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摘 要:伴随社会经济的高速发展,早期修建的大量公路工程逐步進入大中修阶段,将产生大量废旧沥青混合料,此时,选用厂拌冷再生施工技术,可充分利用废旧沥青材料,降低成本,提高施工效果。为此,本文结合具体案例,对厂拌冷再生养护施工技术要点进行了分析与探讨。
关键词:厂拌冷再生;工程概况;技术要点
1 工程概况
某公路工程通车运营时间较长,随着交通量的逐年增长,部分路面尤其是第二、第三主车道路面病害较严重,路面结构性和功能出现较大程度损坏,道路通行能力受到较大限制。为了改善和提升公路行驶服务质量,提高路网通行能力,更好地服务于经济社会的发展,对该公路进行维修改造。通过调查分析可知,路面病害原因如下:
第一,路面结构不合理。受建设环境与设计等因素的影响,本项目的沥青面层偏薄,属于典型的“强基薄面”,导致沥青面层抵抗基层反射裂缝的能力减弱,加速反射裂缝发展至面层表面;另外,其下面层采用6 cm AC-25Ⅰ,结构层厚度与材料公称粒径不匹配,易产生离析。
第二,使用年限影响。该路段竣工通车已超过10年,沥青面层材料在行车荷载的反复作用下已接近疲劳极限,材料逐渐老化,抵抗裂缝的能力逐年降低。随着使用年限的增加,路面整体性能不断衰退,导致路面病害逐渐发展并恶化。
第三,水损害问题。该路段所在地区年降雨量大,雨季时间长,年平均降雨量为1 720 mm;且因“强基薄面”的路面结构,反射裂缝较多,在行车荷载及动水压力反复作用下路面出现各种病害。
2 冷再生混合料配合比设计及性能分析
2.1 配合比设计
(1)最佳含水量。在冷再生混合料级配设计中,以旧料作为普通集料,通过旧料筛分结果可知,细料含量过低,0.075 mm以下基本无料,基于此,需适当掺加细料进行级配调整。为获取最佳含水量,需做室内土工击实试验,要求制作5组含水量不同的再生混合料,乳化沥青、水泥用量不变,若以矿料质量为准,乳化沥青用量为其4.0%,水泥用量为其2.0%。通过干密度与含水量关系曲线可获取最大干密度、最佳含水量,检测结果表明,当4.0%乳化沥青用量的情况下,6.5%为最佳含水量。
(2)最佳乳化沥青用量。乳化沥青用量可通过劈裂强度、浸水劈裂试验进行确定,以马歇尔稳定度为生产配合比依据。若以2.0%为水泥用量,6.5%为最佳含水量,那么,乳化沥青用量可设为5类,即4%、4.5%、5%、5.5%、6%,从中求取最佳值。通过试验结果可知,5.0%为15℃下劈裂强度、浸水劈裂强度的最佳乳化沥青用量。
(3)最佳配合比。经上述试验可知,乳化沥青冷再生混合料的配合比为RAP:9.5 mm~19 mm:0 mm~4.75 mm:水泥:用水量:乳化沥青=70:10:20:3:6.5:5。
2.2 路用性能分析
(1)水稳定性。一般通过冻融劈裂试验进行水稳定性评价,根据要求试验结果表明,在总含水量(6.5%)相同的情况下,①当乳化沥青用量为4.5%时,干劈裂强度为0.52 MPa,
冻融劈裂强度为0.35 MPa,劈裂强度比为67.3%;②当乳化沥青用量为5.0%时,干劈裂强度为0.55 MPa,冻融劈裂强度为0.41 MPa,劈裂强度比为74.5%;③当乳化沥青用量为5.5%时,干劈裂强度为0.49 MPa,冻融劈裂强度为0.34 MPa,
劈裂强度比为69.3%。由此可见,在乳化沥青用量为5%时,试件的干劈裂强度、劈裂强度最大,可满足施工规范要求。
(2)高温稳定性。高温性能试验时,在试件制备过程中可选择2%、2.5%、3%水泥含量,动稳定度测定结果为:①水泥用量为2%时,动稳定度为9 860次/mm;②水泥用量为2.5%时,动稳定度为10 589次/mm;③水泥用量为3%时,动稳定度为13 870次/mm。由此可见,伴随水泥用量的不断增多,乳化沥青冷再生混合料的动稳定度也将随之增加,从而有效提升混合料的高温抗变形能力。
3 路面工程厂拌冷再生施工技术要点
3.1 施工准备
