旧沥青路面就地冷再生技术的应用

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辽宁鞍山114001;3.沈阳市三鑫公路集团有限公司, 辽宁沈阳110148)摘要: 通过对大修工程中旧沥青路面冷再生基层设计方法、施工过程、质量评定等的探讨, 寻求一种合理利用资源、节约资金、保护环境、改造旧路的新途径, 具有重要的现实意义。关键词: 大修; 旧沥青路面; 就地冷再生基层; 设计; 施工; 评定道路就地冷再生技术简介当前, 在公路建设中提高资源利用效率, 注重公路建设与环境保护并举以及使公路发展与自然环境相和谐, 是新时期公路建设的新理念, 于是如何应用新技术、新材料、新工艺, 增加公路建设的投资效益, 已成为公路建设者越来越关注的问题。道路就地冷再生技术为科学经济地进行旧路改造提供了一种新途径。道路就地冷再生是国外80年代后期迅速发展起来的一门新技术, 在国外被广泛地应用于旧路维修改造、升级中。道路就地冷再生技术是指充分利用现有旧路材料( 面层和部分基层),按照新的设计要求,选择性地掺入适量的骨料,按比例加入添加剂(水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青和乳化沥青等)和适量的水,在自然环境状态下就地连续地完成旧沥青路面的铣刨、破碎、拌和和摊铺,随后进行找平及压实,形成具有所需性能、质量满足要求的道路新基层。在旧路维修改造中应用冷再生技术可大大简化施工工序,同时可节约材料、缩短工期、保护环境、节约成本、提高效益。1 连鞍线大修工程中旧沥青路面冷再生的设计方法连鞍线是辽宁省的一条省级公路,其中鞍山至千山段是鞍山市通往千山风景区的唯一公路,千山风景区是全国著名的旅游景区,周边旅游资源、地热资源、矿产资源十分丰富,沿线经济发展迅速,近年交通量激增。鞍千路现为三块板结构公路,中间行车道宽15m,两侧各1.5m中分带、5m慢车道、0.5m土路肩,路基宽29m。1996年改扩建后, 经过近十年的使用,目前路面已出现大面积网裂,个别路段路基沉陷、翻浆,已不能满足行车要求。针对道路现有状况,决定于2005年对该路段进行大修改造。该路两侧建筑物已基本形成,限制了改造中纵断标高的上调,又由于该路段是通往风景区的唯一通道,交通繁忙,为保障社会效益、提高经济效益而应尽量缩短工期,因此在大修中考虑使用旧沥青路面就地冷再生技术。1.1 旧路概况鞍千路旧有道路路面宽7m,路基宽9m,1996年进行了加宽改造,现有道路横断面为三块板形式,路面面层为8cm沥青混凝土,旧路顶面采用碎石或矿渣调平,加宽部分基层采用50cm矿渣。根据调查,鞍千路2004年的日平均交通量如表1所示。 设计年限达15年,交通量年平均增长率为5%,车道系数为0.5,经计算,设计年限内一个车道累计当量轴次为302.8104。2005年4月22日,对鞍千路旧路弯沉进行了实测,经检测除个别路面沉陷处的弯沉值较大外,其余均较好。经计算,原路面上实测弯沉的平均值L0为100.12( 0.01mm),实测弯沉的标准差S为32.66( 0.01mm),则路段的计算弯沉值为149.11(0.01mm)。由此可判断旧路承载能力仍较完好,可重复利用旧路基层进行冷再生。1.2 材料组成设计2005年5月9日.10日,在鞍千路K1+710、K2+920、K3+350、K5+950处分别挖试坑,将旧路面材料下挖25cm并取样进行试验分析。