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        就地水泥冷再生工藝在路面改善工程中的應(yīng)用

        2015-03-11 03:48:08汪書平六安市公路管理局壽縣分局安徽六安232200
        安徽建筑 2015年3期
        關(guān)鍵詞:生機(jī)面層瀝青路面

        汪書平 (六安市公路管理局壽縣分局,安徽 六安 232200)

        0 前言

        改革開放近40年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展、公路里程日益增大,越來越多的公路逐漸進(jìn)入大中修養(yǎng)護(hù)時(shí)期,我國(guó)道路工作的重心已從建設(shè)向建養(yǎng)并重轉(zhuǎn)移[3][4]。

        如何做好公路大中修養(yǎng)護(hù)工作,早在2007年交通部就提出:交通發(fā)展面臨的資源和環(huán)境形勢(shì)日趨嚴(yán)峻,要大力發(fā)展交通循環(huán)經(jīng)濟(jì),推進(jìn)再生資源回收利用,擴(kuò)大廢棄路面材料的回收利用等新技術(shù)[5]。由此可見,加強(qiáng)研究推廣路面再生應(yīng)用技術(shù),是我國(guó)今后公路事業(yè)中一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。

        就地水泥冷再生是指充分利用現(xiàn)有瀝青道路舊鋪層材料(面層與基層),加入適當(dāng)?shù)乃?,必要時(shí)加入部分新骨料,在自然環(huán)境溫度下通過路面再生設(shè)備就地連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型,從而修筑出具有所需性能質(zhì)量的新基層的作業(yè)過程[6][7]。以避免使用傳統(tǒng)的道路維修方法,導(dǎo)致的路面巨大的廢棄量,對(duì)環(huán)境造成污染和臨時(shí)用地;大量新材料的開采,造成資源減少和環(huán)境的破壞,是一種符合綠色交通、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的筑路技術(shù)。

        筆者通過S346安豐至隱賢段路面改善工程中的工程實(shí)踐,總結(jié)了舊路結(jié)構(gòu)層通過就地水泥冷再生后作為道路基層的經(jīng)驗(yàn),以期該技術(shù)能夠在其他公路大中修項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用,以提高工程質(zhì)量,節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境。

        1 舊路狀況及改造方案

        S346是連接G206、S203和S244重要的干線公路,安豐至隱賢段是S346中的一段,項(xiàng)目路段自2007年建成通車以來,車流量較大且有重載車輛行駛,公路管理部門每年都會(huì)根據(jù)病害情況進(jìn)行日常的常規(guī)養(yǎng)護(hù),但未進(jìn)行過路面大中修。

        該項(xiàng)目的原路面結(jié)構(gòu)形式為:5cmAM-16中粒式式瀝青碎石面層,20cm水泥穩(wěn)定碎石基層,20cm級(jí)配碎石底基層。路基寬度為8.5m,行車道寬度為6.5m,兩側(cè)土路肩寬度各1m。

        通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與檢測(cè),項(xiàng)目全線的主要病害類型有龜裂、塊狀裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、坑槽、松散、沉陷等。其中路面實(shí)測(cè)彎沉代表值位于74.3~156.5(0.01mm)之間,強(qiáng)度評(píng)定均為差或次;從取芯資料可看出,面層厚度3.1cm~7.1cm,基層取芯基本不完整,呈碎裂狀態(tài);路面破損狀況PCI值平均為38%,評(píng)定等級(jí)為差。

        一般來說,路面情況比較差的瀝青路面,或等級(jí)較低道路,采用就地水泥冷再生工藝。根據(jù)道路現(xiàn)狀和交通量情況,全線路面的改造方案為:對(duì)老路舊瀝青面層和水穩(wěn)基層進(jìn)行就地冷再生處理,處理厚度約為20cm,然后再新鋪18cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層和26cm厚水泥混凝土面層。

        2 再生混合料配合比設(shè)計(jì)

        在正式施工之前,項(xiàng)目組選擇一段試驗(yàn)路對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行銑刨,然后對(duì)銑刨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)[1][2],篩分結(jié)果見表1所示。

        S346舊路銑刨材料篩分試驗(yàn)結(jié)果 表1

        考慮舊路銑刨材料普遍偏細(xì),在配比試驗(yàn)采用摻配15%的1~3cm的碎石,1~3cm碎石級(jí)配見表2所示,調(diào)整后的級(jí)配見表3所示。

        1~3cm碎石級(jí)配 表2

        調(diào)整后的再生材料級(jí)配 表3

        本項(xiàng)目水泥采用等級(jí)32.5MPa的普通硅酸鹽水泥,初凝時(shí)間3h以上,終凝時(shí)間6h以上。通過多次試驗(yàn)[10],確定冷再生材料的水泥劑量為4.5%,再生混合料的最大干密度為2.21g/cm3,最佳含水量為5.4%,7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.2MPa。

        3 工藝控制

        本項(xiàng)目中就地水泥冷再生采用主要設(shè)備有:就地冷再生機(jī)、平地機(jī)、22t振動(dòng)壓路機(jī)、32t膠輪壓路機(jī)、灑水車等。就地水泥冷再生的工藝流程見圖1所示[8][9]。

