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浅析水泥冷再生技术在工程实践中的应用

2014-10-27

重庆公路养护工程(集团)有限公司  王乐东庹峻玮

摘要:针对我国公路建设的现状,通过对水泥冷再生技术的介绍,并结合工程实例,提出了整个施工过程的控制要点,阐述水泥就地冷再生技术,能够节约大量筑路材料,降低工程造价、缩短工期,同时减少废料处理、保护环境等,为公路路面大修养护及改建施工开辟了一个全新的领域,具有十分重要的现实意义,可以推广应用。

关键词:水泥、就地冷再生、施工、应用

一、引言

随着重庆市公路交通行业的快速建设时期的慢慢结束,新建工程项目数量已逐年下降,随之而来的是大量的公路养护与维修。大修工程施工时,以往传统的工艺方法是在旧路面破损、基层强度不足,需补强改善时,将旧沥青路面和旧结构层全部挖除,然后再重新做基层和面层,由此将产生大量的旧路面废弃料。这些建筑废料该怎么处理越来越成为一个不可忽视的问题,同时这与我国的环保要求和建立“节约性”社会的宗旨相矛盾。经过国内外几十年的探索,发展出了一种新的大修工程施工方法——水泥冷再生施工技术。冷再生是一种有利于环保和节约能源的道路维修方式,对将来的公路建设和养护具有十分重要的意义。

二、 水泥冷再生技术概述

水泥冷再生技术是采用一次性粉碎法,在常温下将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎,再掺人一定数量、符合标准的水泥、水和骨料,按设定的厚度,用冷再生机进行拌和、摊铺处理后,经整形、碾压和后期养生,使其达到设计路基结构层技术要求的一种施工工艺,主要用于铺筑路面基层或底基层。

三、 水泥冷再生技术的特点

水泥冷再生技术首先利用破碎的原路面直接进行拌和水泥固化,施工方法简便、灵活,且路面高程变化不大。其次,该技术利用特制的施工机械,施工质量有足够的保证。最后,该技术利用固化剂和级配粒料产生的一系列物理化学反应,使这些密集配混合料成为一个整体,从而形成一种半刚性基层或底基层,分散了上部传来的荷载,提高了道路的承载能力,减少了路基变形。

四、水泥就地冷再生施工应用

水泥就地冷再生技术不仅适用于高等级公路的维修与改造,也适用于一般道路及乡间公路的维修与改造。此技术在欧美等国家已得到了较为普遍的应用,并常常作为路面维修的首选方案,我国98年引进第一台就地冷再生机后,近几年来,就地冷再生技术在我国受到了业内人士普遍的关注与认同,推广普及速度很快, 2008年7月国家颁布的《公路沥青路面再生技术规范》对冷再生这种新技术、新工艺起到了良好的推动作用,以其成本低、效率高、质量好、高环保等优点受到了业内人士的关注与青睐。

在重庆地区,重庆公路养护工程集团有限公司于2009年首次引入水泥冷再生工艺应用在G055线长江大桥至青杠坝段路面大修工程中,经过两年多的通车运营实践,这条路经受了考验,未出现任何大的质量缺陷,也说明了水泥冷再生技术在重庆同样适用。2013年购置了重庆第一台维特根WR 2000 XL就地冷再生机(集破碎与拌和为一体的先进施工设备),应用与重庆市G318梁平段国道大修工程中,经过这几年的实践与发展,我公司对水泥冷再生基层技术的施工工艺、质量控制进行了初步研究,总结了一些施工经验。

(1)对旧路结构状况详细调查

   首先进行弯沉检测,详细了解旧路承载能力。其次对旧路面进行现场冷再生机破碎取样,确定旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等,在实验室做级配和配合比试验并确定不同配合比的最大干密度和最佳含水量。最后对旧路结构材料进行土质分析后,确定添加普通硅酸盐水泥的强度等级。
(2)严把
材料关
    经破碎旧路面沥混凝土面层及基层获得的混合料作为冷再生结构的骨料及填充料,大于5mm的骨料含量要在40
~75%之间,否则应采取增加骨料或填充料的措施;
水泥的质量重点检查初凝、终凝、强度、安定性,选用初凝时间4小时以上,终凝时间在6小时以上的缓凝水泥。

