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摘要:结合实际项目需求,以及就地冷再生与厂拌再生的基本特征,采取就地冷再生异地方法对沥青面层铣刨料实现冷再生使用,室内试验与现场操作测试结果显示:不选择新材料的就地冷再生混合物各种性能可以符合技术标准要求,相较于就地冷再生方法来说,就地冷再生异地方法需要增加乳化沥青破乳周期,加大含水量,该种方法属于一种科学的再生工艺。
关键词:沥青路面;就地冷再生;异地使用;乳化沥青
1、冷再生混合物的构成规划
1.1原材料测试
(1)RAP筛分测试
用作室内测试的RAP要具备代表性,可以客观体现原路面表面实际情况,RAP无结块与杂志。所以现场采集的RAP适合先烘干然后筛分,防止因水分黏结作用出现结块情况。这次测试的RAP置于60℃通风烘箱内部加热24小时后再开始筛分测试,结果见表1所示。后期所有测试中选择的RAP,都在60℃通风烘箱内部加热24小时烘干之后再进行测试。
(2)乳化沥青
于原来的洒布型乳化沥青及搅拌型乳化沥青不一样,就地冷再生采取乳化沥青要具备如下特征:
第1,对RAP与新料全面的裹覆性能与良好的配伍性。
第2,很大的固含量以确保破乳后对RAP及新料很厚的沥青膜。
第3,产生的再生混合物具备很快的初期强度产生与良好的防水损性能。
此次研究所选择的乳化沥青测试结果表明,其技术标准借鉴江苏省地区规定《乳化沥青就地冷再生方法使用指南与施工方法规程》(下面简称规程)[1]。
(3)水泥
为提升混合物质量,确定加入1.8%的水泥,不仅可以加快再生混合物获取强度的速度(获取最快的初期强度)与提升水稳固性,而且未与水产生反应的剩余水泥能够用作填料。该研究选择的水泥型号是海螺PO42.5的一般硅酸盐水泥。
1.2材料构成
(1)级配构成
结合旧料筛分测试,明确再生混合物的级配是100%使用旧料,没有加入任何新料,研究发现只有0.075毫米的通过率较小,其在《规程》内是允许的,只需后期的混合物性能符合设计标准,这一级配依旧能用在生产过程。
(2)设置最好含水率
此次研究根据《规程》内的最好含水率确定办法,设置最好含水量是3%,最好含水率是乳化沥青内的水与外加水体总和,即:3%×0.375+3%=4.12%。
(3)設置最好乳化沥青数量
《规程》中选择旋转压实器成型冷再生部件,相较于以往的击实方法,可以有效仿真场地就地冷再生层的压实方法。该研究中都以旋转碾压器成型马歇尔部件,逐一成型乳化沥青数量2.6%、3%、3.5%与4%等四组部件,各组六个样本,水泥加入量集中是1.8%,不同乳化沥青数量下的外加水量按照最好含水率恒定计量设置,部件成型后,自然温度下放置12小时后,放进60℃通风烘箱内养生48小时。再由烤箱内拿出冷却到室温后再展开其他测试。在成型试件的基础上,各乳化沥青数量搅拌两份最高理论密度,搅拌结束后,放进托盘内摊铺开,选择和试件一样的养生条件后实施真空法测试最高理论密度。
把全部试件都分为2组,1组放入40℃水浴箱内1小时后展开马歇尔稳固度测试,1组放入15℃水内浸泡1小时后展开劈裂测试。
《规程》中提出乳化沥青冷再生混合物的马歇尔稳固度不小于6kN,劈裂强度不小于0.5MPa,研究结果发现,乳化沥青数量超过3%的测试结果都符合标准要求。整体考虑实际项目利益,设置最好乳化沥青是3%,这时的间隙率是12.1%,在标准允许的间隙范畴内。
1.3性能验证测试
为更好验证此次研究目标配合比规划的科学性,研究环节对最好乳化沥青数量下混合物的性能展开了验证测试[2]。
(1)浸水马歇尔稳固度测试
根据《公路项目沥青基沥青混合物试验规程》(JTGE20-2011)T 0709-2011的测试办法展开浸水马歇尔测试,测试温度是40℃。测试结果显示:最好乳化沥青数量下的冷再生混合物具备较好的防水损害性能,残留稳固度是83.7%,超过标准规定的75%。
(2)浸水劈裂测试