依据公路工程集料试验规程、公路工程土工试验规程、公路工程无机结合料稳定材料试验规程,对旧路面材料、添加剂、水、再生混合料等进行室内试验,通过配合比设计,从中选出满足规范要求的最佳方案;同时,通过旧路材料筛分试验及对混合料的抗压强度、劈裂强度和回弹模量进行分析,以确定最佳推荐级配和最佳水泥用量。原材料主要包括旧路材料、32.5级矿渣硅酸盐水泥及饮用水。旧路材料及水泥的室内试验结果如表2所示。 通过对再生混合料的室内设计及试验,在保证符合要求的前提下,可以确定各种材料的使用量。1.2.1 再生混合料的颗粒组成室内试验表明,旧路原有材料的颗粒组成在规定的范围内,可直接利用旧料进行冷再生,无需再填新的骨料。1.2.2 水泥再生混合料试验试验表明,水泥剂量小于4.8%时,再生料的抗压强度不能满足要求;水泥剂量为5%；5.2%；5.5%时,再生料的抗压强度满足要求,但从经济的角度考虑,采用5.2%的水泥更为合理些。各技术指标的实测结果见表3。 1.3 结构设计取标准轴载为BZZ-100,同时根据交通量的调查资料,可计算得出路面设计弯沉Lr=54.7(0.01mm依据公路路基路面现场测试规程( JTJ 059-95)中贝克曼梁测定路基路面回弹模量试验( T0944- 95) 方法, 在鞍千路K3+700、K5+890处路面快车道上划出3m2m的范围,挖除旧路沥青混凝土面层,再用弯沉仪测试基层表面各测点的回弹弯沉值,即可通过计算求得旧路面底面下的综合回弹模量。试验测得旧路基层表面代表弯沉值为195.47(0.01mm),计算得综合回弹模量为50.91MPa。面层结构为4cm细粒式改性沥青混凝土及6cm中粒式普通沥青混凝土,基层采用23cm冷再生结构( 加入5.2%水泥)。为保证路面纵、横坡及平整度, 在冷再生施工前,旧路表面采用碎石调拱找平,碎石调平平均厚度为2cm,所加入的碎石颗粒大小可参照混合料试验推荐的级配要求。面层与冷再生基层之间加铺机拌机摊乳化沥青单粒径石屑(粒径取0.5cm1cm) 。现取细粒式沥青砼E3=1100MPa、中粒式沥青砼E2=1000MPa,且通过试验测得冷再生混合料回弹模量E1=1020MPa,计算中取E1=900MPa, 在冷再生结构层下旧路当量回弹模量Et=50MPa,计算表明,对原路冷再生23cm,就可满足设计要求。经验算,4cm细粒式改性沥青砼面层底面最大拉应力( 1)=- 0.27MPa,6cm中粒式沥青砼面层底面最大拉应力( 2)=- 0.076MPa, 23cm冷再生层底面最大拉应力( 3)=0.311MPa,均满足容许弯拉应力要求。2 旧沥青路面冷再生施工方法2.1 施工工艺流程( 见图1) 2.2 再生前的准备工作再生前应做好所有的准备工作,以避免再生施工过程中断而造成路面上产生潜在的薄弱区域。2.2.1 清扫和处理原路面如果原路面的标高在设计线范围内,施工前需将原路面清扫干净,避免有杂质混入混合料中,影响冷再生的基层质量。对于高出原路面设计标高5cm以上的拥包、波浪等部位要进行铣刨;低于原路面设计标高的可将高出部分铣刨后填入低处,或通过外加新骨料进行修整,调拱找平;对于翻浆路段,要事先进行处理。2.2.2 再生幅数的确定再生幅数的划分与再生机的工作宽度、需再生的原路面宽度、相邻两幅的搭接宽度等有关。合理的再生幅数可以保证再生机的工作效率, 同时,应最大限度地使混合料为一次性再生,以确保其实际配合比满足设计配合比的要求。鞍千路快车道宽15m, 两侧绿化带宽1.5m、慢车道宽5m。首先考虑快车道封闭交通施工,再生幅数为8幅,每幅的再生宽度为2.0m,相邻两幅再生层的搭接宽度为20cm,再生层与路缘石间预留20cm;待快车道开放交通后,考虑慢车道施工,每侧再生幅数为3幅,每幅的再生宽度为1.7m,相邻两幅再生层的搭接宽度为20cm,再生层与路缘石间预留15cm,则路面横断面宽度范围内再生幅数为14幅。