張海源
【內(nèi)容摘要】目前,隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,瀝青路面冷再生技術(shù)是國外20世紀80年代后期迅速發(fā)展起來的一門新的技術(shù),并且在國外被廣泛應用于舊路的維修、改造和升級?,F(xiàn)在冷再生技術(shù)在國內(nèi)很多工程上也開始運用。本文針對如何保證瀝青路面冷再生基層的施工質(zhì)量談談看法,以供參考。
【關(guān)鍵詞】瀝青路面;冷再生技術(shù);穩(wěn)定;施工質(zhì)量
目前,在我國高速公路和普通公路的建設中,多采用瀝青混凝土路面,雖然高等級公路瀝青混凝土路面的設計使用年限為15年,但是在實際運營中由于通行能力的需求、施工技術(shù)水平的限制和超限車輛日益增加等因素的影響,新建成的公路經(jīng)常發(fā)生早期破壞,需要及時的養(yǎng)護維修。在這個過程中間廢棄大量的瀝青混合料造成環(huán)境的污染,另一方面對于我國這樣一個優(yōu)質(zhì)瀝青比較匱乏的國家來說也是一種資源的浪費。同時工程施工中大量的開采石料會破壞森林植被造成水土流失,破壞生態(tài)環(huán)境。因此,在當前的國情下,對舊瀝青路面進行再生利用,其經(jīng)濟效益和社會效益將是非常顯著的。從已完工的冷再生路面的使用情況看效果相當好,因此,舊瀝青路面冷再生技術(shù)的推廣和應用的前景十分廣闊。
冷再生技術(shù)和傳統(tǒng)的瀝青路面養(yǎng)護工程施工技術(shù)相比較具有以下幾方面的優(yōu)勢(1)瀝青混凝土路面冷再生投入的成本低,經(jīng)過再生后能夠顯著提高舊路的使用功能。(2)用于公路養(yǎng)護改建,冷再生技術(shù)施工進度快,開放交通早,可以保障公路暢通。(3)應用冷再生技術(shù)改造的路段標高增加很小,對橋涵荷載影響很小。(4)傳統(tǒng)的施工方式將舊路材料刨除后扔掉。會造成環(huán)境的嚴重污染;瀝青再生技術(shù)能夠節(jié)約土地礦產(chǎn)資源減少廢料對環(huán)境的污染,有利于環(huán)境保護。
1舊瀝青路面就地冷再生技術(shù)
根據(jù)施工工藝的不同,瀝青路面冷再生主要分為兩種類型;一種是廠拌冷再生,另一種是就地冷再生,本文主要討論就地冷再生。
就地瀝青路面冷再生是通過專用的再生設備,在瀝青路面現(xiàn)場將舊瀝青路面銑刨、破碎,加入穩(wěn)定劑進行拌合、攤鋪和壓實完成再生層的鋪筑。近年來,由于出現(xiàn)了大功率再生機,如德國的維特根公司生產(chǎn)的系列再生設備和相關(guān)施工機械,使得就地冷再生方法比其他再生工藝更具優(yōu)勢。因此,就地冷再生施工應用越來越廣泛。
2冷再生穩(wěn)定劑
目前冷再生工藝中使用的穩(wěn)定劑有兩大類:化學類穩(wěn)定劑和瀝青類穩(wěn)定劑?;瘜W類穩(wěn)定劑主要有水泥、石灰以及它們與粉煤灰、爐石粉等的混合物,其主要作用是提高再生混合料的強度和水穩(wěn)定性。瀝青類穩(wěn)定劑主要有乳化瀝青和泡沫瀝青,其主要作用是提高材料的強度和抗水損壞能力,而且使再生瀝青混合料保持柔性,具備良好的耐久性。實際冷再生工程應用過程中,主要是采用水泥、乳化瀝青或者泡沫瀝青三種穩(wěn)定劑。
普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥都可用于冷再生基層,應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。宜采用標號為32.5級的水泥。
3水泥就地冷再生適用條件
就地冷再生技術(shù)適用于各等級公路路面及基層破損嚴重,路面強度不足,需要大修的路面;所有路面標高受到限制的道路、一般公路、等外公路及其它場地的維修改造。
冷再生混合料級配的確定應根據(jù)再生機取樣后對樣品進行篩分,得出級配曲線,所得級配曲線應在《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034-2000)中水泥穩(wěn)定(見表1)土級配范圍內(nèi),若不符合,應根據(jù)差別情況,確定需要添加的集料范圍。
表1水泥穩(wěn)定土顆粒組成范圍
4冷再生施工
4.1工藝原理
道路就地冷再生工藝屬于道路翻修的范疇。主要包括四道工序;首先是準備就路面的再生材料包括破碎和翻松舊路;其次是加入添加劑和水并加以拌合;第三是成型和壓實;最后是再生路面上加鋪磨耗層或路面面層。
4.2施工工藝
⑴取料試驗
將原瀝青路面及基層用再生機取樣進行標準擊實試驗,確定最佳含水量、最大干密度。由于人工取料和再生機取料試驗結(jié)果差別很大,應采用再生機取料。
