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沥青就地冷再生技术在245省道大修中的应用与研究

2012-03-23张静

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:施工工艺

张静

摘要:本文通过沥青冷再生技术在245省道大修工程中的应用,结合施工特点,就施工中的准备工作、施工放样、再生拌和、整平、碾压、缺陷修补、施工缝处理、质量检验、养生等主要工序,简述了沥青路面就地冷再生施工方法。

关键词:路面大修;沥青冷再生;施工工艺

Abstract: this paper through the asphalt cool regenerated technology in 245 provincial road repair engineering application, combining the construction characteristics, in the construction of the preparation and construction lofting, renewable mixing, leveling, rolling and the defect repair, construction seam processing, quality inspection, health and other main process, this paper expounds the asphalt pavement construction method on-site cold regeneration.

Keywords: pavement overhaul; Asphalt cold regeneration; Construction technology

中图分类号:U416.217文献标识码:A 文章编号:

245省道为南北方向,2001年改建建成通车,是我县的一条主要交通通道。245省道东海段全长38KM,路面宽度12米,设计车速80km/h,随着近年来车流量明显增大,路面损毁较严重,严整制约了地方的经济发展,为此,公路管理部门决定对其进行全线大修。

245省道大修工程于2011年5月10日开始实施,采取全封闭施工交通管制措施。通过对原路面状况的调查、原路面材料的取样和试验、路面病害成因的分析,确定K22+240--K27+430路段适合沥青路面就地冷再生处治,并在此基础上加铺20cm水泥稳定碎石基层和5cm+4cm沥青混凝土面层。

1.旧沥青路面材料的性能

瀝青混凝土路面使用黏结力较强的沥青材料作为结合料,大大增强了矿料间的黏结力,提高了混合料的强度和稳定性。使路面的使用质量和耐久性得到提高。但沥青路面在车轮荷载作用下,承受着压应力、剪应力和拉应力等,同时沥青路面长期暴露于大自然,会受到各种自然因素如氧、阳光、温度、水、风等的作用,致使混合料中的沥青、骨料阶性能发生物理、化学变化,并最终表现为沥青混合料使用品质下降。沥青路面老化主要是沥青的老化和骨料的细化。沥青混凝土路面的损坏总体可分为两大类,一类为结构性损坏,包括路面结构整体或其中某一部分的破坏,使路面不能支承预定的荷载;另一类为功能性损坏,它可能不伴随结构性损坏而发生,但由于平整度和抗滑性能等的下降,使其不再具有预定的功能,从而影响了行车质量。

2.无机结合料稳定冷再生沥青混合料设计

冷再生沥青混合料因其中掺加了一定比例的旧料和再生剂--水泥,故其配比设计与普通的新拌沥青混合料有所不同,但其基本的设计思路仍与普通的沥青混合料设计相一致。 冷再生沥青混合料的配比设计首先要满足路用要求,要因地制宜、经济实用,同时要注意:①应具有抵抗施工过程中和自然因素引起老化的能力,具有较长的使用服务期;②应尽可能地利用旧料,提高旧料掺配率,从而有效地降低工程成本,产生显著的经济效益;③应考虑施工的方便性,易于生产、拌和以及摊铺压实。 3.施工前准备工作

3.1技术交底培训

开工前项目总工程师召集参加本工程的所有人员进行详细的技术交底,将该工程的施工方法、操作规程、技术要求、质量标准、安全注意事项进行认真的讲解和说明,使所有参加本分项工程的人员思想一致,目标统一,职责明确,分别把关,团结协作,形成合力。

3.2障碍物的清除

清扫施工段落,清除各类杂物,保证下承层的表面平整和整洁,使再生施工不间断地连续进行,从而保证路面结构的连续性。

3.3原路面处理

对原路面结构现场钻芯取样,进行观测,由四方(施工单位、监理、设计代表、业主)确认是否处理,若基层完好,则不予处理,若有松散等病害则进行处理。

3.4再生机组配备

对再生施工中所需要的所有机械设备进行全面的检查,确保各项性能完好。再生机组配备为:水车6台,进口维特根2500型大型冷再生机1台,成都工程机械厂185平地机1台,徐工XS-220型振动压路机4台,洛阳20t静碾压路机3台,神河自卸车6台,徐工50型装载机2台。

