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摘要:本文针对公路工程沥青路面冷再生施工工艺,重点以厂拌沥青路面冷再生施工为例,分别在材料选择、配比设计以及现场施工等几方面论述了冷再生工程施工工艺,可以为相关工程项目建设的实施开展提供合理的参考。
关键词:沥青路面;冷再生;施工
中图分类号:U416文献标识码: A
引言
在公路工程养护大中修阶段,沥青路面的翻修会产生大量的RAP以及翻挖料,这些废料遗弃或者是作为路基换填料,不仅会造成环境污染,同时也会造成资源的严重浪费。沥青路面再生技术的发展应用则为这一问题提供了解决渠道。沥青路面冷再生施工工艺为将沥青路面材料经过铣刨、翻挖、回收、破碎筛分后,添加新集料与乳化沥青进行拌和摊铺施工,作为沥青路面的基层或者是下面层结构。通过冷再生施工处理,不仅实现了旧沥青材料的充分运用,而且还可以提高路面结构层强度,降低工程施工造价,因而非常适用于公路工程的大中修养护施工。
1.就地冷再生材料试验分析
(1)RAP(沥青路面回收材料)的集料性能试验。为了指导后期冷再生混合料配合比设计的顺利实施,必须对RAP进行相关的试验检测以明确RAP的含水率、级配范围等技术指标。对于RAP的集料性能,同样应该参照《公路工程沥青路面施工技术规范》中的相關要求,对RAP中粗集料的压碎值、磨耗值、表观相对密度以及细集料的含沙量、亚甲蓝值、密度等进行试验检测与控制,确保各项性能技术指标的合格。同时,还应该均匀取料对RAP的含水量平均值进行确定,之后采取抽提筛分试验,初步明确RAP的级配情况,以便于后期对级配进行调整。
(2)RAP沥青老化程度的研究。对于沥青老化程度的研究主要是通过对回收沥青的相关技术指标进行分析,尤其是通过对回收沥青的针入度、软化点、延度、粘度、车辙因子等参数进行试验分析,对沥青的老化程度进行整体的把握。
(3)稳定剂。当前在公路工程冷再生施工中,较多的采用乳化沥青作为稳定剂,同时辅助使用水泥。这主要是由于乳化沥青能够直接喷入再生混合料中,经过简单的养生以后,能够形成具有一定柔性、抗疲劳性能强、不易开裂的路面结构层。
2.冷再生混合料级配设计
由于沥青路面冷再生通常是作为沥青路面结构层的基层或者是下面层,因此在混合料的配合比设计中应当对RAP料的级配、含水量以及稳定剂用量进行合理的确定,以确保结构的强度、刚度以及稳定性满足路面使用要求。
(1)冷再生混合料的级配调整。对于冷再生混合料的级配,应该按照《公路沥青路面再生技术规范》中的相关要求进行调整,尤其是确保再生混合料的合成级配曲线满足控制点以及限制区的相关要求,特别是严格控制细集料用量,提高再生层的压实性能以及抗永久变性能力。
(2)最佳水泥用量与最佳含水量的确定。在冷再生施工中,水泥往往作为辅助外掺剂以提高冷再生混合料的强度与抗水损害的能力,而且水泥也会加速乳化沥青的破乳,对于尽快形成再生层的强度非常有利。对于水泥的用量,在冷再生工程施工中,一般控制在2%以内,具体应该根据抗压强度、劈裂强度试验确定。对于最佳含水量,则应该根据水泥用量通过旋转压实试验或者是马歇尔击实试验确定最佳含水量与最大干密度。
(3)最佳乳化沥青用量的确定。在我国相关的技术规范中,对于沥青路面冷再生混合料的最佳乳化沥青的用量,试验方法较多,主要是通过劈裂强度试验、马歇尔试验、无侧限抗压强度试验等几种方法,在具体的试验确定方法上,应当综合运用并根据沥青再生混合料设计中对于强度等技术指标的要求,结合现场施工条件综合确定。
3.沥青路面冷再生施工工艺
