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        公路路面水泥穩(wěn)定就地冷再生關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用研究

        2019-02-03 09:32:28楊軍
        科技風(fēng) 2019年25期
        關(guān)鍵詞:壓實(shí)度道路工程

        楊軍

        摘 要:為研究公路路面水泥穩(wěn)定就地冷再生關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用,本文介紹了舊路材料的檢測(cè)和處理、冷再生銑刨與拌合、攤鋪碾壓的施工環(huán)節(jié),并通過(guò)實(shí)體工程驗(yàn)證了水泥穩(wěn)定基層冷再生技術(shù)的控制效果。

        關(guān)鍵詞:道路工程;冷再生技術(shù);壓實(shí)度;無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度;水泥穩(wěn)定基層

        1 緒論

        傳統(tǒng)的道路改建和基層維修采用重新填筑的方式,需要消耗更多的材料,其廢棄舊料的處理也一直是難題,丟棄舊料會(huì)占用土地、浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。[1]半剛性基層瀝青道路的基層損壞實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu)層整體性能喪失,砂石材料本身未產(chǎn)生損壞,因此可以通過(guò)再生技術(shù)使舊料恢復(fù)其性能。[2]但是冷再生的材料性能與新砂石材料性能存在差異,會(huì)造成再生材料實(shí)際性能不能滿足路面結(jié)構(gòu)性能要求。故本文從舊路材料的檢測(cè)和處理、冷再生銑刨與拌合、攤鋪碾壓的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討。

        2 就地冷再生技術(shù)

        2.1 原材料

        (1)水泥。冷再生水泥穩(wěn)定劑可選用普通硅酸鹽水泥、礦渣灰質(zhì)桂酸鹽水泥和火山灰質(zhì)桂酸鹽水泥。實(shí)際使用時(shí)水泥與集料加水?dāng)嚢柚聊雺撼尚托枰欢螘r(shí)間,因此采用的水泥應(yīng)關(guān)注初凝與終凝時(shí)間,其間隔應(yīng)為3.5~4h。所以應(yīng)選用終凝較強(qiáng)的水泥,一方面能夠保證在施工過(guò)程中水泥不會(huì)凝固,另一方面終凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥能夠較好的防治基層裂縫。

        (2)舊路材料。舊路材料主要是舊瀝青面層和舊半剛性基層銑刨破碎后的混合料,被作為冷再生的骨料及填充料,因此要進(jìn)行級(jí)配檢測(cè)和骨料壓碎值等物理力學(xué)性能檢測(cè)。為保證取樣混合料的代表性,應(yīng)在預(yù)定銑刨深度勻速銑刨2米以上的范圍取料,并取整個(gè)路基斷面,一般不少于100kg,路面結(jié)構(gòu)和材料不同時(shí)應(yīng)分別取樣。

        (3)級(jí)配設(shè)計(jì)。舊路材料由于原有水泥或?yàn)r青將細(xì)料黏附在粗料表面,銑刨破碎后的混合料一般細(xì)料含量較少,<0.3mm的細(xì)料需要額外添加。高速公路和一級(jí)公路基層宜用1號(hào)級(jí)配范圍,底基層宜用2號(hào)級(jí)配范圍,3號(hào)級(jí)配范圍適用于二級(jí)及二級(jí)以下公路。若舊路材料的級(jí)配不符,則需添加新的礦料。

        (4)最佳水泥用量。冷再生中水泥最佳用量和新鋪水穩(wěn)基層的最佳水泥用量確定方法相同,通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定最大干密度和最佳含水量,并結(jié)合目標(biāo)壓實(shí)度做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),優(yōu)化出經(jīng)濟(jì)的水泥最佳用量。銑刨拌合前在舊路基層表面畫1m×1m的方格,在方格內(nèi)依據(jù)銑刨深度計(jì)算舊料總量,并推算出每個(gè)方格內(nèi)需布置的水泥量。

        2.2 冷再生機(jī)銑刨與拌合

        冷再生機(jī)組速度應(yīng)根據(jù)再生深度調(diào)整,網(wǎng)裂等病害嚴(yán)重地段應(yīng)慢速,保證銑刨后料的級(jí)配波動(dòng)范圍不大。再生機(jī)組后需要專人檢查含水量和再生深度,并清理混合料中的雜質(zhì)和銑刨起始位置的余料。含水量控制在最佳含水量的+2.0%,再生深度每隔30~50m根據(jù)道旁水平控制樁核查一次,再生深度控制在設(shè)計(jì)深度±1cm。多刀銑刨時(shí)應(yīng)控制搭接寬度在20cm左右。一次銑刨拌合作業(yè)的長(zhǎng)度宜150m~250m。

