張 偉
(江蘇省宿遷市公路工程建設處,江蘇 宿遷 223800)
冷再生技術是采用一次性粉碎法,將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎,再摻人一定數量、符合標準的再生劑、水泥、水(或加入乳化瀝青)和骨料,按設定的厚度,用冷再生機進行處理后,經整形、碾壓和后期養(yǎng)生,使其達到設計路基結構層技術要求的一種施工工藝。國外應用實踐證明,基層再生技術是公路建設和養(yǎng)護可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分,在我國同樣具有重要的現實意義。
本合同段為S245線K189+000-K201+315(二級公路,瀝青砼路面,長12.315km,路面寬12m)段大修工程,面層行車道9米范圍內瀝青砼面層與二灰碎石基層一起銑刨,摻5%水泥進行老路再生處理,待再生部分養(yǎng)生結束后,路面12米寬范圍內加鋪18cm水穩(wěn)碎石+瀝青封層+5cm中粒式瀝青砼(SUP-20型)+4cm細粒式瀝青砼(SUP-13型)。在施工圖設計階段,路面結構為傳統工藝,即將舊瀝青混合料廢棄掉,重新鋪筑新的路面;后來經設計變更,改為采用水泥現場冷再生技術,結構層也作了改變。
3.1 舊路結構狀況調查
瀝青混凝土舊路路面冷再生是利用舊路瀝青混凝土及上基層(石灰土)經破碎加入水泥均勻拌和,在最佳含水量條件下碾壓獲得的半剛性結構。⑴對舊路進行彎沉檢測,每車道1km檢測40~50個點,詳細了解舊路承載能力。⑵對舊路結構材料進行現場冷再生破碎取樣,確定舊路瀝青層的厚度、基層材料及基層厚度等,掌握結構強度;在實驗室做級配和配合比試驗,并確定不同配合比的最大干密度(重型擊實)和最佳含水量,取點頻率為1km取3點。⑶對舊路結構材料進行土質分析后,確定添加劑為32.5級路用普通硅酸鹽水泥。
3.2 機具準備
工程開工前,應保證設備機具完好并滿足施工需要,主要設備有:冷再生機、平地機、灑水車、運送水泥汽車、振動壓路機、膠輪壓路機、三輪壓路機、推土機等。
3.3 材料要求
⑴經破碎舊路面瀝青混凝土面層及上基層獲得的混合料作為冷再生結構的骨料及填充料,大于5mm的骨料質量分數應在40%~75%之間,否則應采取增加骨料或填充料的措施。⑵水泥采用強度等級為32.5級的路用普通硅酸鹽水泥,初凝時間4h以上和終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。⑶水采用不含有害物質的水或飲用水。
3.4 級配和配合比
⑴對取好的混合料由實驗人員編號后篩分,確認混合料的實際級配。⑵抗壓強度:根據級配對每一編號試塊在實驗室按含水泥量(質量比)5%,6%,7%試配獲取三種水泥含量的最大干密度和最佳含水量,并在規(guī)定溫度下,試件保濕養(yǎng)生6d,浸水24h后,按《公路工程無機結合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》進行無側限抗壓強度試驗獲取7d標準抗壓強度,根據試驗結果最終確定設計添加水泥量。
本工程采用以水泥作為添加料對瀝青混凝土路面進行就地冷再生方案,水泥的通常用量按重量計在3%~7%之間比較合適。
冷再生為新工藝,施工經驗相對較少,為確保工程質量,先期進行了300米的試驗路段,通過舊路材料篩分、擊實試驗,確定各項參數指標,最后明確其主要施工工藝如下:
4.1 舊路面破碎拌和
舊路面再生采用Wirtgen2500冷拌再生機,該機最大工作寬度為250cm,最大拌和深度40cm,能保證連續(xù)拌和,具有很高的生產率,能精確控制鋪筑厚度。工作深度一旦確定,則轉子的切削深度將由傳感器及控制系統保證,從而獲得精確的冷再生厚度;可半封閉施工,改善交通中斷狀況及施工安全。為避免出現條梗,相鄰兩幅重疊20cm~30cm。工作時,冷再生機需一輛灑水車搭配保證拌和用水,拌和過程按10%含水量加水,隨拌隨檢查含水量,拌和行進速度8m~0m/min,有專人隨時跟機檢測拌和深度,確保拌合料含水量及拌合層厚度。破碎拌和后,經篩分大顆粒內如顆粒團過多,可用再生機或路拌機加拌一次,水分不足路段,加拌前及時補灑水,保證再生混合料的穩(wěn)定性。