(1)旧路面的铣刨。对于旧沥青路面的铣刨,在施工管理阶段重点是控制好铣刨速度,确保RAP的粒径控制在冷再生混合料的最大公称粒径范围以内,以便于后期生产级配与目标设计级配的一致。对于路面铣刨材料,在拌和站应当按照0-5、5-10、10-20等几档不同的粒径规格筛分,并分开堆放,以便于供料准确。
(2)冷再生混合料的拌和生产。在拌和生产作业前,必须对计量设备进行校核,以确保添加材料计量的准确性,能够严格按照比例投料。在冷再生混合料的拌和生产设备上,一般并不会单独设置筛分板,因此为了确保混合料的生产配比与目标设计配比的一致性,在混合料的拌和生产过程中,应该严格控制料仓的进料速度,以调节RAP料、新集料的用量,同时在混合料的拌和生产过程中,还应当及时的在冷料输送带上取样分析,以便于控制混合料的级配。在混合料的拌和过程中,如果拌和时间过长,很容易造成乳化沥青提前破乳,如果拌和时间不足,则又容易造成乳化沥青裹覆不均匀的问题,因此应该经过试拌来确定最佳拌和时间。
(3)冷再生的施工作业准备工作。在将沥青路面铣刨挖除RAP以后,应当提前将旧路面清理干净,同时对于基层裂缝、沉陷、蜂窝、松散等病害问题,及时的挖除,并重新铺填水泥稳定碎石或者是贫混凝土,进行基层病害的处置。同时对于下承层以及路基强度不足的路段进行补强处理,在完成这些施工处理以后,即可进行施工测量放样,重点对路面高程进行测量,并全面的设置中桩以及边桩,做好施工技术准备工作。
(4)冷再生混合料的摊铺。在进行冷再生混合料的大规模摊铺施工作业之前,还应该提前铺筑200-500m左右长度的试验段,通过试验段的铺筑施工,重点明确松铺系数、运输车辆数量、压实机械配备情况以及冷再生混合料的压实标准,依靠全面的施工技术参数指导施工作业的顺利开展。对于冷再生混合料的摊铺层厚控制,尽可能的控制在12cm以内,如果厚度较大应该分层铺筑,同时施工作业过程中如果环境温度低于10℃,应当停止施工作业。
(5)冷再生混合料的碾压。对于冷再生混合料的碾压,应当配合使用钢轮压路机与胶轮压路机进行碾压,以提高再生混合料的压实度。碾压应该在冷再生混合料的乳化沥青开始破乳时进行,如果掺加水泥可以摊铺后即行碾压。一般情况下,初压采用钢轮压路机静压1~2遍,然后用高频低幅的方式振动碾压1~2遍。复压用胶轮压路机碾压,碾压遍数应该根据混合料性能、压实厚度、压路机类型及环境状况等决定,一般需要4~6遍。终压采用钢轮压路机收光碾压,以消除轮迹。碾压结束后应该及时进行压实度的监测,一般情况下需要控制压实度不低于90%。
(6)冷再生基层养生。在完成冷再生混合料的摊铺碾压之后,应当进行及时的养生,以确保乳化沥青的破乳以及再生层强度的形成。一般情况下,养生的时间在2-5天左右,在冷再生混合料的养生期间,应当及时的路面含水量进行试验检测,含水量低于2%以下时即可结束养生铺筑面层结构。在混合料的养生期间,如果出现了冷再生混合料局部的松散,可以采取按照0.2~0.4kg/m2用量喷洒乳化沥青进行处治,如果松散面积较大,则需要及时返工处理。
结语
沥青路面冷再生施工技术由于能够实现路面材料的重新利用,同时可以降低工程施工造价,因而在公路养护工程施工中的应用较为广泛。在冷再生工艺施工过程中,施工作业人员应该深入了解冷再生施工工艺管理关键,尤其是在材料质量、配比设计以及现场施工等几方面,严格按照技术标准要求进行管理,以提高沥青路面冷再生工程施工质量。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通运输部发布 《公路养护技术规范》北京:人民交通出版社,2009. JTG H10-2009.
[2]中华人民共和国交通部发布 《公路沥青路面设计规范》北京:人民交通出版社,2006. JTG D50-2006.