(1)施工机械配备。在施工前,需要配备齐全主要施工机械,其中包括冷再生机、沥青罐车摊铺机、压实设备、洒水车以及拌和设备等,施工人员要及时做好施工机械的调试和保养,避免在施工中出现机械故障影响正常施工。其中,压实设备包括双钢轮压路机、振动压路机、胶轮压路机,施工人员要在不同的施工环节选择合适的压实设备。
(2)基础工作准备。施工前,施工人员需要前往现场实地勘察周围情况,并制定出详细的施工计划,对每天需要再生路面的长度和工时进行明确。在施工前一周,要将警示牌设置在施工路段,对道路交通进行封闭,施工过程中严禁任何车辆和行人通过再生路段。
(3)人员技术筹备。在施工前,施工单位需要对原材料进行抽检和试验,并详细记录好相关数据,对于不符合施工要求的材料要及时运出施工场地。同时加强对施工人员的管理和培训,使施工人员能够严格掌握施工规范流程,并由管理人员向他们进行技术交底,全面分析施工过程中的关键技术、安全隐患以及重点环节,防止出现各类违规操作情况,进一步提高公路施工质量。
3.2 混合料拌和
根据施工要求,采用专用乳化沥青冷再生厂拌设备拌和混合料,400 t/h为拌和能力。施工现场指派专人检测料堆、皮带传输机等处的材料情况,及时清除超粒径材料或泥块,同时,保证冷料仓不会产生串仓情况。按照配合比对各规格材料进行准确计量,在规定范围内合理控制误差。拌和过程中,应保证拌和均匀,不会产生离析、花白等现象。
3.3 混合料运输
一般可采自卸车运送混合料,根据工程要求,本工程采用45 t自卸车。装料前,需详细检查车厢,确保其干净、无杂物,随后将一层隔离油涂抹到车厢内部,避免混合料粘黏车厢,运输过程中,为避免水分、热量流失过快,可将篷布覆盖于车顶。 3.4 混合料摊铺
攤铺前,要清理干净水稳层,并将一层乳化沥青均匀喷洒其上。若遇到裂缝,可通过抗裂贴进行处治。按照施工具体情况,可在3.8 m左右控制摊铺宽度,1.35为松铺系数,摊铺速度则需控制2.0 m/min~3.0 m/min之间。整个摊铺施工,需与设计要求核对,保证各摊铺厚度等参数满足规定。若混合料出现离析问题,需及时针对此类问题进行修补,及时处理。此外,要严控摊铺中断次数,若必须停顿,则时间不得超过5 min。同时不允许任意转变行驶速度,或急转弯、掉头等,确保施工摊铺质量。
3.5 混合料碾压
碾压施工一般分3阶段完成,本工程采用双钢轮压路机组合轮胎压路机的方式进行碾压施工。(1)初压时,紧随摊铺机后面,通过双钢轮压路机先进行1遍静压施工,随后进行3~6遍振动压实,碾压速度控制在2.5 km/h~3.5 km/h之间。(2)复压时,完成初压后需及时进行复压,可采用轮胎压路机进行多遍不间断揉压,遍数可控制在6~10遍,行驶速度控制在3 km/h~4 km/h,直到路面明显轮迹基本消除,路面平整。(3)终压时,采用双钢轮压路机进行3~4遍碾压即可,行驶速度控制在4 km/h~5 km/h,以此起到收面作用。
4 结束语
总之,公路交通建设作为我国重要的基础性国民经济产业,能够降低运输成本、缩短运输时间、带动沿线产业发展,在促进经济发展上发挥着积极的作用。据不完全统计,我国90%以上的高等级公路均采用沥青路面结构,沥青作为路面施工的主要材料,在我国公路建设规模持续扩大的过程中,需求量也越来越高。同时,伴随社会经济的高速发展,早期修建的大量公路工程逐步进入大中修阶段,将产生大量废旧沥青混合料,此时,选用厂拌冷再生施工技术,可充分利用废旧沥青材料,降低成本,提高施工效果。
参考文献:
[1]解慧,徐志荣,邱海明.解析乳化沥青冷再生技术在公路施工中的应用[J].中国科技纵横,2017(15):64.
[2]万清,刘斯友.冷再生技术在高速公路路面大修中的应用[J].交通世界,2016(10):104-105.
[3]石光辉,王雪岩.冷再生技术在高速公路路面大修中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(11):2900.
[4]唐乐乐,马晓燕.冷再生技术在公路路面大修施工中的应用[J].卷宗,2018(15):181.