⑵確定水及再生劑用量
根據(jù)設計要求的水泥與原路面的可再生料的比值,通過擊實試驗確定最佳含水量、最大干密度。將數(shù)據(jù)輸入水泥稀漿車電腦中,用電腦系統(tǒng)控制水泥及水的添加量。
(3)確定再生幅數(shù)
再生幅數(shù)的劃分與再生機的工作寬度、需再生的原路面寬度、相鄰兩幅的搭接寬度等有關(guān)。合理的再生幅數(shù)可以保證再生機的工作效率,同時應最大限度的保證混合料為一次性再生,以確保其實際配合比滿足設計配合比的要求。
(4)再生層破碎拌和與縱縫的處理
再生機的工作寬度一般小于道路或行車道的寬度,因此,全幅路的再生需多次作業(yè),從而導致數(shù)條相鄰作業(yè)面間的縱向接縫。需要沿整條縱縫有一定的重疊量以保證相鄰作業(yè)面間接縫的連續(xù)性。一般的相鄰作業(yè)面間的重疊量不小于10cm。路面越厚,重疊量越大;材料的粒度越粗,重疊量越大。良好的重疊接縫對再生層的最終性能有重要影響。再生機對路面進行破碎拌合時,冷再生機需1輛灑水車緊跟作業(yè),并且要有2-3輛灑水車配合保證拌和用水??紤]到水泥的初凝時間,以及各道工序的銜接問題,以100m施工長度為限,當冷再生機單幅破碎拌和100m后,返回準備第二幅進行的當中,對剛完成的100m進行保濕穩(wěn)壓,然后平地機刮平,26T振動壓路機進行振動壓實,直至達到規(guī)定的壓實度,平整度按規(guī)范要求嚴格控制。
⑸再生層養(yǎng)生
碾壓后及時采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生,養(yǎng)生期內(nèi)中斷所有交通,養(yǎng)生期不少于7d,要使冷再生基層表面始終保持濕潤,做到每天專人看管,確保再生層不因養(yǎng)生不當產(chǎn)生損壞。
⑹開放交通
達到齡期和強度要求的路段可以適時開放交通。
⑺施工工藝及流程圖
5施工注意事項
5.1試驗
由于原路面情況復雜,在以往施工中基層主要有二灰碎石基層及水泥穩(wěn)定基層兩種情況。針對此情況應分別對二灰碎石基層段及水泥穩(wěn)定基層段取料進行試驗得出數(shù)據(jù)用以指導施工。
5.2級配分析與調(diào)整
冷再生工程施工時,原路況對施工的影響較大,而原路況級配的不同使我們在施工時必須根據(jù)情況適時調(diào)整冷再生機器的行走速度及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)。
5.3壓實度檢測
壓實度檢測采用規(guī)范推薦的灌砂法。核子密度儀檢測雖然速度快,但是需要用灌砂法來標定,而舊路面的級配情況變異很大,很難標定,因此就地冷再生路面不適合采用核子密度儀檢測壓實度。
5.4施工控制
①施工過程
冷再生基層施工過程中必須派有經(jīng)驗的工長和試驗員對含水量進行跟蹤檢測,還應根據(jù)天氣情況及時調(diào)整。
根據(jù)以往施工經(jīng)驗,原路面基層為水泥穩(wěn)定砂礫時,因砂礫吸水率小,含水量在施工過程中不宜做過大調(diào)整。而原路面是二灰碎石的則含水量較易控制,但在再生二灰碎石作為基層路面時,因有可能產(chǎn)生較多的大粒徑石料,因此碾壓遍數(shù)要適當增加,增加光輪壓路機的碾壓遍數(shù)對壓實效果有較大的提升。
在施工中產(chǎn)生的橫縫因相臨兩段壓實效果不同,在壓路機壓實新再生基層時會將粒料帶入已壓實成型路面上,對平整度產(chǎn)生不好的影響,這時應派人工對此地段進行精平處理,以保證平整度。
②養(yǎng)生控制
冷再生層的養(yǎng)生也很重要,在碾壓完畢灑水的過程中,要均勻,平穩(wěn)的噴灑,不要有過大的水流,要及時苫蓋養(yǎng)生膜。
在養(yǎng)生結(jié)束開放交通的地段,應盡早施工面層,若長時間將基層暴露在外,經(jīng)過重車,超載車碾壓后,容易出現(xiàn)上層粒料破損、縱裂甚至網(wǎng)裂等情況。
在施工過程中,我們感到,傳統(tǒng)的道路維修或者改建存在能源浪費,污染環(huán)境,工程造價高等諸多問題。瀝青路面冷再生技術(shù)既達到了無害化,又變廢為寶,大大節(jié)省了建筑材料,實現(xiàn)了循環(huán)利用資源,促進了循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展,社會經(jīng)濟效益十分顯著,其發(fā)展空間廣闊,前景看好,在今后的道路工程中可大力推廣應用。
注:文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。