闡述瀝青路面基層冷再生技術(shù)
2015-07-15
1.引言
現(xiàn)代城市市政道路瀝青路面基層冷再生技術(shù)就是利用舊路現(xiàn)有資源，加入部分新的混合骨料和穩(wěn)定劑，在自然環(huán)境下利用冷再生拌和設(shè)備對舊瀝青路面進(jìn)行再生，形成滿足路面強(qiáng)度等指標(biāo)要求的新型柔性路面基層。
2.冷再生的適用范圍和優(yōu)點(diǎn)
路面基層冷再生的工作原理，就是在原有舊路的基礎(chǔ)上，按設(shè)計的要求，加入水泥、水等外加材料，利用冷再生設(shè)備，就地完成對舊路的破碎、添加料、拌和、攤鋪、整平與碾壓、養(yǎng)生，使其強(qiáng)度達(dá)到路基結(jié)構(gòu)層技術(shù)要求。
現(xiàn)場冷再生可以用來修復(fù)原有路面的車轍、養(yǎng)護(hù)時的補(bǔ)丁以及荷載導(dǎo)致的路面塊狀開裂等。在對瀝青路面進(jìn)行現(xiàn)場的冷再生施工過程中，主要是把原來道路上的面層以及基層等通過施工改造變成新道路上的基層，這就導(dǎo)致在鋪筑新道路的面層時需要以該標(biāo)高為基礎(chǔ)進(jìn)行施工，不過由于在道路改造時依照的標(biāo)準(zhǔn)相對來說比較高，很多時候直接把再生層當(dāng)作底基層使用，而且與此同時還需要在底基層的基礎(chǔ)上繼續(xù)鋪筑一些半剛性的基層材料，導(dǎo)致道路改造后路面的標(biāo)高要比原來道路的標(biāo)高大出很多，而且還會造成沿路設(shè)置的構(gòu)造物在設(shè)計路面改造時會隨著新路面的標(biāo)高發(fā)生變化。不過，跟傳統(tǒng)的改造方式相對比，現(xiàn)在對道路進(jìn)行改造的過程中還是具有優(yōu)勢之處的，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：
2.1工序相對來說比較簡單
在改造過程中，直接將原有路面的所有建造材料進(jìn)行就地再利用，減少了材料的加工和外運(yùn)、省略了挖掘項目以及回填等工作，這就使得改造道路的工序相對于以往簡化很多。
2.2成本相對來說比較低廉
在改造過程中，由于將原有路面的所有材料進(jìn)行了再利用，成本可以根據(jù)再生層的厚度相應(yīng)的降低 20%～40%，而且再生層的厚度越深，能夠減少的成本費(fèi)用就越多。
2.3施工過程中生產(chǎn)效率明顯提高
由于現(xiàn)場冷再生是在平常的溫度以及氣候等條件下進(jìn)行施工的，所以對于一些比較嚴(yán)重的坑槽需要進(jìn)行預(yù)處理之外，不需要再對其他的路面進(jìn)行任何處理。而且現(xiàn)場冷再生能夠確保一次性通過，施工時間被充分利用，這就在整個施工過程中將生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。
2.4有利于環(huán)境和資源的保護(hù)等
由于整個道路改造過程中不需要再繼續(xù)開采新的建筑材料，也不會出現(xiàn)舊料廢料的運(yùn)輸以及棄堆等問題，所以這就保證了整個施工過程不存在粉塵以及廢氣等造成的污染現(xiàn)象，并且合理的節(jié)約資源，保護(hù)大氣生態(tài)環(huán)境。
2.5施工過程中不必中斷交通
由于現(xiàn)場冷再生過程中工序非常簡單，使用的機(jī)械設(shè)施也恨少，所以造成的交通干擾很小。因此如果道路的交通量不大，完全可以利用半幅通車半幅施工的方式，既能保證交通的正常運(yùn)輸，又能繼續(xù)進(jìn)行道路的改造施工。
3.工程概況
某改造工程路線長 7.5km。本項目的路面結(jié)構(gòu)中下面層采用瀝青冷再生技術(shù)。路面結(jié)構(gòu)為：8cmAC-16C 細(xì)粒式改性瀝青混凝土面層、20cm 水穩(wěn)基層、20cm 冷再生。
4.施工準(zhǔn)備
4.1對舊路的具體結(jié)構(gòu)狀況等進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查瀝青混凝土舊路路面可以說是一種半剛性的結(jié)構(gòu)，其冷再生過程主要是通過破碎舊路瀝青混凝土然后再加入適量的水泥進(jìn)行均勻拌和之后，再利用碾壓的方式最終獲得，碾壓之前要確保其處于最佳含水量狀態(tài)。
?。?）檢測舊路的彎沉狀況。在車道每隔1km的位置平均檢測40～50個點(diǎn)，對舊路的承載負(fù)荷能力進(jìn)行詳細(xì)的測試和記錄。