[5]黄子忠,张诗悦.就地冷再生技术在油田路面大修中的应用[J].油气田地面工程,2012,31(11):87-88.
关键词:厂拌冷再生;工程概况;技术要点
1 工程概况
某公路工程通车运营时间较长,随着交通量的逐年增长,部分路面尤其是第二、第三主车道路面病害较严重,路面结构性和功能出现较大程度损坏,道路通行能力受到较大限制。为了改善和提升公路行驶服务质量,提高路网通行能力,更好地服务于经济社会的发展,对该公路进行维修改造。通过调查分析可知,路面病害原因如下:
第一,路面结构不合理。受建设环境与设计等因素的影响,本项目的沥青面层偏薄,属于典型的“强基薄面”,导致沥青面层抵抗基层反射裂缝的能力减弱,加速反射裂缝发展至面层表面;另外,其下面层采用6 cm AC-25Ⅰ,结构层厚度与材料公称粒径不匹配,易产生离析。
第二,使用年限影响。该路段竣工通车已超过10年,沥青面层材料在行车荷载的反复作用下已接近疲劳极限,材料逐渐老化,抵抗裂缝的能力逐年降低。随着使用年限的增加,路面整体性能不断衰退,导致路面病害逐渐发展并恶化。
第三,水损害问题。该路段所在地区年降雨量大,雨季时间长,年平均降雨量为1 720 mm;且因“强基薄面”的路面结构,反射裂缝较多,在行车荷载及动水压力反复作用下路面出现各种病害。
2 冷再生混合料配合比设计及性能分析
2.1 配合比设计
(1)最佳含水量。在冷再生混合料级配设计中,以旧料作为普通集料,通过旧料筛分结果可知,细料含量过低,0.075 mm以下基本无料,基于此,需适当掺加细料进行级配调整。为获取最佳含水量,需做室内土工击实试验,要求制作5组含水量不同的再生混合料,乳化沥青、水泥用量不变,若以矿料质量为准,乳化沥青用量为其4.0%,水泥用量为其2.0%。通过干密度与含水量关系曲线可获取最大干密度、最佳含水量,检测结果表明,当4.0%乳化沥青用量的情况下,6.5%为最佳含水量。
(2)最佳乳化沥青用量。乳化沥青用量可通过劈裂强度、浸水劈裂试验进行确定,以马歇尔稳定度为生产配合比依据。若以2.0%为水泥用量,6.5%为最佳含水量,那么,乳化沥青用量可设为5类,即4%、4.5%、5%、5.5%、6%,从中求取最佳值。通过试验结果可知,5.0%为15℃下劈裂强度、浸水劈裂强度的最佳乳化沥青用量。
(3)最佳配合比。经上述试验可知,乳化沥青冷再生混合料的配合比为RAP:9.5 mm~19 mm:0 mm~4.75 mm:水泥:用水量:乳化沥青=70:10:20:3:6.5:5。
2.2 路用性能分析
(1)水稳定性。一般通过冻融劈裂试验进行水稳定性评价,根据要求试验结果表明,在总含水量(6.5%)相同的情况下,①当乳化沥青用量为4.5%时,干劈裂强度为0.52 MPa,
冻融劈裂强度为0.35 MPa,劈裂强度比为67.3%;②当乳化沥青用量为5.0%时,干劈裂强度为0.55 MPa,冻融劈裂强度为0.41 MPa,劈裂强度比为74.5%;③当乳化沥青用量为5.5%时,干劈裂强度为0.49 MPa,冻融劈裂强度为0.34 MPa,
劈裂强度比为69.3%。由此可见,在乳化沥青用量为5%时,试件的干劈裂强度、劈裂强度最大,可满足施工规范要求。
(2)高温稳定性。高温性能试验时,在试件制备过程中可选择2%、2.5%、3%水泥含量,动稳定度测定结果为:①水泥用量为2%时,动稳定度为9 860次/mm;②水泥用量为2.5%时,动稳定度为10 589次/mm;③水泥用量为3%时,动稳定度为13 870次/mm。由此可见,伴随水泥用量的不断增多,乳化沥青冷再生混合料的动稳定度也将随之增加,从而有效提升混合料的高温抗变形能力。
3 路面工程厂拌冷再生施工技术要点
3.1 施工准备
(1)施工机械配备。在施工前,需要配备齐全主要施工机械,其中包括冷再生机、沥青罐车摊铺机、压实设备、洒水车以及拌和设备等,施工人员要及时做好施工机械的调试和保养,避免在施工中出现机械故障影响正常施工。其中,压实设备包括双钢轮压路机、振动压路机、胶轮压路机,施工人员要在不同的施工环节选择合适的压实设备。