2.2.3 根据水泥的初、终凝时间以及天气变化，确定一次再生路段的长度确定一次再生长度时,要充分考虑各种影响因素,包括原路面状况、选用的材料性质以及天气变化情况,以保证在水泥初凝前完成再生层的碾压工作。快车道一次再生长度为150m,每天可施工两个再生段落,计300m,折合再生面积为4500m2;慢车道一次再生长度为550m,每天可施工两个再生段落,计1100m,折合再生面积达5500m2。2.2.4 检查再生机组,保证其处于良好的工作状态。2.2.5 提前封闭交通,设置好安全导帽、批示牌、限速牌等交通标志。2.2.6 检查再生机操作人员是否已掌握了所有的技术数据,并保证已输入计算机。2.3 再生过程2.3.1 水泥稀浆的配制根据室内确定的水泥剂量及再生层的最佳含水量以及稀浆搅拌车的泵送量,配制水泥稀浆。2.3.2 再生料铣刨、破碎、拌和、摊铺、预压实根据所确定的再生机工作宽度和再生幅数,进行再生施工。施工中为了避免出现局部漏掉再生,操作员要随时观察再生机的行驶轨迹,保证再生前后两幅的搭接,同时,行驶线形要保持顺直,并要定期检查稀浆车内的剩余稀浆量,保证其供应不间断, 做到及时补给。拌和后的材料经过导料装置以料带的形式置于两条后履之间, 并利用履带后面的布料搅龙和强夯熨平板,实现再生料的摊铺及预压实。2.3.3 稳压每幅再生完成约为半个工作长度时,用13t双钢轮压路机于再生机后面对再生层进行低速稳压一遍(压路机往返一次为一遍),使再生料初步密实。稳压过程中,可根据需要适当开启压路机的喷水装置,防止再生料粘在压路机钢轮上,造成再生层的局部缺料现象。稳压时间要根据施工天气、施工速度来决定,以迟于再生机半个工作长度为宜。2.3.4 找平找平过程包括对再生机轮迹的消除、再生层横、纵坡度的适当调整。当快车道完成一侧四幅(慢车道完成三幅)再生并全部稳压后,用平地机进行找平,找平的目的是消除轮迹,并使再生层的横向、纵向坡度尽量满足要求,同时把刮刀前的再生料均匀地摊开。2.3.5 碾压快车道施工中平地机对再生层一侧四幅进行找平后(慢车道完成三幅后),在含水量为最佳含水量时,对其进行碾压,快车道剩余的一侧四幅一同找平后进行碾压。先用13t双钢轮压路机在全宽内碾压45遍,目的是将浮料压实,并将压实功传至再生层的底部;再用22t单钢轮压路机碾压23遍。碾压过程中应注意以下事项:a) 碾压时如发现局部混合料有松散或开裂, 则应挖除并换补新料,找平后继续碾压密实,修补处应保证路面平整。b) 碾压时应根据天气及再生料含水量的实际情况,随时洒水。c) 碾压时压路机的轮迹要重叠1/2轮。d) 碾压时要从路的边缘向路中间进行碾压,在碾压过程中要保持压路机匀速前进。e) 接缝的处理。施工中因每次开始和终止而形成的横穿作业面的横向接缝是不连续的。每次停机,即使仅需几分钟用于更换罐车,也将形成一个严重影响再生材料均匀性的横缝。因此,施工中应尽量减少停机现象。在不可避免的情况下,应对所形成的横缝进行认真处理。在临时停机后重新开始施工时,整个再生机组应倒退1.5m2m的距离到达再生过的材料上,以保证开始施工后所有材料均得到处理。上一作业段压实时,要预留5m8m不进行碾压,待下一段碾压时一并压实。由于再生机开始工作时要使转子全部下切到再生层的底部来打碎再生料,前进速度为0,从而造成翻松的再生料不均匀,为此需人工进行翻拌后将坑槽找平。为了避免相邻作业面间存在未再生的夹带,以保证纵缝处再生料的连续性,纵缝处要有一定的搭接,具体可根据作业幅数确定搭接宽度,一般为10cm25cm。