        3.1 準(zhǔn)備工作

        在施工前,應(yīng)先進(jìn)行封閉交通、施工放樣和原道路清掃等工作。作為就地冷再生施工的半幅,設(shè)置導(dǎo)向牌并沿路中線放置隔離墩并拉上警戒彩條圍擋,管制交通。每20m設(shè)中心樁和邊樁,對(duì)原地面進(jìn)行復(fù)測(cè),以便檢測(cè)銑刨深度。提前準(zhǔn)備好水泥、碎石等材料,機(jī)械到位。

        3.2 擺放和攤鋪新材料

        人工擺放和攤鋪水泥,應(yīng)根據(jù)水泥劑量,計(jì)算每平方米水泥穩(wěn)定層需要的水泥用量,確定水泥擺放的縱橫間距。將新加料均勻地?cái)備佋谂f路面上,按每1000核查新加料質(zhì)量是否均勻。

        3.3 就地冷再生機(jī)銑刨與拌合

        ①冷再生機(jī)行進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)路面損壞狀況和再生深度進(jìn)行調(diào)整,一般為5m/min~8m/min,使得銑刨后料的級(jí)配波動(dòng)范圍不大。網(wǎng)裂嚴(yán)重地段應(yīng)采用較慢速度。

        ②再生機(jī)后應(yīng)有專人跟隨,隨時(shí)檢查再生深度、水泥含量和含水量,并配合再生機(jī)操作員進(jìn)行調(diào)整。

        ③若進(jìn)行多刀施工時(shí),應(yīng)時(shí)刻注意搭接寬度,保證搭接寬度。

        ④再生機(jī)后宜安排4~5人處理邊線和清理混合料中的雜質(zhì)以及每刀起始位置的余料,以防止影響縱向接縫、橫向接縫、平整度和再生材料的密實(shí)性。

        ⑤每次再生長(zhǎng)度以保證后續(xù)作業(yè)能正常進(jìn)行為宜,再生長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)些,以減少橫向接縫。

        3.4 整平穩(wěn)壓

        ①在再生機(jī)后應(yīng)緊跟一臺(tái)輕型鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行初壓。

        ②在完成一個(gè)作業(yè)段的再生和初壓后,應(yīng)立即用平地機(jī)整形。在直線段,平地機(jī)由兩側(cè)向路中心進(jìn)行刮平;在平曲線段,平地機(jī)由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進(jìn)行刮平。

        ③整平后用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓,其后用振動(dòng)式壓路機(jī)采用高振幅低頻率,從邊緣向中間錯(cuò)輪碾壓3~4遍。

        ④碾壓過程中,如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)翻開重新拌和(加適量的水泥)或用其他方法處理,使其達(dá)到質(zhì)量要求。

        3.5 接縫處理

        ①縱向接縫一般最小重疊寬度為100mm,再生層越厚,重疊量越大;材料粒度越粗,重疊量越大。

        ②縱向接縫的位置應(yīng)盡量避開慢行、重型車輛的輪跡位置。

        ③只要再生機(jī)停止,不論停止的時(shí)間長(zhǎng)短,均形成橫向接縫,應(yīng)對(duì)所形成的橫向接縫認(rèn)真處理。

        ④在停機(jī)處,再生機(jī)再次施工時(shí),必須將整個(gè)再生機(jī)后退至先前再生段1.5m的距離。

        3.6 養(yǎng)生

        ①碾壓完成并檢驗(yàn)合格后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)期為7d,養(yǎng)護(hù)期間冷再生水穩(wěn)基層表面要保持一定濕度。

        ②養(yǎng)生期間嚴(yán)格控制交通,不得有任何車輛特別是重型車輛在上面行駛,如不能斷開交通,必須控制小型車車速不超過30 km/h。

        4 結(jié) 語

        ①根據(jù)第三方檢測(cè)結(jié)果,該項(xiàng)目就地水泥冷再生底基層厚度、芯樣完整性、寬度、平整度等項(xiàng)目均滿足規(guī)范或設(shè)計(jì)要求;

        ②根據(jù)估算,20cm厚就地冷再生材料約27元/m2,20cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層約55元/m2,經(jīng)濟(jì)成本節(jié)約超過1倍以上;

        ③同時(shí)節(jié)約了大量的礦石資源,減少了建筑垃圾的排放,減少臨時(shí)用地,保護(hù)了環(huán)境。

        [1]JTGD50-2006,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2006.

        [2]JTGF40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004.

        [3]范春嬌.瀝青路面就地冷再生技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2008.

        [4]吳旭.水泥穩(wěn)定就地冷再生基層技術(shù)的應(yīng)用研究[D].沈陽:沈陽建筑大學(xué),2013.

        [5]王勇.瀝青路面全深式就地冷再生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2009.

        [6]尚同羊,馬慶偉,彌海晨.水泥穩(wěn)定就地冷再生結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2014(5).

        [7]吳振亞,武和平.水泥基層就地冷再生施工工藝與經(jīng)濟(jì)效益分析[J].公路工程,2011(4).

        [8]王海風(fēng).水泥全深式就地冷再生底基層施工的控制要點(diǎn)[J].山西建筑,2013(1)

        [9]李國(guó)慶.水泥就地冷再生施工工藝探討[J].科技資訊,2012(3).

        [10]黃堅(jiān).全深式就地冷再生基層混合料配合比設(shè)計(jì)[J].湖南交通科技,2011(3).

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