路基填筑施工工艺在高速公路的应用

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摘要：我国建筑行业的发展蒸蒸日上，当旧沥青路面受到严重破损时，其整体的综合性能满足不了路用需求，而在传统的施工中，通常会选用破损路面的结构层，重新铺筑和改造原路面后直接加铺这两种方法。路面填筑再生技术是近几年被人们应用和推广较多并逐渐被重点关注的一项新型技术，不但可以促进相关行业的发展，还可以在一定程度上保护我国的土地资源，在施工观察中，使用再生技术处理效果较为理想。因此，本文对高速公路再生料路基填筑施工工艺展开分析。

关键词：建筑再生料；路基填筑；绿色施工；再生施工工艺；再生料的应用

1再生料合理应用的意义和可利用性

1.1再生料合理应用的意义

近几年，随着我国建设基础的投入增加，高速公路也迎来了蓬勃发展，交通量不断增长，随之而来的高速公路病害类型也不断增加，因此合理配置利用建筑再生料对于缓解公路建设与生态环境之间的冲突具有重要意义。对再生工艺和设备的技术优化进行必要的总结和技术优化是实现这些目标的基础条件[1]。再生料可以最大限度地利用废旧混合料、建筑垃圾，从而节约大量的砂砾石和沥青资源，缓解原材料的压力，保护土质、环境，降低人工成本，促进科技发展和工程建设。

1.2高速公路沥青材料再生利用

旧沥青混合料是在原有沥青路面上铣刨而得的，沥青混合料在使用多年后，在阳光、雨、风等自然环境因素和交通荷载的共同作用下，其性能会随着时间的推移而逐渐下降。沥青的寿命均在12～15年，而早期建成的高速公路现在已经到了维护阶段，每年会产生大量的沥青废料。我国沥青的供给一直处于产能过剩的状态，首先各大沥青生产企业能力不断扩大，其次新增沥青生产水平跟不上产能扩张速度。据最新数据显示，2020年新增沥青产能为1.256亿t，总产能达到7005万t。

1.3国内应用的情况和实例

根据沥青混凝土再生技术在我国的发展和应用情况可知，我国从20世纪70年代开始尝试利用废弃沥青混凝土路面材料进行再生。内蒙古省际通道“改高”工程路段改造，就是采用的冷再生施工工艺，取得了良好的经济效益和环保效益[2]。节约乳化沥青用量1.2％、新集料用量6％、矿粉用量1%，据估算每吨再生料可节约造价约33元，据初步估算可节约工程造价10％。再生技术不仅能在经济上获得显著效益，在环境保护上也发挥较大作用，经初步估算，此项目仅在示范工程的实施上就可节约土地4亩、矿山资源40000t，减少沥青用量1000t、二氧化碳排放700t、二氧化硫排放150t。根据行业政策和工程需要，项目组将采用各种回收方法，将废旧水泥砼转变为再生集料运用到预制小型混凝土构件或水泥稳定碎石基层中，相比开采天然集料生产销售，再生集料降低成本约40%。2007年长安大学和长沙理工大学对沥青路面厂热拌进行了研究，在研究过程中应用了研究成果修筑多条实验道路，并取得优良效果。

2工程施工中的再生施工工艺

2.1再生料的发展前景

近几年，伴随中国公路建设的快速发展和大量高等级公路沥青需要进行翻修和重建筑，我国对再生料路基填筑施工工艺重新重视。2010年广佛高速使用厂热拌再生技术，使大专院校研究热情一度高涨。整个再生资源行业都步入了微利时代，目前很多高校也在开展有关再生料的研究课题，研发了种类繁多的再生剂专利和产品。2020年厂热拌再生技术开始被大规模的应用，旧材料的比例较低，掺量普遍在20%～30%。据我国交通运输部的统计数据显示，1978—2019年，全国公路总里程从89万km增长到484.65万km，高速公路里程达14.26万km，稳居世界第一。沥青路面再生工艺包括厂拌热再生技术、就地热再生技术、厂拌冷再生技术、就地冷再生技术，这4类技术工艺在我国均有使用。各种路面的再生工艺有其本身优缺点和适用的条件，但是有的工艺技术尚未成熟，其中技术原理、材料设备、结构组合、材质性能、施工关键点都具有特殊性，需要更深入的研究。