根据《公路项目沥青基沥青混合物试验规程》(JTGE20-2011)T 0716-2011的测试办法展开劈裂测试。1组浸泡于15℃恒温水浴内1小时后检查其劈裂强度;1组放于25℃的恒温水浴内浸泡23小时,然后放进15℃的恒温水浴内1小时后检查其浸水劈裂性能,干湿劈裂性能比的计算是:
DWTSR=IDT2/IDT1×100%
其中:DWTSR表示干湿劈裂性能比,%;IDT1表示干劈裂性能,MPa;IDT2表示浸水24小时的劈裂性能,MPa。测试结果见表2所示。
测试结果显示,最好乳化沥青数量下的冷再生混合物具备较好的防水损害性能,残留稳固度是84.3%,超过技术规定的75%。
(3)车辙测试
根据《公路项目沥青基沥青混合物试验规程》(JTGE20-2011)T 0719-2011展开车辙测试,乳化沥青冷再生混合物的动稳固度(DS)是1724次/mm,表示再生物具备良好的高温稳固性[3]。
2、试验段处理
2.1操作方案
试验段的主要操作方案是把南京机场高速道路K0+000-K1+190南京市区到禄口机场路段的旧料场地再生后运往南京南站整体枢纽站东路,用作K1+790-K2+250全幅8厘米的底面层,运距大概8千米。场地冷再生机选择Roadtec RX-900产品,其运行宽度是3.81米。
2.2重要施工技术
相较于常见的厂拌冷再生与就地冷再生,此研究分析的就地再生异地使用方案有以下重要技术: (1)再生:按照场地摊铺速率管理再生机的运转速度,而且再生机能够停机等待,避免再生料等待周期太长而破乳;按照现有再生气温环境合适增多用水量,以在场不流畅为标准。
(2)运送:混合物再生后,依靠再生设备的皮带运送装置把再生料送如运输车内,运输车要选择清洁、带金属底板的自卸车辆,车辆底部和两侧都要清理干净,装料前应当用水浸润车厢,运料汽车要有篷布覆盖且扣牢,避免乳化沥青冷再生混合物在运送环节水分流失。
(3)摊铺压实:摊铺时如果局部离析就要安排专人及时解决。初压要采取约20吨的单钢轮震动压实,复压选择超过26吨的胶轮压路机压实,不用采取双钢轮收光。压实环节如果产生粘轮与细裂缝要洒水浸湿表面后压实,且适当增多再生料的含水率。
(4)养生:在铺设顶层混合物之前,再生层要加强养生,在正常的气候环境下,养生期通常是3-7d,建议养生周期不短于5d,养生阶段无须洒水。养护完成,在罩面前开始临时开通交通时,应当铺装碎石封层。
2.3现场测试
为评定就地再生异地使用再生料的能力强度,研究环节分别对在场采样室中成型的部件与钻芯采样的部件展开强度测试。
测试结果显示,不管是在场芯样或者室内成型部件,其強度能力均符合技术标准,而室内成型部件具备更高的强度能力,具体是由于室内成型部件的间隙率相对于在场芯样间隙率小,表明室内选取的压实功相对于在场压实功大,规范压实功的选取尚待深入探究。
另外,研究环节也对再生场地再生料的含水率与摊铺机后再生物的含水率展开了比较测试,测试结果显示再生场地含税率相对于摊铺机后再生物的含水率高约1.5%,所以,选择在场再生,异地使用计划时,再生物的含水率要较室内最好含水率增多大概1.5%,且按照工作温度、旧料含水率等具体情况合理调整。
3、结束语
综上所述,就地冷再生异地方法的混合物构成设计和常见的就地冷再生混合物构成设计方法一样,经试验段处理验证了这种方法的可操作性,把就地再生混合物加工后成型的再生层沥青砼路用性能符合技术标准规定。作为一种全新的旧料使用方法,就地冷再生异地方法促使就地冷再生混合物的使用地方更为机动,增大了就地冷再生方法的使用范围,不仅突破了就地冷再生阶段基层损坏区段未及时复原的不足,还节省了厂拌冷再生方法铣刨、运送、建设现场的成本,属于一种值得推行使用的维护方法。
参考文献
[1]王迁, 马翔. 沥青路面就地冷再生异地利用技术的应用研究[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2012(10):78-80.
[2]张璐军. 沥青混合料动稳定度温度特性分析[J]. 中外公路, 2016, 036(006):242-245.
