摘要:
就地瀝青冷再生是指充分利用現(xiàn)有瀝青道路舊鋪層材料(油層與石灰土)必要時加入部分新骨料,并按比例加入一定量的添加劑(水泥、石灰、等)在自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)地完成材料的破碎、拌和、整平及壓實成型,從而修筑出具有所需性能質(zhì)量的新基層(本項目冷再生作為底基層)的作業(yè)過程,目前已成為國內(nèi)縣鄉(xiāng)道路大中修改造的主要方法之一。下面就冷再生技術(shù)在縣道成巨路(成武…巨野)路面養(yǎng)護大修工程中的應(yīng)用做一下簡單的評價。
1.工程簡介
1.1原有公路等級和使用狀況
成巨公路是連接成武縣與巨野縣田莊煤礦的重要交通要道之一,該路始建于1999年,全線共有15公里的路段需做冷再生底基層,舊路結(jié)構(gòu)層為30cm石灰土+3cm瀝青碎石;由于超期服役,原標準設(shè)計低,路面已出現(xiàn)大面積破損、網(wǎng)裂、龜裂、坑槽等病害,路況非常差,沿線群眾出行不便,嚴重影響車輛的正常行駛,堵車現(xiàn)象時有發(fā)生,已不能滿足當?shù)亟?jīng)濟快速增長、交通量直線上升的需求。
1.2路面結(jié)構(gòu)組合
該線于2011年被省市交通主管部門列入縣道養(yǎng)護大修計劃,路面結(jié)構(gòu)為16cm冷再生底基層+16cm水泥穩(wěn)定碎石基層+4.5cm瀝青砼面層。
2.就地冷再生施工工藝
2.1封閉交通,確保施工安全第一
由于該路面寬度僅為7米只能全幅施工,沿線跨越村莊,路口較多,施工安全頗為重要。
(1)在準備原路面的前一周,應(yīng)在再生路段各路口設(shè)置標示牌,提醒司機及行人封閉交通的時間。
(2)開始準備原路面時,完全封閉交通,禁止一切車輛通行。
(3)整個施工及養(yǎng)護過程中,對再生施工路段要完全封閉交通。
(4)未進行再生施工路段應(yīng)設(shè)置警示牌,提醒司機及行人。
2.2障礙物的清除
清除原道路表面(包括不需要再生的相臨行車道和路肩)的石塊、垃圾、雜草等雜物,清掃施工段落,保證下承層的表面平整和整潔,使再生施工不間斷地連續(xù)進行,從而保證路面結(jié)構(gòu)的連續(xù)性。
2.3原路面的補強
有施工和監(jiān)理人員對原路面狀況現(xiàn)場觀測,對大于0.5立方米,深度大于15厘米的坑槽用集料填平,用重力夯夯實;對于深度10厘米的坑槽用集料填平,自然碾壓即可。在補強好的路面上,按每平方米90公斤(1厘米-3厘米)的石子攤鋪均勻。
2.4冷再生機械干拌找平
用WB600冷再生拌合,速度為10m/min;拌合深度為15cm,施工段為300m,全幅完成后用22J振動壓路機靜壓1遍,用180平地機找平后,再振壓一遍即每天完成10000平方米。
2.5冷再生機械濕拌、壓實成型
(1)施工放樣
恢復(fù)中心線及邊線,中心線及邊線一側(cè)按路面設(shè)計圖每10m設(shè)標樁,在標樁上劃出冷再生底基層設(shè)計高和松鋪厚度,松鋪厚度24cm=壓實厚度16cm×1.5。然后按照5%的水泥劑量計算出每延米需添加水泥量為144公斤,在整平好的的路基上按照8米長的施工段用石灰打灰線。
(2)攤鋪水泥
在劃好的格線內(nèi)按照每網(wǎng)格卸28袋水泥,左右兩側(cè)卸勻,人工用平耙先把半幅內(nèi)的水泥推平、攤勻;等拌合完成后再攤另半幅拌合,這樣可以避免因為沿線的群眾臨時出行而造成水泥的大量流失。
(3)拌合
采用冷再生機按預(yù)定厚度破碎,經(jīng)過對拌和后的混合料進行篩分試驗確定前進速度按照8m/min控制,轉(zhuǎn)速按照2200rad控制。拌和時搭接寬度為20cm,考慮到水泥的初凝時間,以及各道工序的銜接問題,以150m施工長度為限。
拌和同時電控加水,水車掛空檔依靠冷再生機頂推行駛,水車向冷再生機加水,其余1~2輛灑水車跟隨保證拌和用水,為了彌補施工中水分的損失,確定加水比例比最佳含水量略高1%。根據(jù)經(jīng)驗按18%掌握。
(4)整平
當冷再生機作業(yè)至施工長度時(150m),采用22J振動壓路機(不開振)對剛拌和后的混合料進行穩(wěn)壓,碾壓速度3km/h,碾壓2遍。碾壓順序由外向內(nèi),由低到高(碾壓時錯輪為1/3輪寬)。接著采用120平地機進行整平,為了嚴格控制標高,采用掛線法進行整平,工程技術(shù)員檢測拌和后的頂面高程,以10m為一段在距中樁1.75m處進行高程檢測,測出實際高程與設(shè)計高程的差距,用白灰標出需要刮平或填補的數(shù)值,平地機司機從外側(cè)起向內(nèi)側(cè)按照標出的數(shù)值進行整平,直至表面平整無松散。
