王濤 馮秀棟
摘要:舊瀝青路面就地冷再生技術(shù)為科學合理地進行舊路改造找到一種新的途徑,試驗是冷再生施工的基礎(chǔ),直接影響著施工質(zhì)量。本文介紹了瀝青舊路面冷再生技術(shù)與設計,分析了瀝青舊路面冷再生施工試驗,并以實際工程為例對其進行探討。
關(guān)鍵詞:舊路面;冷再生;試驗
一、瀝青舊路面冷再生技術(shù)與設計
(一)瀝青舊路面冷再生技術(shù)
當前國內(nèi)現(xiàn)有的水泥冷再生技術(shù),主要是利用水泥冷再生舊瀝青混凝土和部分基層材料,加入部分新骨料或細集料,并按一定比例加入一定量的添加劑和適量的水,在自然環(huán)境溫度下連續(xù)完成舊路面的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實成型,重新形成基層或底基層的一種工藝方法。
舊瀝青混凝土材料冷再生利用基層常用的兩種形式為:場拌冷再生和現(xiàn)場冷再生。場拌冷再生是先通過路面銑刨機銑刨后,經(jīng)過破碎篩分機、再生拌和機對舊油石進行拌和處理,再由路面攤鋪機和壓路機攤鋪,碾壓得到穩(wěn)定的基層?,F(xiàn)場冷再生是直接在舊路上均勻鋪撒水泥等添加劑和骨料,通過專業(yè)的拌和設備進行拌和,然后進行刮平碾壓得到穩(wěn)定的基層。
(二)瀝青混凝土路面冷再生的設計方法
冷再生結(jié)構(gòu)設計理論上是以雙圓均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系為基礎(chǔ),考慮了層間接觸條件的影響,同時進行各層頂面彎沉值計算與層底拉應力的驗算。
1、舊路試驗調(diào)查
冷再生技術(shù)適用于大部分瀝青混凝土舊路大修與改建工程。首先需要對舊路進行詳細的調(diào)查,主要包括以下內(nèi)容:
(1)對舊路結(jié)構(gòu)和歷年修補改造情況進行調(diào)查,并對沿線進行觀察,以了解舊路的表面狀況,包括變形、裂縫、邊緣破壞及路面構(gòu)造等。
(2)對路段內(nèi)的交通量進行調(diào)查分析,包括年平均日交通量、重型交通所占比例、每個重型車輛所相當?shù)摹爱斄枯S載的數(shù)量”及交通量增長率等。
(3)對舊路進行彎沉檢測,以分析舊路的破壞狀況和承載能力,確定重復利用舊路基層進行冷再生的必要性。
(4)對舊路結(jié)構(gòu)層進行鉆芯取樣,一般尺寸為10×20cm,以確定舊路瀝青混凝土層的厚度、基層厚度及各層材料的工程特性。
對取樣的舊路材料充分破碎,最大粒徑為40mm,經(jīng)充分破碎的舊瀝青混凝土路面材料中的瀝青已經(jīng)不明顯存在,形成含有不同粒徑的骨料。對破碎的混合料進行篩分,得出其每一篩孔尺寸的通過率,可以準確得到4.75mm以上的粒料所占的比重。
2、材料組成設計
通過試驗分析,我們認為冷再生層的性能與混合料級配有著顯著而密切的關(guān)系。如若舊料中4.75mm以上的粒料含量過低(<40%),則需加入部分級配的新骨料;若舊料中4.75mm以上的粒料含量過高(>80%),則會導致細料(特別是<0.6mm的集料)對空隙的填充不足,混合料強度偏低,則需在冷再生混合料中加入部分級配的細集料,以便形成具有良好級配的骨架密實結(jié)構(gòu),提高混合料的強度。但這無疑都會提高冷再生結(jié)構(gòu)層的造價,需與新建的結(jié)構(gòu)層進行經(jīng)濟比較以后再實施。通過大量的實驗分析,可以得到綜合性能較優(yōu)的推薦級配范圍。
二、瀝青舊路面冷再生試驗
(一)強度
因為舊道路材料當中有部分的原瀝青料成分、大量的二灰,做成的樣品的強度會有很大程度的波動,差異性會隨之很大,為了保障工程的質(zhì)量,必須要選擇水泥的劑量大的那一組來進行施工。所以對于冷再生配比的計算當中,怎么選擇有代表性的樣品以及怎么樣降低強度的波動性成為了研究的重中之重。在施工的準備階段要適當?shù)丶哟笤囼灥念l率,經(jīng)過較大幅度地試驗可以選擇出最優(yōu)的配比情況。
(二)施工中試驗