[3]李宏福, 戴康瑜, 钟春喜. 简析厂拌冷再生泡沫沥青混凝土施工技术控制[J]. 北方交通, 2017, 000(004):112-117.
南京力拓交通科技有限公司 江苏 南京 210000
关键词:沥青路面;就地冷再生;异地使用;乳化沥青
1、冷再生混合物的构成规划
1.1原材料测试
(1)RAP筛分测试
用作室内测试的RAP要具备代表性,可以客观体现原路面表面实际情况,RAP无结块与杂志。所以现场采集的RAP适合先烘干然后筛分,防止因水分黏结作用出现结块情况。这次测试的RAP置于60℃通风烘箱内部加热24小时后再开始筛分测试,结果见表1所示。后期所有测试中选择的RAP,都在60℃通风烘箱内部加热24小时烘干之后再进行测试。
(2)乳化沥青
于原来的洒布型乳化沥青及搅拌型乳化沥青不一样,就地冷再生采取乳化沥青要具备如下特征:
第1,对RAP与新料全面的裹覆性能与良好的配伍性。
第2,很大的固含量以确保破乳后对RAP及新料很厚的沥青膜。
第3,产生的再生混合物具备很快的初期强度产生与良好的防水损性能。
此次研究所选择的乳化沥青测试结果表明,其技术标准借鉴江苏省地区规定《乳化沥青就地冷再生方法使用指南与施工方法规程》(下面简称规程)[1]。
(3)水泥
为提升混合物质量,确定加入1.8%的水泥,不仅可以加快再生混合物获取强度的速度(获取最快的初期强度)与提升水稳固性,而且未与水产生反应的剩余水泥能够用作填料。该研究选择的水泥型号是海螺PO42.5的一般硅酸盐水泥。
1.2材料构成
(1)级配构成
结合旧料筛分测试,明确再生混合物的级配是100%使用旧料,没有加入任何新料,研究发现只有0.075毫米的通过率较小,其在《规程》内是允许的,只需后期的混合物性能符合设计标准,这一级配依旧能用在生产过程。
(2)设置最好含水率
此次研究根据《规程》内的最好含水率确定办法,设置最好含水量是3%,最好含水率是乳化沥青内的水与外加水体总和,即:3%×0.375+3%=4.12%。
(3)設置最好乳化沥青数量
《规程》中选择旋转压实器成型冷再生部件,相较于以往的击实方法,可以有效仿真场地就地冷再生层的压实方法。该研究中都以旋转碾压器成型马歇尔部件,逐一成型乳化沥青数量2.6%、3%、3.5%与4%等四组部件,各组六个样本,水泥加入量集中是1.8%,不同乳化沥青数量下的外加水量按照最好含水率恒定计量设置,部件成型后,自然温度下放置12小时后,放进60℃通风烘箱内养生48小时。再由烤箱内拿出冷却到室温后再展开其他测试。在成型试件的基础上,各乳化沥青数量搅拌两份最高理论密度,搅拌结束后,放进托盘内摊铺开,选择和试件一样的养生条件后实施真空法测试最高理论密度。
把全部试件都分为2组,1组放入40℃水浴箱内1小时后展开马歇尔稳固度测试,1组放入15℃水内浸泡1小时后展开劈裂测试。
《规程》中提出乳化沥青冷再生混合物的马歇尔稳固度不小于6kN,劈裂强度不小于0.5MPa,研究结果发现,乳化沥青数量超过3%的测试结果都符合标准要求。整体考虑实际项目利益,设置最好乳化沥青是3%,这时的间隙率是12.1%,在标准允许的间隙范畴内。
1.3性能验证测试
为更好验证此次研究目标配合比规划的科学性,研究环节对最好乳化沥青数量下混合物的性能展开了验证测试[2]。
(1)浸水马歇尔稳固度测试
根据《公路项目沥青基沥青混合物试验规程》(JTGE20-2011)T 0709-2011的测试办法展开浸水马歇尔测试,测试温度是40℃。测试结果显示:最好乳化沥青数量下的冷再生混合物具备较好的防水损害性能,残留稳固度是83.7%,超过标准规定的75%。
(2)浸水劈裂测试
根据《公路项目沥青基沥青混合物试验规程》(JTGE20-2011)T 0716-2011的测试办法展开劈裂测试。1组浸泡于15℃恒温水浴内1小时后检查其劈裂强度;1组放于25℃的恒温水浴内浸泡23小时,然后放进15℃的恒温水浴内1小时后检查其浸水劈裂性能,干湿劈裂性能比的计算是:
DWTSR=IDT2/IDT1×100%
其中:DWTSR表示干湿劈裂性能比,%;IDT1表示干劈裂性能,MPa;IDT2表示浸水24小时的劈裂性能,MPa。测试结果见表2所示。
测试结果显示,最好乳化沥青数量下的冷再生混合物具备较好的防水损害性能,残留稳固度是84.3%,超过技术规定的75%。
(3)车辙测试
根据《公路项目沥青基沥青混合物试验规程》(JTGE20-2011)T 0719-2011展开车辙测试,乳化沥青冷再生混合物的动稳固度(DS)是1724次/mm,表示再生物具备良好的高温稳固性[3]。
2、试验段处理
2.1操作方案
试验段的主要操作方案是把南京机场高速道路K0+000-K1+190南京市区到禄口机场路段的旧料场地再生后运往南京南站整体枢纽站东路,用作K1+790-K2+250全幅8厘米的底面层,运距大概8千米。场地冷再生机选择Roadtec RX-900产品,其运行宽度是3.81米。
2.2重要施工技术
相较于常见的厂拌冷再生与就地冷再生,此研究分析的就地再生异地使用方案有以下重要技术: (1)再生:按照场地摊铺速率管理再生机的运转速度,而且再生机能够停机等待,避免再生料等待周期太长而破乳;按照现有再生气温环境合适增多用水量,以在场不流畅为标准。
(2)运送:混合物再生后,依靠再生设备的皮带运送装置把再生料送如运输车内,运输车要选择清洁、带金属底板的自卸车辆,车辆底部和两侧都要清理干净,装料前应当用水浸润车厢,运料汽车要有篷布覆盖且扣牢,避免乳化沥青冷再生混合物在运送环节水分流失。
(3)摊铺压实:摊铺时如果局部离析就要安排专人及时解决。初压要采取约20吨的单钢轮震动压实,复压选择超过26吨的胶轮压路机压实,不用采取双钢轮收光。压实环节如果产生粘轮与细裂缝要洒水浸湿表面后压实,且适当增多再生料的含水率。
(4)养生:在铺设顶层混合物之前,再生层要加强养生,在正常的气候环境下,养生期通常是3-7d,建议养生周期不短于5d,养生阶段无须洒水。养护完成,在罩面前开始临时开通交通时,应当铺装碎石封层。
2.3现场测试
为评定就地再生异地使用再生料的能力强度,研究环节分别对在场采样室中成型的部件与钻芯采样的部件展开强度测试。
测试结果显示,不管是在场芯样或者室内成型部件,其強度能力均符合技术标准,而室内成型部件具备更高的强度能力,具体是由于室内成型部件的间隙率相对于在场芯样间隙率小,表明室内选取的压实功相对于在场压实功大,规范压实功的选取尚待深入探究。
另外,研究环节也对再生场地再生料的含水率与摊铺机后再生物的含水率展开了比较测试,测试结果显示再生场地含税率相对于摊铺机后再生物的含水率高约1.5%,所以,选择在场再生,异地使用计划时,再生物的含水率要较室内最好含水率增多大概1.5%,且按照工作温度、旧料含水率等具体情况合理调整。
3、结束语
综上所述,就地冷再生异地方法的混合物构成设计和常见的就地冷再生混合物构成设计方法一样,经试验段处理验证了这种方法的可操作性,把就地再生混合物加工后成型的再生层沥青砼路用性能符合技术标准规定。作为一种全新的旧料使用方法,就地冷再生异地方法促使就地冷再生混合物的使用地方更为机动,增大了就地冷再生方法的使用范围,不仅突破了就地冷再生阶段基层损坏区段未及时复原的不足,还节省了厂拌冷再生方法铣刨、运送、建设现场的成本,属于一种值得推行使用的维护方法。
参考文献
[1]王迁, 马翔. 沥青路面就地冷再生异地利用技术的应用研究[J]. 公路交通科技(应用技术版), 2012(10):78-80.
[2]张璐军. 沥青混合料动稳定度温度特性分析[J]. 中外公路, 2016, 036(006):242-245.
[3]李宏福, 戴康瑜, 钟春喜. 简析厂拌冷再生泡沫沥青混凝土施工技术控制[J]. 北方交通, 2017, 000(004):112-117.
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