對局部低洼處,應(yīng)用齒耙將其表層5cm耙松,并用新拌混合料進行找補、整平、嚴禁用貼“薄餅”的方法找平。
(5)碾壓
通過現(xiàn)場檢測壓實度和平整度、外觀總結(jié)出碾壓工序:
初壓:整平后采用22J以上振動壓路機開強振進行振動碾壓2遍,碾壓速度2.0km/h~2.5km/h,錯輪為1/3輪寬。
復(fù)壓:采用三輪壓路機碾壓2遍,碾壓速度2.0km/h~2.5km/h,錯輪為1/3輪寬,碾壓后用灌砂法檢測壓實度,若達不到97%,增加碾壓,直至全部符合設(shè)計要求。
終壓:用振動壓路機快速收光1~2遍,錯輪為1/2輪寬,使表面平整定型。壓路機在碾壓過程勻速行駛。
在碾壓過程中基層表面應(yīng)始終保持潮濕,如表層水蒸發(fā)較快,應(yīng)及時補灑少量的水。如在碾壓過程中有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象,應(yīng)及時翻開重新拌和(加適量的水泥),或用其他方法處理,使其達到質(zhì)量要求。
碾壓現(xiàn)場設(shè)專人檢驗,修補缺陷
①要有測量員盯現(xiàn)場,不斷檢測拌和和碾壓后的標高,及時糾正施工中的偏差;②挖除含水量超限點,并換填合格材料;③用拌和好的水泥石屑對表面偏粗的部位進行精心找補;④對由于再生機停頓和碾壓推移產(chǎn)生的擁包、擁坎,用鐵鍬人工鏟除;⑤用3m直尺逐段丈量平整度,發(fā)現(xiàn)異常馬上處理。
快速檢測壓實度,壓實不足盡快補壓。壓實度控制時一定要留有余地,盡量多壓1~2遍,自檢時壓實度按提高一個百分點掌握。
(6)縱橫接縫處理
①道路寬度小于7米,縱向重疊較多時,不宜半幅施工,應(yīng)考慮全幅施工,以減少重疊量,提高施工效率。
②一般最小重疊寬度為100mm。
③路面材料越厚,重疊量越大;材料粒度越粗,重疊量越大。
④相鄰兩次作業(yè)間隔12h以上時,重疊量應(yīng)增加。
⑤在縱向接縫上,根據(jù)已建再生層的完成時間,改變水的噴入量。
⑥縱向接縫的位置應(yīng)盡量避開慢行、重型車輛的輪跡位置。
⑦施工中應(yīng)盡量減少停機現(xiàn)象。
⑧應(yīng)嚴格檢查機械,特別水管排氣,氣體必須在液體到達噴灑桿前排除。
⑨注意檢查水的噴入量,避免在橫向的過量或不足。
⑩在停機處,再生機再次施工時,必須將整個再生機后退至再生過的材料1.5m的距離,然后關(guān)閉水源拌合,到達新拌合區(qū)再迅速打開閥門,這樣可以避免不必要的翻漿處理。
2.6質(zhì)量檢驗
各項指標的檢驗應(yīng)在24h內(nèi)完成,首先表面應(yīng)均勻無松散等現(xiàn)象(最好跟蹤檢驗)。各項質(zhì)量指標應(yīng)滿足標準要求,它不僅影響對該層的質(zhì)量評定,同時也會對基層水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量的經(jīng)濟效益產(chǎn)生較大的影響。壓實度、強度不合格的堅決予以返工處理。平整度指標必須在做基層之前,會同駐地監(jiān)理逐段進行檢測。
為檢驗冷再生底基層的整體性,要求齡期滿足7~10天時進行鉆芯檢驗,若路面鉆取不出完整的芯件,則應(yīng)指出不合格底基層的界限并進行返工處理。
要求在基層施工前,對再生層的標高逐段進行復(fù)測,凡標高高出的部分,必須用銑刨機刨除。
2.7養(yǎng)生
養(yǎng)生是再生層非常重要的一道工序,它直接影響再生層的成型強度和表觀質(zhì)量。
碾壓檢測合格后立即開始灑水進行養(yǎng)生,養(yǎng)生期內(nèi)杜絕灑水車以外的任何車輛進入,養(yǎng)生期不少于7d,要使冷再生層表面始終保持濕潤,做到每天及時灑水,專人看管,確保再生層不因養(yǎng)生不當產(chǎn)生損壞。
養(yǎng)生期結(jié)束,即可進行基層的施工,如不立即鋪筑基層,則應(yīng)延長養(yǎng)生期,不宜使冷再生底基層長期暴曬而開裂。
3.針對具體施工中總結(jié)出的規(guī)律和建議
3.1就地冷再生施工的優(yōu)點
與傳統(tǒng)施工方法相比,就地冷再生技術(shù)在養(yǎng)護大修施工中具有諸多優(yōu)點,概括起來可歸納為以下5點:
(1)干擾低
