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公路旧沥青混凝土路面就地冷再生施工探讨

2014-10-27

重庆川东路桥工程有限公司总工程师 李志强

【摘 要】公路旧沥青混凝土路面就地冷再生的施工,是将公路旧沥青混凝土路面经过现场铣刨、破碎后,与水泥、新集料等按一定比例重新拌和混合料,使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面基层或底基层的一套施工工艺。旧沥青混凝土路面就地冷再生施工,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,为公路的路面大修养护及改建施工开辟了一个全新的领域。

【关键词】公路;  旧沥青混凝土路面 ; 就地冷再生;  施工

近十几年来,我国公路建设突飞猛进,其中大部分路面为沥青混凝土路面。目前陆续建成的公路已进入路面大修养护和改建阶段,大量的翻挖铣刨沥青混合料被废弃,一方面造成环境污染,另一方面是一种资源的浪费,而且大量的使用新石料,开采石料会导致森林植被减少,水土流失等严重的生态环境破坏。因此,在此背景下,合理利用旧沥青混凝土路面产生的大量的废旧沥青混凝土已成为公路养护行业普遍关注的研究课题。

一、就地冷再生技术简介

《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)将沥青混凝土路面再生技术细分为厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生、就地冷再生四大类别。就地冷再生指的是采用专门的就地冷再生设备,在旧沥青混凝土路面上参照一定比例加入稳定剂,水泥,新材料等,进行现场铣刨、破碎、拌和、整形、摊铺、最后碾压成型成为新路的基层或底基层,使之满足一定路用性能的新工艺施工技术。

一直以来,很多人对旧沥青混凝土路面就地冷再生存在误解,认为该技术只是将已破损的旧沥青混凝土路面复原到最初的使用状态。实际上,旧沥青混凝土路面就地冷再生技术是把旧面层和部分基层改建成新的基层或底基层。这项技术有助于充分利用旧沥青混凝土路面材料。无论是根据经验还是实测数据,只要混合料中旧料中有超过比例40%、直径大于5mm的粒料,该旧路就已基本满足再生处理的条件。大骨料是构成再生基层或底基层的骨架结构,是构成基层或底基层承载力的主要构件,可以应用在公路的路面大修养护及改建施工中。