[3] 韩星雨,林晓光. 冷再生技术在高等级公路大修工程中的应用[J]. 中国西部科技. 2011(04)
关键词:沥青路面;冷再生;施工
中图分类号:U416文献标识码: A
引言
在公路工程养护大中修阶段,沥青路面的翻修会产生大量的RAP以及翻挖料,这些废料遗弃或者是作为路基换填料,不仅会造成环境污染,同时也会造成资源的严重浪费。沥青路面再生技术的发展应用则为这一问题提供了解决渠道。沥青路面冷再生施工工艺为将沥青路面材料经过铣刨、翻挖、回收、破碎筛分后,添加新集料与乳化沥青进行拌和摊铺施工,作为沥青路面的基层或者是下面层结构。通过冷再生施工处理,不仅实现了旧沥青材料的充分运用,而且还可以提高路面结构层强度,降低工程施工造价,因而非常适用于公路工程的大中修养护施工。
1.就地冷再生材料试验分析
(1)RAP(沥青路面回收材料)的集料性能试验。为了指导后期冷再生混合料配合比设计的顺利实施,必须对RAP进行相关的试验检测以明确RAP的含水率、级配范围等技术指标。对于RAP的集料性能,同样应该参照《公路工程沥青路面施工技术规范》中的相關要求,对RAP中粗集料的压碎值、磨耗值、表观相对密度以及细集料的含沙量、亚甲蓝值、密度等进行试验检测与控制,确保各项性能技术指标的合格。同时,还应该均匀取料对RAP的含水量平均值进行确定,之后采取抽提筛分试验,初步明确RAP的级配情况,以便于后期对级配进行调整。
(2)RAP沥青老化程度的研究。对于沥青老化程度的研究主要是通过对回收沥青的相关技术指标进行分析,尤其是通过对回收沥青的针入度、软化点、延度、粘度、车辙因子等参数进行试验分析,对沥青的老化程度进行整体的把握。
(3)稳定剂。当前在公路工程冷再生施工中,较多的采用乳化沥青作为稳定剂,同时辅助使用水泥。这主要是由于乳化沥青能够直接喷入再生混合料中,经过简单的养生以后,能够形成具有一定柔性、抗疲劳性能强、不易开裂的路面结构层。
2.冷再生混合料级配设计
由于沥青路面冷再生通常是作为沥青路面结构层的基层或者是下面层,因此在混合料的配合比设计中应当对RAP料的级配、含水量以及稳定剂用量进行合理的确定,以确保结构的强度、刚度以及稳定性满足路面使用要求。
(1)冷再生混合料的级配调整。对于冷再生混合料的级配,应该按照《公路沥青路面再生技术规范》中的相关要求进行调整,尤其是确保再生混合料的合成级配曲线满足控制点以及限制区的相关要求,特别是严格控制细集料用量,提高再生层的压实性能以及抗永久变性能力。
(2)最佳水泥用量与最佳含水量的确定。在冷再生施工中,水泥往往作为辅助外掺剂以提高冷再生混合料的强度与抗水损害的能力,而且水泥也会加速乳化沥青的破乳,对于尽快形成再生层的强度非常有利。对于水泥的用量,在冷再生工程施工中,一般控制在2%以内,具体应该根据抗压强度、劈裂强度试验确定。对于最佳含水量,则应该根据水泥用量通过旋转压实试验或者是马歇尔击实试验确定最佳含水量与最大干密度。
(3)最佳乳化沥青用量的确定。在我国相关的技术规范中,对于沥青路面冷再生混合料的最佳乳化沥青的用量,试验方法较多,主要是通过劈裂强度试验、马歇尔试验、无侧限抗压强度试验等几种方法,在具体的试验确定方法上,应当综合运用并根据沥青再生混合料设计中对于强度等技术指标的要求,结合现场施工条件综合确定。
3.沥青路面冷再生施工工艺
(1)旧路面的铣刨。对于旧沥青路面的铣刨,在施工管理阶段重点是控制好铣刨速度,确保RAP的粒径控制在冷再生混合料的最大公称粒径范围以内,以便于后期生产级配与目标设计级配的一致。对于路面铣刨材料,在拌和站应当按照0-5、5-10、10-20等几档不同的粒径规格筛分,并分开堆放,以便于供料准确。