4.2 路面混合料分析
拌和后的舊料分析包括舊料的篩分結果,最佳含水量,最大干密度以及松鋪量的確定,作業(yè)段合理長度確定。實驗室從現場均衡取料,通過對拌合料的篩分,通過多次擊實試驗,確定粒料的最大干密度為2.25g/cm3,最佳含水量為9.5%,松鋪系數為1.33。通過冷再生的延遲時間對強度的影響試驗,確定延遲時間為4h。施工中,嚴格控制從加水泥開始拌和到碾壓完成的時間在4h內完成,通過試驗段確定工作段的合理長度為160m。
4.3 破碎后的舊路整形
整幅路段拌和完成后,用平地機初步整平,再用震動壓路機穩(wěn)壓二遍,測量人員根據設計縱斷高程和橫坡度,每10米為一斷面分左中右及1/4處五個點測出高程,按1.33的松鋪系數,人工找出基準點,相鄰兩個點用石灰連成線,高程不足時及時用平地機刮平。通過舊路整形達到“調坡”、“調拱”的目的,且保證平整度。
4.4 施工工藝與注意事項
攤鋪水泥采用方格網法,水泥劑量按4%控制,為25t/1000m。具體操作方法是根據冷再生層的寬度,確定擺放水泥的行數和間距,劃出方格網,人丁攤勻水泥。
冷再生機對原路面進行舊路材料和水泥充分加水拌和,有關試驗人員應立即現場檢測含水量,使冷再生的含水量比最佳含水量高出1%~2%,以滿足水泥水化作用的需要,同時彌補碾壓過程中含水量的損失。拌和時再生機行走速度控制在6m/min。水車在冷再生機前面用水帶與之相連并同步進行,為冷再生機加水。水車與冷再生機連接拆卸與安裝選在每一施工段起點進行。
冷再生混合料拌和均勻后,用YZ14振動壓路機排壓一遍,速度控制在3km/h。排壓過程中若發(fā)現含水量不均勻或不平處,應將補料連同其下層混合料一起翻松10em,刮平后再壓實,經過排壓之后,用平地機按設計高程整平至符合設計標準。
⑴碾壓組合:碾壓遵循先輕后重,先慢后快的原則,先用YZ14振動壓路機穩(wěn)壓一遍,YZ18振動壓路機壓四到五遍,三輪壓路機靜壓兩遍,20t胎壓路機壓兩遍。碾壓時注意錯軸寬度,并由路邊向路中心依次碾壓,終壓之后;冷再生層應平整光滑,表面有水漿滲出,注意終壓完成時間不能超過水泥終凝時間。碾壓完成后灌砂法測定壓實度,保證密實度滿足設計要求。
⑵施工時間控制:試驗段施工過程中冷再生機平均速變?yōu)?m/min。施工過程中應盡量減少無故停機時間和刮平時間,確??傮w上每一段落施工時間在4.5小時以內。
⑶養(yǎng)生:碾壓成形四小時后(視氣溫情況),可以用潮濕的帆布和其他合適的潮濕材料覆蓋。在整個養(yǎng)生期間,都應保持覆蓋材料處于潮濕狀態(tài)。也可用水車在冷再生層上直接淋水養(yǎng)護。在七天內禁止放行交通,全天候養(yǎng)生,始終保持表面濕潤。
由于冷再生基層屬于新的結構形式,在《質量檢驗評定標準》中沒有相應的檢測項目和檢測指標,施工過程中在收集和分析大量試驗數據的基礎上,提出了主要檢測項目與檢測方法:
5.1 銑刨深度:再生機行進過程中,通過計算機按照設計深度進行銑刨,根據不同路況人工隨時量取銑刨深度,看是否滿足要求;
5.2 橫坡、縱斷高程:初壓后,利用水準儀按松鋪2cm、每20米測1個斷面(3個點)控制平地機工作,橫坡偏差為±0.3%,中線高程偏差+5、-10mm;
5.3 壓實度:終壓完畢后,用灌砂法按《公路工程質量評定標準》附錄B檢查,一般每100米1處;
5.4 平整度:終壓完畢后,采用三米直尺每100米隨機量測一處10尺,允許偏差≤8mm。
[1]曹樹鋒.瀝青路面冷再生應用探討[J].山西建筑,2008-10-20.