(3)严格控制冷再生机的速度和深度

为确保混合料拌和均匀,冷再生机在上、下坡和弯道处速度控制在3m/分钟,直线段控制在5m/分钟。冷再生过程中应随时检查深度,深度不足容易产生薄弱夹层,深度超限则无法保证冷再生破碎的混合料级配合理性。留下质量隐患。

(4)精细化处理接缝

  纵向接缝的处理:前半幅施工时拌和宽度过中线10-375px,后半幅施工时中线,从而保证中线接缝平顺,路拱达到设计要求;同时应在纵缝处适当多摊铺水泥,因为再生机铣刨拌和时边缘局部会出现离析现象,需要人工挖除并用拌和后的新料修补;横向接缝的处理:两工作段的搭接部分应用对接形式,后一段施工时,若超过水泥初凝时间,再生机后退至再生过的材料1.5m左右,重叠处适当增加水泥;若未超过初凝时间,则横缝搭接宽度500px左右继续下一段的施工。

五、水泥冷再生技术优点:

(1)成本低

道路就地冷再生由于全部利用了旧的铺层材料,从而减少了道路维修或改造时旧铺层材料的挖起运输、废置和新材料的购置,使得建设成本大幅度降低。采用道路就地冷再生与传统方式相比,费用节省15-30%。随着再生层厚度的不同,建设成本也会有不同程度的节约,厚度越深,降低成本越多。如09年我公司实施的G055线长江大桥至青杠坝段路面大修工程,经经济技术互斥方案比较后采用水泥冷再生施工工艺进行道路基层的再生利用,节约投资约17%。

(2)效率高

道路就地冷再生机械施工一次性可以完成铣刨、破碎、添加、拌和及摊铺,从而简化了施工程序,缩短施工工期。使用就地冷再生机械,每天施工可完成5000—7000平方米的工作量。2013年我公司实施的G318梁平段路面大修工程,经过统计在正常工作台班平均完成5300平方米的再生层。

(3)交通干扰小

冷再生施工的特点是大型机械,密集施工,冷再生施工只是集中在一定特定的区域。整个冷再生机械组合可以处于同一条车道内,不影响另一条车道车辆通行,可进行开放式施工,特别适用于交通量较大或路宽较窄情况下的道路的施工。

(4)质量好

就地冷再生可以根据不同道路旧铺层材料的实际情况进行设计,选择不同的添加剂,配比准确,可以保证再生材料的优秀品质和施工质量,形成施工成型厚而均匀的粘结层,从而保证了维修后道路的使用年限。事实证明,水泥就地冷再生不仅适用于水泥稳定碎石或二灰稳定碎石基层的再生利用,同时对旧石灰土稳定细粒土基层的再生利用也同样适用,其7天无侧限抗压强度都可满足设计要求。

(5)污染少

使用传统的道路维修方法,路面材料废弃量十分巨大,对环境造成污染,大量新材料的开采,也会造成资源减少和环境的破坏。采用冷再生技术则可完全避免上述问题。它不仅可以节约大量投资,更有利于环境保护,因此被人们称之为“绿色”施工技术。

六、结束语

水泥冷再生技术对公共交通影响小,干扰少、简化施工工序、精确控制铺层厚度、节约成本、节约时间、提高旧路面等级、适用范围广、保护环境等特点,为公路路面大修养护及改建施工开辟了一个全新的领域,具有十分重要的现实意义,可以在一般公路、等外公路、部分城市道路以及高等级公路推广应用。在重庆地区,由于山高、坡陡、弯急,加上冷再生机组本身跨度大,适于在高速公路,市政道路、国、省道干线公路和地势平坦地区的一般公路应用推广,都将会取得良好的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)

[2]《公路养护技术规范》(JTGH10-2009)

[3]怀朝阳  浅谈水泥冷再生施工技术[J].山西建筑,2009,35(27);286-287

[4]西安公路研究所《水泥稳定就地冷再生基层配合比设计及施工质量控制》

 

 


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