(2)冷再生混合料的拌和生产。在拌和生产作业前,必须对计量设备进行校核,以确保添加材料计量的准确性,能够严格按照比例投料。在冷再生混合料的拌和生产设备上,一般并不会单独设置筛分板,因此为了确保混合料的生产配比与目标设计配比的一致性,在混合料的拌和生产过程中,应该严格控制料仓的进料速度,以调节RAP料、新集料的用量,同时在混合料的拌和生产过程中,还应当及时的在冷料输送带上取样分析,以便于控制混合料的级配。在混合料的拌和过程中,如果拌和时间过长,很容易造成乳化沥青提前破乳,如果拌和时间不足,则又容易造成乳化沥青裹覆不均匀的问题,因此应该经过试拌来确定最佳拌和时间。
(3)冷再生的施工作业准备工作。在将沥青路面铣刨挖除RAP以后,应当提前将旧路面清理干净,同时对于基层裂缝、沉陷、蜂窝、松散等病害问题,及时的挖除,并重新铺填水泥稳定碎石或者是贫混凝土,进行基层病害的处置。同时对于下承层以及路基强度不足的路段进行补强处理,在完成这些施工处理以后,即可进行施工测量放样,重点对路面高程进行测量,并全面的设置中桩以及边桩,做好施工技术准备工作。
(4)冷再生混合料的摊铺。在进行冷再生混合料的大规模摊铺施工作业之前,还应该提前铺筑200-500m左右长度的试验段,通过试验段的铺筑施工,重点明确松铺系数、运输车辆数量、压实机械配备情况以及冷再生混合料的压实标准,依靠全面的施工技术参数指导施工作业的顺利开展。对于冷再生混合料的摊铺层厚控制,尽可能的控制在12cm以内,如果厚度较大应该分层铺筑,同时施工作业过程中如果环境温度低于10℃,应当停止施工作业。
(5)冷再生混合料的碾压。对于冷再生混合料的碾压,应当配合使用钢轮压路机与胶轮压路机进行碾压,以提高再生混合料的压实度。碾压应该在冷再生混合料的乳化沥青开始破乳时进行,如果掺加水泥可以摊铺后即行碾压。一般情况下,初压采用钢轮压路机静压1~2遍,然后用高频低幅的方式振动碾压1~2遍。复压用胶轮压路机碾压,碾压遍数应该根据混合料性能、压实厚度、压路机类型及环境状况等决定,一般需要4~6遍。终压采用钢轮压路机收光碾压,以消除轮迹。碾压结束后应该及时进行压实度的监测,一般情况下需要控制压实度不低于90%。
(6)冷再生基层养生。在完成冷再生混合料的摊铺碾压之后,应当进行及时的养生,以确保乳化沥青的破乳以及再生层强度的形成。一般情况下,养生的时间在2-5天左右,在冷再生混合料的养生期间,应当及时的路面含水量进行试验检测,含水量低于2%以下时即可结束养生铺筑面层结构。在混合料的养生期间,如果出现了冷再生混合料局部的松散,可以采取按照0.2~0.4kg/m2用量喷洒乳化沥青进行处治,如果松散面积较大,则需要及时返工处理。
结语
沥青路面冷再生施工技术由于能够实现路面材料的重新利用,同时可以降低工程施工造价,因而在公路养护工程施工中的应用较为广泛。在冷再生工艺施工过程中,施工作业人员应该深入了解冷再生施工工艺管理关键,尤其是在材料质量、配比设计以及现场施工等几方面,严格按照技术标准要求进行管理,以提高沥青路面冷再生工程施工质量。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通运输部发布 《公路养护技术规范》北京:人民交通出版社,2009. JTG H10-2009.
[2]中华人民共和国交通部发布 《公路沥青路面设计规范》北京:人民交通出版社,2006. JTG D50-2006.
[3] 韩星雨,林晓光. 冷再生技术在高等级公路大修工程中的应用[J]. 中国西部科技. 2011(04)