?。?）檢測舊路瀝青層、基層以及基層材料等的厚度。通過對舊路上的所有的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行現(xiàn)場的冷再生之后，將其破碎之后取樣測量，研究其具體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等；通過在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行級配試驗(yàn)以及配合比試驗(yàn)等，確定點(diǎn)頻率為每 1km 設(shè)3 個點(diǎn)，然后根據(jù)不同配合比情況下，測試其最大的干密度以及最佳的含水量等指標(biāo)。
?。?）分析舊路結(jié)構(gòu)材料的土質(zhì)，然后確定添加劑，使用強(qiáng)度等級為 32.5 級的硅酸鹽水泥。
4.2機(jī)具的準(zhǔn)備工作
在施工之前，需要確保所有的設(shè)備機(jī)具就位并且能夠正常投入使用，主要的施工機(jī)具有：冷再生機(jī)、三輪壓路機(jī)、振動壓路機(jī)、水泥運(yùn)送車、灑水機(jī)以及平地機(jī)等。
4.3使用材料的具體要求
?。?）在把舊路路面的混凝土面層破碎之后，得到的混合料當(dāng)作現(xiàn)場冷再生結(jié)構(gòu)使用的骨料以及填充材料等，如果骨料大于 5mm，則需要保證其質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 40%～75%之間，如果沒有達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)則需要繼續(xù)增加骨料或者增加填充材料等。
（2）使用 32.5 級的硅酸鹽水泥，確保其初凝時間在 4h以上。
?。?）施工過程中使用的水必須不含任何有害物質(zhì)，或者可以直接使用飲用水。
4.4級配以及配合比的具體規(guī)定
?。?）確定選取混合料之后，需要經(jīng)由實(shí)驗(yàn)工作人員進(jìn)行編號篩選區(qū)分，然后確定其實(shí)際級配。
（2）抗壓強(qiáng)度的確定：根據(jù)確定好的級配需要對每一個編號的混合料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試配，最終獲得三種水泥含量下的試塊的最大干密度的具體值，確定其最佳含水量的具體值，而且需要根據(jù)相關(guān)的溫度規(guī)范，對試塊進(jìn)行保濕 6d 左右，然后在水里浸泡 24h 之后，按照相關(guān)規(guī)程對試塊實(shí)行抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)，在取得了 7d 后的抗壓強(qiáng)度值后，按照最終結(jié)果確定水泥量的實(shí)際添加分量。
5.冷再生的具體施工技術(shù)
目前在進(jìn)行路面冷再生的過程中，水泥是一種最常見的添加料，通常水泥的實(shí)際使用量控制在 3%～5%之間?？梢哉f冷再生目前還是一種比較新的施工工藝技術(shù)，目前積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)較少，因此為了保證施工過程中的質(zhì)量，需要在初期對 300m 路段進(jìn)行試驗(yàn)，篩分舊路的材料等，進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，將各項質(zhì)量指標(biāo)確定出來，最后再對主要的施工技術(shù)進(jìn)行如下設(shè)計： 5.1將舊路面進(jìn)行破碎后拌和
在該施工過程中主要采用的是 Wirtgen2500 冷拌再生機(jī)，其最大的工作寬度可以達(dá)到 300cm，最大的拌和深度可以達(dá)到 40cm，可以長時間的進(jìn)行連續(xù)拌和工作，生產(chǎn)率相對較高，而且在控制鋪筑路面厚度時具有很高的精確度。在確定了工作深度之后，可以利用控制系統(tǒng)以及傳感器等將切削深度確定，進(jìn)而得到更加確切的冷再生的厚度；施工過程中可以采取半封閉方式，避免將交通中斷，確保施工過程中的安全度。
5.2對路面混合料的具體分析過程