冷再生施工的特點是大型機械密集施工,將因施工而造成的交通干擾降到了最低。該機械具有封閉式自動控制添加系統(tǒng),可以防止粉塵飛揚,有利于文明環(huán)保施工,不像以往道路施工項目那樣,許多施工可在整個工地同時進行;冷再生施工只是集中在一定特定的區(qū)域,整個冷再生機械組合可以處于同一條車道內(nèi),不影響另一條車道車輛通行,可進行開放式施工(沿線群眾可適當通行),特別適用于交通量較大或路寬較窄情況下的道路的施工。
(2)成本低,節(jié)約工程材料
道路就地冷再生由于全部利用了舊的鋪層材料,從而減少了道路維修或改造時舊鋪層材料的挖起運輸、廢置和新材料的購置,從而導(dǎo)致成本大幅度下降。采用道路就地冷再生比傳統(tǒng)方式相比,大概可以降低成本20%-46%,厚度越深,降低成本越多。
本項目施工中我局在冷再生底基層工程決算造價為每平方米22元;而采用傳統(tǒng)工藝,需把原油層和灰土破除、外調(diào),再加重新做一層石灰土,工程造價為每平方米39元,可節(jié)約投資37%。從此例中可見冷再生技術(shù)可使工程成本大大降低。
(3)工期短、效率高
就地冷再生機械施工一次性可以完成破碎、添加、拌和及壓實,從而簡化了施工程序,縮短施工工期。使用就地冷再生機械,每天施工可完成5000-8000平方米的工作量。在本項目施工中,一臺冷再生機械僅用三天時間就完成了17000平方米的施工任務(wù),7天后取芯完整。整個冷再生底基層28天就完成了,若按傳統(tǒng)施工方法最少也得50天。
(4)質(zhì)量好
就地冷再生可以根據(jù)不同道路舊鋪層材料的實際情況進行設(shè)計,選擇不同的添加劑,配比準確,可以保證再生材料的優(yōu)秀品質(zhì)和施工質(zhì)量,形成施工成型厚而均勻的粘結(jié)層,從而保證了維修后道路的使用期限。在本項目施工中,經(jīng)監(jiān)理檢驗7天的無側(cè)限抗壓強度都達到1.5Mpa以上。
(5)污染少,利于環(huán)保
使用傳統(tǒng)的道路維修方法,瀝青路面廢棄量十分巨大,對環(huán)境造成污染,大量新材料的開采,也會造成資源減少和環(huán)境的破壞。采用冷再生技術(shù)則可完全避免上述問題。它不僅可以節(jié)約大量投資,更有利于環(huán)境保護,因此被人們稱之為“綠色”施工技術(shù)。
3.2在具體施工中存在一些影響工程質(zhì)量的問題
(1)通過現(xiàn)場鉆芯發(fā)現(xiàn)原路面結(jié)構(gòu)層厚度不均勻,對強度有一定影響。
(2)經(jīng)過試驗人員現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)壓實度不均勻,集料細的成型好但壓實度低,集料粗的成型差但壓實度好。
(3)中間接縫處粗集料較多,形成級配不合理,鉆芯產(chǎn)生下部1cm~2cm松散。
(4)就地冷再生不能過多地發(fā)現(xiàn)下層的病害,施工中平整度、橫坡、縱斷高程不好控制。
4.施工感悟
近年來,隨著我國縣鄉(xiāng)公路建設(shè)逐步加快,建設(shè)里程越來越長,很多路線服務(wù)年限已滿,公路建設(shè)的重點將向改建、大修及維護轉(zhuǎn)移,瀝青路面是我國路面的主要形式,對于此類道路改造和維修工程。
如果將廢舊瀝青、舊灰土混合料廢置于公路沿線,不僅造成資源的浪費,也會占用大量的土地,對公路的邊坡及綠化造成長期的危害,對環(huán)境造成嚴重污染。冷再生技術(shù)充分利用舊路資源,徹底解決了將舊路推除重建而存在建筑廢料運輸和堆放的問題,也大大地減少了新材料的用量,減少了環(huán)境污染與破壞,給公路行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了一條快速、節(jié)約的途徑。
綜上所述,冷再生作為一種新興的施工技術(shù),在我國公路事業(yè)飛速發(fā)展的今天,將會以其獨特的施工工藝、特點牢固立足于公路施工工藝的競爭行列之中。與傳統(tǒng)筑路方法相比,就地冷再生技術(shù)可縮短工期、提高作業(yè)效率,完全利用廢舊材料,大大節(jié)省施工成本,有利于環(huán)境保護,對交通的干擾最小。冷再生新技術(shù)為舊路養(yǎng)護大中修改造工程探索了新途徑,積累了新經(jīng)驗。
作者簡介:
劉?。?975-)男,工程師,大學(xué)學(xué)歷,畢業(yè)于長安大學(xué)土木工程專業(yè),研究方向為公路工程施工。