2.2再生施工工艺的优缺点

近几年国家大力推广建筑垃圾再利用，而公路建设发展较快，沥青路面材料各不相同，技术参数不清楚。热再生工艺比较容易控制，质量也有保障，原路面沥青不会烧焦和氧化，能较好地保证集料的完整性[3]。而其缺点包括以下两点。一是使用范围有限。假如道路破损严重，混凝土铣刨的深度有限，那么就地热再生技术就不适合使用了。二是容易受温度影响。如果外界的温度差比较大，那么施工中的温度就不好控制，而温度决定着混凝土的质量，所以导致冬天不适合施工。针对冷再生工艺，其优点主要是工艺技术较易掌控、再生混合料的性能较好、适用范围广泛、能耗低、污染小，能有效保护环境。其缺点是长期路用性能不佳，一般仅能用于一二级公路中下面层，使用范围受限。部分国产的冷再生机械只能喷洒乳化沥青或水泥稀浆，只能手动添加黏结剂、水量等液体，但会导致添加量不准确从而影响施工质量。在能耗方面，传统热拌沥青混合料能耗最大，其次是就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生。在我国现有的公路中，约有80%的公路为沥青混凝土路面。

2.3再生料的造价分析

我国每年建筑垃圾的排放量约15.5亿t，并且存在逐年都在快速增长的趋势（图1）。到2022年预计达到60亿t左右。目前，我国庞大的建筑垃圾仅有10％被运往指定场所进行销毁，绝大部分未经分类就被运往郊区或者农村，堆放在裸露的土地上或以直接填埋的方式进行处置，甚至许多河流也成了建筑垃圾倾倒场。这种处理方式不仅占用了大量国土资源和河流资源，同时也对环境造成了极大的破坏。因此，越来越多的用户选用再生料，这样不仅可以解决建筑垃圾的处置问题，还能做到节能环保，降低造价。再生料的最大优点就是价格比新料便宜，每利用1亿t废料可以新增产值84.6亿元。

3再生料路基填筑的施工过程

3.1施工准备

①在施工前，按照有关规定进行线路的施工放量工作，包括导线、中线、水准点的复测，基地清理与填前碾压。建设道路根据耕地少的原则，尽可能选择使用道路。公路、一级公路和特殊地区采用新技术、新工艺、新材料进行路段试验，选择最优路基方案进行施工指导。②一定要对图纸反复检查，熟悉设计图纸，分析施工现场的地质，重点勘察有地质灾害的地方，反复进行试验，对地质条件进行全方位测量，一旦发现设计勘察单位没有发现的地质灾害问题时，要第一时间向上级和设计单位汇报。在路基施工前应清除占地范围内的表层腐殖土，拆除障碍物，建立测量建筑网，搭建好临时设备。现场建筑垃圾再生料经材料检验合格后，方可用于填筑。③施工准备分为填土区段、平整区段、碾压区段、检测区段（四度），以及原地面结合部、鸡爪地形部、陡坡直立部、标段结合部、半填半挖部、小坑小洼部、高填方部、软弱地基部（八部），要严格把控“四度”，认真处理“八部”。

3.2再生料路基填筑施工的难点

在施工过程中可能会面临以下困难：①我国在2008年颁发的《公路沥青路面再生技术规范》缺乏针对性和操作性。而这段时期是我国沥青路面再生工程应用的最广泛时期，也是工程积累经验最成熟的时期。因此随着技术的不断进步，在2019年我国又发布了新的公路路基施工技术规范。但目前尚未有完全相符的技术规范和条例，相关法律法规也不健全。②我国地域辽阔，南北气候也相差较大，沥青路面材料各不相同，新型技术需要不断进行试验，要求试验仪器具有较高精密度，但设备昂贵，因此也增加了再生料的成本。传统技术与冷热再生技术的区别在于温度，材料的品质不同，所加热的温度与搅拌时间都有较大的差别。例如：普通沥青再生剂加热温度为100～140℃；RAP（沥青混合料）加热温度为130～150℃；改性沥青再生剂加热温度为100～140℃。③过往的案例较少，施工经验不足。当前我国沥青路面再生利用率较低，材料和设备的研发滞后。