在對混合料分析時主要包括確定篩分舊料的結(jié)果、粒料的最大干密度的值以及拌合料的最佳含水量的值等，還要確定作業(yè)路段的長度。實(shí)驗(yàn)室工作人員需要在作業(yè)現(xiàn)場均衡取料研究，仔細(xì)篩分拌合料，再進(jìn)行多次的擊實(shí)試驗(yàn)之后，確定最大干密度的值為 2.25g/cm3，最佳含水量的值為 7.5%，松鋪過程中的厚度要在 1.35 左右。然后利用冷再生的延遲進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，得出延遲時間是 4h。在施工過程中，從開始添加水泥拌和到完成碾壓之后的時間要嚴(yán)格控制在 4h 以內(nèi)，確定出合理的作業(yè)路段長度是 200m。
5.3破碎后對舊路的整形工作
在拌和工作完成之后，首先需要用平地機(jī)將路面進(jìn)行初步的整平，然后再利用震動壓路機(jī)進(jìn)行二遍的碾壓，測量工作人員需要在每隔 10m 的位置進(jìn)行高程的測量，然后找出基準(zhǔn)點(diǎn)，在兩個相鄰的基準(zhǔn)點(diǎn)上用石灰進(jìn)行相連，如果高程沒有達(dá)到要求需要用平地機(jī)進(jìn)行平整。該工序的主要目的就是確保路面的平整程度。
5.4施工技術(shù)以及施工過程中需要注意的事項
在水泥攤鋪的過程中可以利用方格網(wǎng)的方法進(jìn)行，將水泥的劑量控制在 4%左右，具體使用量為 25t/1，000m。操作步驟為按照冷再生層的具體寬度，將水泥的擺放行數(shù)以及間隔距離等確定出來，然后劃出相應(yīng)的方格網(wǎng)，最后將水泥進(jìn)行均勻攤鋪。
（1）碾壓組合的確定：在碾壓過程中需要根據(jù)先輕后重，由慢到快的遠(yuǎn)策進(jìn)行，初步可以使用 YZ18 振動壓路機(jī)將路面進(jìn)行一遍穩(wěn)壓，再利用該振動機(jī)連續(xù)碾壓四遍到五遍，靜壓時可以用三輪壓路機(jī)進(jìn)行，兩遍即可，最后再用 20t 胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，兩遍即可。在碾壓的過程中需要時刻之一錯軸的寬度，碾壓時需要從路邊向路中心進(jìn)行依次碾壓，在完成終壓之后要保證冷再生層是平整的而且是光滑的，確保再生層表面有漿水滲出來，而且要把終壓完成的時間盡量控制在水泥完成終凝的時間里。在完成碾壓之后需要利用灌砂法對碾壓的壓實(shí)度進(jìn)行測量，確保壓實(shí)度能夠達(dá)到設(shè)計的要求以及相關(guān)的規(guī)范。
（2）合理控制施工的時間：在施工時，需要將冷再生機(jī)的平均速度變化控制在每分鐘 6m 內(nèi)，而且要盡量避免出現(xiàn)無故停機(jī)的現(xiàn)象，保證每一個路段作業(yè)時間控制在 4.5h 里。
?。?）合理養(yǎng)生：在將路面碾壓完成四個小時之后，需要利用潮濕的帆布或者其他材料將路面覆蓋進(jìn)行合理養(yǎng)生。在這個過程中，都要保證覆蓋材料的超市度，還可以通過在冷再生層上直接灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
該工程采用直接撒鋪水泥之前，應(yīng)先對老路進(jìn)行施工全路段取芯詳細(xì)檢查，以便對老路的歷史情況有個具體的了解。然后針對不同路段具體情況，有針對性的添加集料或不添加集料，使再生后的路基級配和強(qiáng)度符合無機(jī)集合料的基層要求。冷再生用水泥建議使用普通硅酸鹽 32.5 級水泥，養(yǎng)護(hù)期通常為 7d 以上。通過擊實(shí)試驗(yàn)確定現(xiàn)場混合料的干密度在2.07g/cm3～2.15g/cm3之間，水泥計量控制在 4.5%～5%之間，現(xiàn)場通過方格網(wǎng)劃分來標(biāo)定水泥用量，方格網(wǎng)尺寸為60cm×140cm，深 22cm 水泥用量 50kg，由于本工程不同路段結(jié)構(gòu)層也不一樣。因此，壓實(shí)度采用點(diǎn)對點(diǎn)的壓實(shí)度計算值，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)最大干密度和最佳含水量，通過冷再生的延遲時間對強(qiáng)度的影響試驗(yàn)，確定延遲時間為 4h 嚴(yán)格控制從加水泥開始拌和到碾壓完成時間在 4h 內(nèi)完成。
6.結(jié)語
綜上所述，冷再生作為一種新興的施工技術(shù)，在我國公路事業(yè)飛速發(fā)展的今天，將會以其獨(dú)特的施工工藝、特點(diǎn)、牢固立足于公路施工工藝的競爭行列之中。與傳統(tǒng)筑路方法相比，就地冷再生技術(shù)可縮短工期、提高作業(yè)效率，完全利用廢舊材料，大大節(jié)省施工成本，對交通的干擾最小，該工程冷再生新技術(shù)為舊路更新改造探索了新途徑，積累了新經(jīng)驗(yàn)。