(2)基础工作准备。施工前,施工人员需要前往现场实地勘察周围情况,并制定出详细的施工计划,对每天需要再生路面的长度和工时进行明确。在施工前一周,要将警示牌设置在施工路段,对道路交通进行封闭,施工过程中严禁任何车辆和行人通过再生路段。
(3)人员技术筹备。在施工前,施工单位需要对原材料进行抽检和试验,并详细记录好相关数据,对于不符合施工要求的材料要及时运出施工场地。同时加强对施工人员的管理和培训,使施工人员能够严格掌握施工规范流程,并由管理人员向他们进行技术交底,全面分析施工过程中的关键技术、安全隐患以及重点环节,防止出现各类违规操作情况,进一步提高公路施工质量。
3.2 混合料拌和
根据施工要求,采用专用乳化沥青冷再生厂拌设备拌和混合料,400 t/h为拌和能力。施工现场指派专人检测料堆、皮带传输机等处的材料情况,及时清除超粒径材料或泥块,同时,保证冷料仓不会产生串仓情况。按照配合比对各规格材料进行准确计量,在规定范围内合理控制误差。拌和过程中,应保证拌和均匀,不会产生离析、花白等现象。
3.3 混合料运输
一般可采自卸车运送混合料,根据工程要求,本工程采用45 t自卸车。装料前,需详细检查车厢,确保其干净、无杂物,随后将一层隔离油涂抹到车厢内部,避免混合料粘黏车厢,运输过程中,为避免水分、热量流失过快,可将篷布覆盖于车顶。 3.4 混合料摊铺
攤铺前,要清理干净水稳层,并将一层乳化沥青均匀喷洒其上。若遇到裂缝,可通过抗裂贴进行处治。按照施工具体情况,可在3.8 m左右控制摊铺宽度,1.35为松铺系数,摊铺速度则需控制2.0 m/min~3.0 m/min之间。整个摊铺施工,需与设计要求核对,保证各摊铺厚度等参数满足规定。若混合料出现离析问题,需及时针对此类问题进行修补,及时处理。此外,要严控摊铺中断次数,若必须停顿,则时间不得超过5 min。同时不允许任意转变行驶速度,或急转弯、掉头等,确保施工摊铺质量。
3.5 混合料碾压
碾压施工一般分3阶段完成,本工程采用双钢轮压路机组合轮胎压路机的方式进行碾压施工。(1)初压时,紧随摊铺机后面,通过双钢轮压路机先进行1遍静压施工,随后进行3~6遍振动压实,碾压速度控制在2.5 km/h~3.5 km/h之间。(2)复压时,完成初压后需及时进行复压,可采用轮胎压路机进行多遍不间断揉压,遍数可控制在6~10遍,行驶速度控制在3 km/h~4 km/h,直到路面明显轮迹基本消除,路面平整。(3)终压时,采用双钢轮压路机进行3~4遍碾压即可,行驶速度控制在4 km/h~5 km/h,以此起到收面作用。
4 结束语
总之,公路交通建设作为我国重要的基础性国民经济产业,能够降低运输成本、缩短运输时间、带动沿线产业发展,在促进经济发展上发挥着积极的作用。据不完全统计,我国90%以上的高等级公路均采用沥青路面结构,沥青作为路面施工的主要材料,在我国公路建设规模持续扩大的过程中,需求量也越来越高。同时,伴随社会经济的高速发展,早期修建的大量公路工程逐步进入大中修阶段,将产生大量废旧沥青混合料,此时,选用厂拌冷再生施工技术,可充分利用废旧沥青材料,降低成本,提高施工效果。
参考文献:
[1]解慧,徐志荣,邱海明.解析乳化沥青冷再生技术在公路施工中的应用[J].中国科技纵横,2017(15):64.
[2]万清,刘斯友.冷再生技术在高速公路路面大修中的应用[J].交通世界,2016(10):104-105.
[3]石光辉,王雪岩.冷再生技术在高速公路路面大修中的应用[J].建筑工程技术与设计,2017(11):2900.
[4]唐乐乐,马晓燕.冷再生技术在公路路面大修施工中的应用[J].卷宗,2018(15):181.
[5]黄子忠,张诗悦.就地冷再生技术在油田路面大修中的应用[J].油气田地面工程,2012,31(11):87-88.