        2.3 攤鋪碾壓

        再生機(jī)組后應(yīng)配備大噸位鋼輪壓路機(jī)靜壓一次,初壓宜進(jìn)行高幅低頻強(qiáng)振碾壓方式,壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)滿足2/3厚度內(nèi)的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求,壓路機(jī)的工作速度不得超過(guò)3km/h。初壓后應(yīng)使用平地機(jī)整形,人工檢測(cè)無(wú)明顯的粗細(xì)料離析現(xiàn)象后,采用低幅高頻弱振碾壓方式復(fù)壓4~6遍,前2次碾壓速度宜17km/h,之后宜2.0~2.5km/h。終壓應(yīng)只用膠輪壓路機(jī)碾壓10遍。碾壓過(guò)程中,如有松散、起皮等現(xiàn)象,應(yīng)加適量的水泥重新拌和碾壓。碾壓作業(yè)橫向接縫應(yīng)預(yù)留5~8m加適量水泥與后一作業(yè)區(qū)重新拌和碾壓,縱向接縫不宜斜接,應(yīng)預(yù)留10~20cm加適量水泥與后一作業(yè)區(qū)重新拌和碾壓。從開始銑刨拌合冷再生水泥穩(wěn)定碎石起開始計(jì)時(shí),應(yīng)在4小時(shí)內(nèi)完成終壓。

        3 工程實(shí)際

        3.1 工程概況

        某公路全長(zhǎng)16.4km,部分路段的路基、路面均出現(xiàn)了嚴(yán)重病害和破損,已不能滿足通行要求。綜合考慮后,對(duì)全長(zhǎng)7.6km的一處路段實(shí)施冷再生施工。原公路的路基寬度為12m,通過(guò)取芯調(diào)查了解到老路面瀝青面層厚度為9~10cm,水泥穩(wěn)定碎石基層厚度19.6~20.2cm,級(jí)配碎石底基層厚度為15cm。維修計(jì)劃為:先銑刨原瀝青面層10cm厚,然后采用就地冷再生機(jī)對(duì)20cm原水穩(wěn)基層通過(guò)添加水泥進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)再生,再生后壓實(shí)厚度為22~24cm。

        通過(guò)篩分結(jié)果顯示舊路材料經(jīng)破碎后基本滿足級(jí)配范圍要求,不用另行添加骨料,且物理和力學(xué)性能符合冷再生舊料要求。水泥選定PC32.5,初凝和終凝時(shí)間符合要求。

        3.2 質(zhì)量檢測(cè)

        (1)現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料各項(xiàng)性能。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的再生混合料實(shí)施含水量、水泥量、厚度、壓實(shí)度的性能檢測(cè),通過(guò)在銑刨拌合階段控制含水量比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)+2.0%,能基本控制竣工后水泥穩(wěn)定基層含水率和水泥含量基本符合標(biāo)準(zhǔn),但含水率標(biāo)準(zhǔn)差為137、水泥量標(biāo)準(zhǔn)差為0.84,表明各檢測(cè)點(diǎn)較設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有一定幅度的偏差,這是因?yàn)榫偷乩湓偕褂玫你娕侔韬蠙C(jī)較廠拌機(jī)器生產(chǎn)的基層材料均勻性較差,但實(shí)際厚度和壓實(shí)值等施工效果符合設(shè)計(jì)要求,質(zhì)量達(dá)標(biāo)。嚴(yán)格控制銑刨拌合機(jī)銑刨深度不超過(guò)設(shè)計(jì)深度±1cm,并在初壓前進(jìn)行一次靜壓,可有效控制再生層整體厚度的均勻性。

        (2)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。水泥穩(wěn)定冷再生材料實(shí)際屬于水泥穩(wěn)定類材料,《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》采用7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)水泥穩(wěn)定類材料施工質(zhì)量,故本工程7d后取芯進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo),本工程的冷再生水泥穩(wěn)定基層7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均能很好的達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);其標(biāo)準(zhǔn)差為0.25,表明7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度質(zhì)量控制穩(wěn)定。取芯結(jié)果中,取樣厚度減去瀝青面層10cm,基本達(dá)到再生水穩(wěn)基層厚度,5組取樣完整密實(shí),說(shuō)明碾壓過(guò)程中對(duì)接縫、“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象的碎石重新拌和碾壓,能有效控制水泥穩(wěn)定基層工后整體性。

        4 結(jié)語(yǔ)

        最終檢驗(yàn)結(jié)果滿足控制標(biāo)準(zhǔn),并得出以下結(jié)論:

        (1)銑刨拌合前對(duì)舊路基層畫1m×1m的方格來(lái)控制單位面積內(nèi)布置的水泥量,并在銑刨拌合階段控制含水量比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)多出2.0%,能基本控制含水率和水泥含量基本符合設(shè)計(jì)要求。

        (2)嚴(yán)格控制銑刨拌合機(jī)銑刨深度在設(shè)計(jì)深度±1cm范圍內(nèi),并在初壓前進(jìn)行一次靜壓,可有效控制再生層整體厚度的均勻性。

        (3)碾壓過(guò)程中對(duì)橫縱接縫、松散現(xiàn)象的碎石重新拌合碾壓,能有效控制水泥穩(wěn)定基層工后整體性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王曉剛,馮瑋.水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)在路面維修中的應(yīng)用[J].公路工程,2013,38(02):44-46.

        [2]馬在宏,李豪,盧勇,劉愛(ài)華.水泥就地冷再生基層銑刨料性狀特征和級(jí)配影響因素研究[J].中外公路,2018,38(02):263-268.

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