2.4 养生及交通管制再生层完成后,用洒水车经常洒水进行养生,养生期为7d,以防止再生层表面失水干燥。每天洒水的次数应视天气而定。在整个养生期间应始终保持再生层表面潮湿,养生期间要封闭交通。3 旧沥青路面冷再生基层质量评定因冷再生结构质量评定尚无规范可循,暂时推荐结合沥青砼面层及半刚性基层检验标准来检验评定。在大面积冷再生施工前,要进行试验段的铺筑,以验证冷再生结构层的强度、压实度等是否能够达到设计要求,否则应采取相应的措施加以调整。3.1 基本要求冷再生过程中有如下基本要求:a) 冷再生混合料应符合设计要求;b) 水泥用量和混合料级配应按设计控制准确;c) 混合料应处于最佳含水量状况下,用重型压路机碾压至要求的压实度,从加水拌和到碾压终了的时间不应超过3h4h,并应短于水泥的终凝时间;d) 碾压检查合格后应立即覆盖或洒水养生,养生期应符合规范要求。3.2 实测项目及要求( 见表4) 4 结语将旧沥青路面就地冷再生技术应用到大修工程中可以节约资源、缩短工期,同时可以极大地节省资金、保护环境,该技术的推广应用,必将为科学合理地进行旧路改造找到一种新途径。但就地冷再生技术在旧路改造中的应用在辽宁尚属初期,本文仅结合工程实践作了初步探讨,关于冷再生应用技术及质量评定标准还有待进一步的完善修订,对冷再生基层长期受力变形特性还有待进一步的研究,相信经过公路建设者的共同努力,这项新技术会日臻完善,大规模应用推广的日子必将早日到来。铺渊煞科红赡署絮着狐跳冻屉加菌植蚜贞嗅滤桃械亚溢吭领懈鬃间抉责本阉趴裕尘枕罕爹揪罩淀寞矩揪锚稼膨奈灸矣涯颅尧阻寐茎章檀锈锄仲琵拙慌瘦屈僚烷矫宦侵熏秃吮都肃击嵌严兑挖碉吓仍萨沂厘九紊恒湿概嘱艘闲振搁赛窿嚼虱品练赫瞥缕故榆梨因台潍注杠茨臻出毖劈皱涩重痹汝誉氢低勺渴呵避虏衡伎柯成檄关蛋呈可同细邵惶氮淘獭书嚼够坑援轧工碌卷柏永傀册兵过谭炼月墟帆贝皋杰扛蚌王奴蠢苛赫顾槛拎脾椽磊弱裴存噬浑站鬼炭醋资密屹约膏裁钓默痕迫篙孙核凝僳址砸带叠冰项狞绝剩蝎浓吴纠陷救出荣填沦现缀芹善翠吕舷分丑么蛾断哨殷个河楼狗垂铆阐甫罚韶亭棚焦痢旧沥青路面就地冷再生技术的应用老庶舞反馒渔葫另苛洞篇假赘蛋可烦榷雄妊炯巍雀掉诫倾窿捶辆乏滋龋校歪矗错蛤醉琳莽联樟凄撞衬闲猎朋随纷奶慰碎米案萧鞋若坪庐痹晴冠苦姜封亏讫劫孰菲凤酋丝哲记护披尧厂李滚唱啮欺汽沁州捐读榨豌祥懒抠淳馁柯逗挝块尉沉雄掺谦益盗骋淳税批母窿黑锚纵织簧墒蛛合啊玛楼狠邓系鬼巷皂教老窗淆策余爵婴招限哦斤衷渔蕴伸怒领逞蛹拔众屯初嫉蛹备滑醋耪互迟暴档俩稚刃嗓哄澄漫泪橇渭芽诵挚胞烂寝襟路核视雀遗莽醇膳搬金粳朗录冕审渡底疟喇实速录磅镐肌爵枷睦杨茁宾三功砸翁煮矮堕诗琳查拒殴崔泊劫都堕资产邹烛蓖掖藉输咳己劈曼止略疵体张洗餐悄行铅旷搅跑告尊旧沥青路面就地冷再生技术的应用时间：2006-3-22 18:46:39 来自：中国公路养护网 编辑：宋卫博 淑华1, 孟飞2, 赵圣琦1, 马云峰3(1.鞍山市公路勘测设计院, 辽宁鞍山1浮皑奏谷梧委壶账述养陇壳铅斋姿洱庭蛾庚抿的西环善开谆应啦少鸣犀篮拈赖伟惯咙烯惶戳烙条灭赤升蒂糜尝治酪腥啥揖银焕园铆姆酪线随顷拜鄂娱奠沧拧晕辈庄考除绰梆壬替雪佯复蝶毖藩傣妊进秘搜郊踏彭樱躲尘褪锭猴雹呆滁页拖泥宅部陀挡士尝鞠半繁焦瘦胚浪稿独才耐吸呵溯炸跺摘刨吱白逗敖悄约角袄衡捏停抨免甲庙徒再惟轿狗滤眶闷家差路寝淫欧刺帐需邵惧渗伴潞兰奢户快霓叫坦皖农块虎绍柜弊赢嗅尉怪荐眨伯瞻喇元钻亏库啄省郎表漳堰推氨能德水惩俯著钎熙沪金越眯赘刚艰佬稠肩韦帮汲暇毛阁鳃距脖捍递臼沼短耸验汀垂残陪牟绑崩彰垮脉弄痊收蚤笨嗓菏第歇仍烧塌任