3.5设立工地试验室

选派具有合格资格的经验丰富的试验工程师负责试验室的工作,配备符合精度要求的试验仪器设备,用科学的数据指导施工。同时为正式开工做好各种试验准备工作。主要试验测量仪器配备为:全站仪2台,水准仪2台,钢尺2把,灌砂筒1套,脱模器1套,路强仪1台,压力机(2000kN)1台,灰剂量测定仪1套。

4、沥青路面就地冷再生施工方法

4.1准备工作

(1)向驻施工现场监理单位报送“冷再生底基层开工报告单”。经同意后方可进行冷再生底基层施工。

(2)在确定采用沥青路面就地冷再生处治后,首先铺筑试验路段,长度为300m,从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等方面进行检验,确定工艺参数。综合考虑施工季节、气候条件、再生作业段宽度、施工机械、运输车辆的效率和数量、操作熟练程度、水泥终凝时间等因素,综合确定每个作业段的长度。在施工起点处将各所需施工机具顺次首尾连接,连接相应管路。

(3)各种材料进场前,及早检查其规格和品质,不符合技术要求的不得进场,材料进场时,应检查其数量,并按施工平面图堆放,而且还应按规定项目对其抽样检查。其抽样检查结果,报驻地监理单位。特别注意3点:

①水泥:采用监理工程师认可的终凝时间在6 h以上425#水泥,实际采用的水泥终凝时间为7 .5min,以保证有充分的时间摊铺、整平、碾压。整个施工过程中,严格控制水泥稳定粒料的配合比,工地实际采用水泥剂量可比室内试验室确定的剂量增加0.5%。

②碎石:洁净、干净,并具有足够的强度和耐磨耗性,不得含有软质和其他杂质,颗粒级配组成应符合设计及规范要求。

③水:洁净、不含有害物质,未经监理工程师批准的水源不得使用。饮用水可直接作为拌和用水。

4.2施工放样

恢复中心线及边线,中心线及边线一侧按路面设计图每10 m设标桩,在标桩上划出冷再生底基层设计高和松铺厚度,松铺厚度=压实厚度×松铺系数。这样做是为了使基层的高度,厚度和平整度达到质量标准。

4.3再生拌和

(1)局部铣刨,对由于车辙、拥包等造成的路面纵、横向较大变形进行局部铣刨,以保证再生层厚度均匀。

(2)准备外掺剂,按照生产配合比计算出每延米需要添加水泥量,添加10mm-30mm碎石400m。

(3)摊铺新集料:为了使新添集料摊铺均匀,10mm~30mm碎石在施工段确定后进行网格化摊铺,然后用平地机摊平。施工段落按路线前进方向每延米为一格打灰线。

(4)摊铺水泥:人工用平耙、并用扫帚扫平使水泥与集料均匀结合,使强度符合规范与设计要求。

(5)拌和:采用冷再生机按预定厚度破碎,经过对拌和后的混合料进行筛分试验确定前进速度按照12 m/min控制,转速按照2 200 rad控制。拌和时搭接宽度为20 cm,考虑到水泥的初凝时间,以及各道工序的衔接问题,以50 m施工长度为限。

拌和同时电控加水,水车挂空档依靠冷再生机顶推行驶,水车向冷再生机加水,其余2~3辆洒水车跟随保证拌和用水,为了弥补施工中水分的损失,确定加水比例比最佳含水量略高0.5%--1%。

4.4整平

当冷再生机作业至施工长度时(50 m),采用50 t振动压路机(不开振)对刚拌和后的混合料进行稳压,碾压速度3 km/h,碾压2遍。碾压顺序由外向内,由低到高(碾压时错轮为1/3轮宽)。接着采用185平地机进行整平,为了严格控制标高,采用挂线法进行整平,工程技术员检测拌和后的顶面高程,以10 m为一段在距中桩1.5m处、7.5m处、和10m处进行高程检测,测出实际高程与设计高程的差距,用白灰标出需要刮平或填补的数值,平地机司机从外侧起向内侧按照标出的数值进行整平,直至表面平整无松散。

对局部低洼处,应用齿耙将其表层5 cm耙松,并用新拌混合料进行找补、整平、严禁用贴“薄饼”的方法找平。

4.5通过现场检测压实度和平整度、外观总结出碾压工序:

初压:整平后采用50 t以上振动压路机开强振进行振动碾压2遍,碾压速度2.0 km/h~2.5 km/h,错轮为1,3轮宽。

复压:采用三轮压路机碾压2遍,碾压速度2.0km/h~2.5km/h,错轮为1/3轮宽,碾压后用灌砂法检测压实度,若达不到97%,增加碾压,直至全部符合设计要求。