二、就地冷再生施工要点

1、施工准备

(1)旧路结构状况调查

旧沥青混凝土路面冷再生是利用旧路沥青混凝土及基层经破碎加入水泥均匀拌和,在最佳含水量条件下碾压获得的半刚性结构。
   1)对旧路进行弯沉检测,详细了解旧路承载能力。
   2)对旧路结构材料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,掌握结构强度;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。
   3)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)机具准备
    工程开工前,应保证设备机具完好并满足施工需要: 冷再生机、 平地机、洒水车、运送水泥汽车、钢轮振动压路机、胶轮压路机、装载机等必要的设备。
(3)
材料要求
    1)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的骨料含量应在40
~75%之间,否则应采取增加骨料或填充料的措施。
    2)水泥:采用适合强度等级的普通硅酸盐水泥,初凝时间4小时以上和终凝时间宜在6小时以上的缓凝水泥。
    3)水:采用不含有害物质或饮用水。
(4)级配和配合比
    1)对取好的混合料由实验人员编号后筛分,确认混合料的实际级配满足设计级配要求。
    2)抗压强度:根据级配对每一编号试块在实验室按掺配水泥用量3%、4%、5%试配获取三种水泥含量的最大干密度和最佳含水量,并在规定温度下,试件保湿养生6天,浸水24小时后,按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)进行无侧限抗压强度试验获取7天标准抗压强度,根据试验结果最终确定实际施工添加的水泥用量。
   2、施工工艺
(1)路面清理
    就地冷再生施工前应对旧路路面实施清理,清除路面垃圾、拆除旧路(缘)肩石,由测量人员根据设计要求进行高程测量标线,确保规定铣刨宽度及深度。
(2)人工摊铺水泥
    按设计水泥剂量计算每平方米应摊铺水泥用量。现场应采取打格计量卸水泥,人工均匀摊铺。
(3)冷再生机破碎与速度的控制
    1)冷再生机铣刨使旧路路面及基层破碎后混合料均匀。速度应根据旧路结构状况及混合料破碎后配合比确定,建议速度为5米/分钟。冷再生铣刨过程中应随时检查深度及速度,以保证冷再生铣刨深度及破碎的混合料级配合理。冷再生机拌和速度较快,拌和时应准备足够的工作面。
    2)冷再生机配备微机控制的自加水系统,洒水车为其随时加水。根据旧路面中的含水量可计算出冷再生机需加水量,同时配备足够的水车,以保证含水量略高,提高冷再生机械的效率。
    3)应控制拌和深度,满足设计宽度,在破碎拌和过程中,质检人员应检查拌和深度及混合料的均匀度。
(4)整型找平及碾压
    1)使用装载机找粗平,并均匀排压,然后使用平地机找中平、细平至设计高程,横坡、平整度符合设计及规范要求。
    2)实施碾压前应检测含水量,必要时补水,使其符合最佳含水量,在碾压过程中如冷再生表面风干应喷洒补水。
    3)碾压分三阶段进行,第一阶段使用钢轮振动压路机静压一遍,直线段自路边向路中依次碾压,超高段由低侧向高侧依次碾压,碾压速度应控制在1.5-1.7Km/h并注意错轮宽度并不漏压。第二阶段使用钢轮振动压路机挂振碾压2-3遍,碾压原则要求同前。第三阶段使用胶轮压路机碾压,碾压至规定密实度。
    4)碾压应一次成型。尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间,此时间不应超过3-4小时,并应短于水泥的终凝时间。
(5)养生
    洒水保持冷再生结构层始终处于潮湿状态,养生期不少于7天,养生期间应断行交通。
三、就地冷再生的雨季施工
    就地冷再生结构雨季施工应注意收听气象预报,应尽量避免水泥摊铺后被雨水浸泡,并应尽量缩短作业段。旧路破碎后应攒堆堆放,并挖排水沟,以利排水,雨后应摊开翻拌凉晒。
四、就地冷再生材料压实的注意事项:
   (1)在平地机刮平之前,均匀压实全部的再生材料。由于再生机的后轮胎在再生材料的表面行走,轮迹处的材料被部分压实,但是两轮之间的材料却未被压实。在刮平之前,必须首先压实未压实的材料,防止产生差异压实。
    (2)在压路机的作用下,塑性较低的细粒级配材料容易发生剪切破坏,产生横向位移,压实这类材料,关键是控制好加水量。但即使在最佳含水量下施工,也很难获得令人满意的表面质量,这就需要用平地机消除对碾压所造成的扰动。在用平地机做最后刮平处理时,一定要特别小心,确保对整个表面进行刮平。
    (3)杜绝“过压”错误,即避免过度压实。若达到材料的最大密实度后仍然继续碾压,则会破坏材料整体结构,反而降低其密实度。

五、就地冷再生施工时的质量控制基本要求

(1)水泥的质量符合要求。重点检查初凝、终凝、强度、安定性,水泥的用量要准确。

(2)冷再生机的行走速度要严格控制,确保混合料拌和均匀,避免夹层,行走速度控制在5m/分钟左右。

(3)确保拌和深度达到设计深度。

(4)碾压要达到规定的压实度。

(5)强度符合设计的要求。强度包括两方面的测定:一是再生过程中取再生混合料在室内进行试验测定,另一方面是现场钻取芯样进行测定。

(6)纵向再生层重叠宽度应不小于500px,同时应在接缝处适当多摊铺水泥。

六、就地冷再生施工的优缺点

从旧沥青混凝土路面就地冷再生施工在实际工程中应用的情况来看,该施工技术优势和不足之处都比较明显。

(1)优点

1)节省材料和运输成本,与传统施工技术相比,可减少20%~50%的成本投入。

2)采取半幅通车、半幅施工的操作方案,基本可确保正常通车。    3)就地施工,可大幅度缩短施工周期。

4)既环保,同时有助于节约资源。

(2)缺点

1)施工质量控制的难度较大。

2)一般需要加铺沥青混凝土罩面层。

3)需要相对温暖,干燥的施工条件,气候条件要求高。

4)再生后路面水稳性差,易受水分的侵蚀和剥落。

七、结语

综上所述,由于旧沥青混凝土路面就地冷再生施工节约了大量的公路养护资金,有效减少了资源浪费和环境破坏,具有巨大的经济效益和社会效益。随着人们对环保、社会效益的关注及施工技术的进步,旧沥青混凝土路面就地冷再生施工越来越受到公路养护管理部门的重视,在强调可持续发展的今天,进一步加强研究旧沥青混凝土路面就地冷再生施工技术,对我市公路的路面大修养护及改建施工具有特别重要的意义。

【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)


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