3.3施工质量控制要点

①运用再生技术成功的关键是要严格控制回收物料的含水量、规范指标以及新掺入材料的厚度和施工温度，要充分了解路面的材料性能，各项指标都应符合设计规范和施工规范。②再生现场的施工也有一些不可控制的因素，外界温度会随着季节而变化，而加热温度会对环境路面产生影响，最终影响路面的成型质量。就地热再生机转速可以达到2.5m/min，但是遇到大风或者冷天气转速就会下降到2m/min，所以要根据当地的天气变化，采取一些应对措施。例如，买一台热风循环加热机来保证在温度较低的情况下，仍能高效完成工作，且在施工过程中应保持恒定的铣刨鼓转速、行走速度，要确保铣刨、搅拌的均匀性。③在铺设填料的施工过程中，土木合成材料的搭接宽度应在50cm以上，保证搭接效果。④路基填筑施工是路基施工的重点，外侧1m可利用细料进行填筑，避免出现大颗粒导致坡侧大的状况。⑤禁止碾压路基在未完成或正在碾压的路段上调头或急刹车，出现拥包时，应铲平处理。

3.4施工过程中的注意事项

（1）施工时，要将路面上的杂草、不适用材料、障碍物彻底清除，保持路面整洁无积水。（2）施工过程中，物料的堆放场和加工厂一定要远离居民区并保持一定的安全距离，避免材料在加工时产生有害气体、灰尘等损害环境、危害人体健康。在加工之后，产生的废旧垃圾也应该按照高低顺序来堆放，避免垃圾堆放高度超过5m。清理垃圾时发现有残留药品、爆炸物要及时报告，由专业的爆破人员来处理。（3）在卸车时，应该由专人指导，土堆应形成梅花型以保证松铺厚度大致相同且松铺厚度不能超过300mm；路床顶层压实厚度不能小于100mm。（4）对于施工所用的导线点、轴线点、高程点，要设置在工程施工影响范围之外、坚固稳定不易受破坏且通视良好的地方。（5）当施工中遇到恶劣气候时，如雷击、高温、紫外线，现场应配备降温解暑药品，设置纳凉棚，提供清凉饮用水。作业人员应配置防尘口罩及防尘眼镜。（6）加强安全管理意识，对于一些可能存在的安全隐患要及时上报，避免意外事故的发生，完善安全管理制度，使施工安全得到一个良好的保障。3.5施工阶段的整体管理施工前一定要保证施工材料的安全性，在采购施工材料的过程中要做到公开透明化，在储存运输过程中尽量减少材料的损失[4]。在施工过程中，采用一些专业设备，可在一定程度上提升施工效率，弥补人力的不足。为了保证施工机械长期工作，还要保证技术的稳定性能，工程管理人员需要定期对机械设备进行保养和维修，延长机械设备的使用寿命。为了确保施工质量，每一位工作人员都要有责任感，既要敬业，也要精业。管理人员务必要做好现场的监测工作，若发现在施工过程中指标未达到标准或质量出现问题时，应立即返工不可以拖延，做到及时处理，完全没有问题后再进行下一步动作。工程项目部应按照“职责明晰、授权得当、协同高效”的三级组织管理机构，更好地完成工作。

4结语

建筑再生料不但解决了城市环境保护的难题，还给废料利用提供了解决办法，但是我国的再生料应用事业还处于起步阶段，相关政策和技术、机械设备还需要弥补空缺，既不能因循守旧，也不能一味地效仿国外，需要突破思维禁锢，树立创新思想，建立国家政策保障制度，得到社会和公众的认可，建立有条不紊的市场秩序，进一步推广再生能源。

参考文献

[1]黄晓明，赵永利．沥青路面再生利用理论与实践[M]．北京：科学出版社，2014.

[2]李红英.就地热再生技术在沥青混凝土路面预防性养护中的应用[J].公路，2012(7)：285-288.

[3]宋志慧.热再生的优势及在公路施工中的应用[J].交通世界，2017(24)：50-51.

[4]张凤群.高填方路基填筑的缺陷检测与防治措施[J].中国高新科技，2021(22)：124-125.

作者：刘玥彤 单位：四川农业大学