施工的過程中的主體試驗是,含水量的控制以及水泥的劑量測定。含水量的控制試驗:為能快速地獲得施工中的含水量,一般采取的方法是燃燒法來測定水的含量。試驗中發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)場測到的水的含量要比實際的水的含量大,經(jīng)過分析得出,破碎的材料當中,有部分的瀝青已經(jīng)被燃燒掉了,所以,要在施工以前經(jīng)過很多回的試驗才能確定用燃燒法和烘干的方法,所得出的水的含量比例的關(guān)系,一般采用的烘干方法,需要低溫來烘干,而不是高溫烘干法。水泥的劑量測定試驗:為在施工中檢測發(fā)現(xiàn)水泥的劑量要比設定劑量大,超出了所要考慮的損耗指標,經(jīng)過分析得出破碎的材料當中有石灰的成分,這樣會影響滴定出來的結(jié)果。之后再對沒有加入水泥破碎的材料來進行滴定試驗,就測出了比較標準的劑量。所以,施工之前要對破碎的材料來進行滴定試驗,從而確定數(shù)據(jù)。
(三)完工后的檢測
完工后的檢測,為壓實度的檢測、強度的檢測以及彎沉的檢測。這當中強度的檢測、彎沉的檢測都是和常規(guī)的檢測一樣,但是壓實度的檢測因為舊的材料有所變異,在檢測中會頻繁地得出壓實度超過高或過低的現(xiàn)象,在大面積的施工過程中這種表現(xiàn)會尤為明顯。由此可見,對于壓實度的檢測,以純理論數(shù)據(jù)來判定它的合格程度顯然是不可行的,所以要采取控制形式的壓實遍數(shù)方法控制壓實度,數(shù)據(jù)可以由試驗總結(jié)來獲取。必要的時候也可以進行現(xiàn)場的取樣、對比、分析。
三、瀝青舊路面冷再生施工試驗應用
(一)工程概況
某地方道路改善土建工程A至B段全長60.228108公里。本標段為第一標段,樁號為K0+000-K20+000,長20km。原老路面結(jié)構(gòu)層為4cm瀝青碎石+20cm二灰碎石基層,現(xiàn)老路總體破壞特征為網(wǎng)裂、沉陷、坑槽等病害,經(jīng)過對老路面病害修補后,決定對老路面做一層18cm厚冷再生底基層,從而使底基層結(jié)構(gòu)整體化。2012年8月31日本標段對K19+800—K20+000段左幅進行了冷再生基層試驗段施工,在施工中嚴格按照冷再生施工工藝及指導意見要求進行施工。
(二)試驗
在試驗段開工前,項目部確定了施工機械的機型,完善了各種機械的配套組合及施工人員的配備,完成了施工中各種參數(shù)的選定,現(xiàn)將試驗段的各項指標總結(jié)如下:
1、確定最佳乳化瀝青用量
采用馬歇爾擊實儀50次雙面擊實試件,將試件連同試模一起側(cè)放在60℃的鼓風烘箱中養(yǎng)生48h,將試模從烘箱中取出,乳化瀝青試樣應立即放置到馬歇爾擊實儀上,雙面各擊實25次,在室溫下冷卻至少12h,然后脫模。試件按照我國瀝青路面再生規(guī)范進行路用性能的評價試驗。
2、性能驗證
(1)馬歇爾試驗
試件分成兩組,每組3個平行試件,一組浸泡在40℃的恒溫水浴中1h后進行馬歇爾試驗;另一組在25℃恒溫水浴中浸泡23h,再放入40℃恒溫水浴中1h后測其馬歇爾穩(wěn)定度。
(2)劈裂試驗
試件分成兩組,每組3個平行試件,一組浸泡在15℃恒溫水浴中1h后測其劈裂強度;另一組在25℃恒溫水浴中浸泡23h,再放入15℃恒溫水浴中1h后測其浸水劈裂強度,
(3)凍融劈裂試驗
將養(yǎng)生好的一組試件以標準的飽水試驗方法真空飽水,再放入塑料袋中加入約10ml水,扎緊袋口,將試件放入-18℃的冰箱保持16h,取出試件立即放入60℃的恒溫水槽中,撤去塑料袋保溫24h。將兩組試件全部浸入溫度25℃的恒溫水槽中2h后進行劈裂試驗。
3、最佳生產(chǎn)工藝確定
采用劈裂強度作為設計控制指標,根據(jù)試驗結(jié)果分析,確定室內(nèi)試驗推薦的最佳乳化瀝青用量、水泥含量、預濕水的用量。
乳化瀝青冷再生混合料性能的試驗結(jié)果和技術(shù)要求如表1所示。
參考文獻:
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