、適用范圍廣泛、能耗低、污染小，能有效保護環境。其缺點是長期路用性能不佳，一般僅能用于一二級公路中下面層，使用范圍受限。部分國產的冷再生機械只能噴灑乳化瀝青或水泥稀漿，只能手動添加黏結劑、水量等液體，但會導致添加量不準確從而影響施工質量。在能耗方面，傳統熱拌瀝青混合料能耗最大，其次是就地熱再生、廠拌冷再生、就地冷再生。在我國現有的公路中，約有80%的公路為瀝青混凝土路面。

2.3再生料的造價分析

我國每年建筑垃圾的排放量約15.5億t，并且存在逐年都在快速增長的趨勢（圖1）。到2022年預計達到60億t左右。目前，我國龐大的建筑垃圾僅有10％被運往指定場所進行銷毀，絕大部分未經分類就被運往郊區或者農村，堆放在裸露的土地上或以直接填埋的方式進行處置，甚至許多河流也成了建筑垃圾傾倒場。這種處理方式不僅占用了大量國土資源和河流資源，同時也對環境造成了極大的破壞。因此，越來越多的用戶選用再生料，這樣不僅可以解決建筑垃圾的處置問題，還能做到節能環保，降低造價。再生料的最大優點就是價格比新料便宜，每利用1億t廢料可以新增產值84.6億元。

3再生料路基填筑的施工過程

3.1施工準備

①在施工前，按照有關規定進行線路的施工放量工作，包括導線、中線、水準點的復測，基地清理與填前碾壓。建設道路根據耕地少的原則，盡可能選擇使用道路。公路、一級公路和特殊地區采用新技術、新工藝、新材料進行路段試驗，選擇最優路基方案進行施工指導。②一定要對圖紙反復檢查，熟悉設計圖紙，分析施工現場的地質，重點勘察有地質災害的地方，反復進行試驗，對地質條件進行全方位測量，一旦發現設計勘察單位沒有發現的地質災害問題時，要第一時間向上級和設計單位匯報。在路基施工前應清除占地范圍內的表層腐殖土，拆除障礙物，建立測量建筑網，搭建好臨時設備。現場建筑垃圾再生料經材料檢驗合格后，方可用于填筑。③施工準備分為填土區段、平整區段、碾壓區段、檢測區段（四度），以及原地面結合部、雞爪地形部、陡坡直立部、標段結合部、半填半挖部、小坑小洼部、高填方部、軟弱地基部（八部），要嚴格把控“四度”，認真處理“八部”。

3.2再生料路基填筑施工的難點

在施工過程中可能會面臨以下困難：①我國在2008年頒發的《公路瀝青路面再生技術規范》缺乏針對性和操作性。而這段時期是我國瀝青路面再生工程應用的最廣泛時期，也是工程積累經驗最成熟的時期。因此隨著技術的不斷進步，在2019年我國又發布了新的公路路基施工技術規范。但目前尚未有完全相符的技術規范和條例，相關法律法規也不健全。②我國地域遼闊，南北氣候也相差較大，瀝青路面材料各不相同，新型技術需要不斷進行試驗，要求試驗儀器具有較高精密度，但設備昂貴，因此也增加了再生料的成本。傳統技術與冷熱再生技術的區別在于溫度，材料的品質不同，所加熱的溫度與攪拌時間都有較大的差別。例如：普通瀝青再生劑加熱溫度為100～140℃；RAP（瀝青混合料）加熱溫度為130～150℃；改性瀝青再生劑加熱溫度為100～140℃。③過往的案例較少，施工經驗不足。當前我國瀝青路面再生利用率較低，材料和設備的研發滯后。