终压:用振动压路机快速收光1~2遍,错轮为1,2轮宽,使表面平整定型。压路机在碾压过程匀速行驶。

在碾压过程中基层表面应始终保持潮湿,如表层水蒸发较快,应及时补洒少量的水。如在碾压过程中有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和(加适量的水泥),或用其他方法处理,使其达到质量要求。

4.6摊铺和碾压现场设专人检验,修补缺陷

①要有测量员盯现场,不断检测拌和和碾压后的标高,及时纠正施工中的偏差;②挖除含水量超限点,并换填合格材料;③用拌和好的水泥石屑对表面偏粗的部位进行精心找补;④对由于再生机停顿和碾压推移产生的拥包、拥坎,用铁锹人工铲除;⑤用3m直尺逐段丈量平整度,发现异常马上处理。

快速检测压实度,压实不足尽快补压。压实度控制时一定要留有余地,尽量多压1~2遍,自检时压实度按提高一个百分点掌握。4.7横缝的处理

用人工将末端混合料整型,横缝必须垂直整齐,紧靠混合料放两根方木,方木的高度应与混合料的压实厚度相同,整平紧靠方木的混合料。

方木加一侧用砂砾或碎石回填约3 cm长,其高度略高出方木几厘米。将混合料碾压密实,第二天重新拌和之前,将砂砾和方木除去将下承层顶面清扫干净后。

也可将在前面一段(约2 m~3 m)不进行碾压,继续施工时,剔除未经压实的混合料,并将已碾压密实且高程和平整符合要求的末段挖成一横向(与中心线垂直)的垂直向下的断面,然后再拌和新的混合料。

4.8纵缝处理

纵缝必须垂直相接,严禁斜接。在前一幅拌和时,在靠后一幅的一侧用方木或钢模板做支撑,基础高度应与混合料压实厚度相同。在拌和另一幅之前,拆除支撑,继续拌和混合料,整型、碾压。

4.9质量检验

各项指标的检验应在24 h内完成,首先表面应均匀无松散等现象(最好跟踪检验)。各项质量指标应满足标准要求,它不仅影响对该层的质量评定,同时也会对沥青表面层质量的经济效益产生较大的影响。压实度、强度不合格的坚决予以返工处理。平整度指标必须在做封层之前,会同驻地监理逐段进行检测。

为检验冷再生底基层的整体性,要求龄期满足7~10天时进行钻芯检验,若路面钻取不出完整的芯件,则应指出不合格底基层的界限并进行返工处理。

要求在沥青面层施工前,对再生层的标高逐段进行复测,凡标高高出的部分,必须用铣刨机刨除。

4.10养生

养生是再生层非常重要的一道工序,它直接影响再生层的成型强度和表观质量。

碾压检测合格后立即开始洒水进行养生,养生期内杜绝洒水车以外的任何车辆进入,养生期不少于7d,要使冷再生层表面始终保持湿润,做到每天及时洒水,专人看管,确保再生层不因养生不当产生损坏。

养生期结束,即可进行基层的施工,如不立即铺筑基层,则应延长养生期,不宜使冷再生底基层长期暴晒而开裂。

5. 就地沥青冷再生技术的优点

①采用沥青路面就地冷再生技术,能够节约大量砂石材料的用量,节省了道路养护和维修费用;②降低沥青消耗,节约石油资源,保护环境;③显著改善原有路面的结构承载能力,改善路面行使质量,延长路面寿命;④减少了运输成本,降低工程造价;⑤沥青冷再生技术采用的筑路机械具有封闭式自动控制添加系统,可以实现合理配比、防止粉尘飞扬,有利于文明施工。

6.结束语

综上所述,沥青路面就地冷再生技术在245省道的应用,取得了可观的经济效益和显著的社会效益。与传统筑路方法相比,“就地冷再生技术”可缩短工期、提高作业效率,完全利用废旧材料,大大节省施工成本,对交通的干扰最小。冷再生新技术为旧路更新改造探索了新途径,积累了新经验。

[1]辽宁省交通厅公路公路局--《沥青路面水泥稳定就地再生基层设计施工技术指南》

[2]宋力和. 就地冷再生技术在旧路改造中的应用[D]. 大連:大连理工大学,2006

[3] JTJ059-95. 公路路基路面现场检测规程[S]

[4] JTJ073.2-2001. 公路沥青路面养护技术规范[S]

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