3.3施工質量控制要點

①運用再生技術成功的關鍵是要嚴格控制回收物料的含水量、規范指標以及新摻入材料的厚度和施工溫度，要充分了解路面的材料性能，各項指標都應符合設計規范和施工規范。②再生現場的施工也有一些不可控制的因素，外界溫度會隨著季節而變化，而加熱溫度會對環境路面產生影響，最終影響路面的成型質量。就地熱再生機轉速可以達到2.5m/min，但是遇到大風或者冷天氣轉速就會下降到2m/min，所以要根據當地的天氣變化，采取一些應對措施。例如，買一臺熱風循環加熱機來保證在溫度較低的情況下，仍能高效完成工作，且在施工過程中應保持恒定的銑刨鼓轉速、行走速度，要確保銑刨、攪拌的均勻性。③在鋪設填料的施工過程中，土木合成材料的搭接寬度應在50cm以上，保證搭接效果。④路基填筑施工是路基施工的重點，外側1m可利用細料進行填筑，避免出現大顆粒導致坡側大的狀況。⑤禁止碾壓路基在未完成或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，出現擁包時，應鏟平處理。

3.4施工過程中的注意事項

（1）施工時，要將路面上的雜草、不適用材料、障礙物徹底清除，保持路面整潔無積水。（2）施工過程中，物料的堆放場和加工廠一定要遠離居民區并保持一定的安全距離，避免材料在加工時產生有害氣體、灰塵等損害環境、危害人體健康。在加工之后，產生的廢舊垃圾也應該按照高低順序來堆放，避免垃圾堆放高度超過5m。清理垃圾時發現有殘留藥品、爆炸物要及時報告，由專業的爆破人員來處理。（3）在卸車時，應該由專人指導，土堆應形成梅花型以保證松鋪厚度大致相同且松鋪厚度不能超過300mm；路床頂層壓實厚度不能小于100mm。（4）對于施工所用的導線點、軸線點、高程點，要設置在工程施工影響范圍之外、堅固穩定不易受破壞且通視良好的地方。（5）當施工中遇到惡劣氣候時，如雷擊、高溫、紫外線，現場應配備降溫解暑藥品，設置納涼棚，提供清涼飲用水。作業人員應配置防塵口罩及防塵眼鏡。（6）加強安全管理意識，對于一些可能存在的安全隱患要及時上報，避免意外事故的發生，完善安全管理制度，使施工安全得到一個良好的保障。3.5施工階段的整體管理施工前一定要保證施工材料的安全性，在采購施工材料的過程中要做到公開透明化，在儲存運輸過程中盡量減少材料的損失[4]。在施工過程中，采用一些專業設備，可在一定程度上提升施工效率，彌補人力的不足。為了保證施工機械長期工作，還要保證技術的穩定性能，工程管理人員需要定期對機械設備進行保養和維修，延長機械設備的使用壽命。為了確保施工質量，每一位工作人員都要有責任感，既要敬業，也要精業。管理人員務必要做好現場的監測工作，若發現在施工過程中指標未達到標準或質量出現問題時，應立即返工不可以拖延，做到及時處理，完全沒有問題后再進行下一步動作。工程項目部應按照“職責明晰、授權得當、協同高效”的三級組織管理機構，更好地完成工作。

4結語

建筑再生料不但解決了城市環境保護的難題，還給廢料利用提供了解決辦法，但是我國的再生料應用事業還處于起步階段，相關政策和技術、機械設備還需要彌補空缺，既不能因循守舊，也不能一味地效仿國外，需要突破思維禁錮，樹立創新思想，建立國家政策保障制度，得到社會和公眾的認可，建立有條不紊的市場秩序，進一步推廣再生能源。

參考文獻

[1]黃曉明，趙永利．瀝青路面再生利用理論與實踐[M]．北京：科學出版社，2014.

[2]李紅英.就地熱再生技術在瀝青混凝土路面預防性養護中的應用[J].公路，2012(7)：285-288.

[3]宋志慧.熱再生的優勢及在公路施工中的應用[J].交通世界，2017(24)：50-51.

[4]張鳳群.高填方路基填筑的缺陷檢測與防治措施[J].中國高新科技，2021(22)：124-125.

作者：劉玥彤 單位：四川農業大學