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【摘要】本文对沥青路面就地连续冷再生施工技术,从工艺原理到质量控制,详细叙述了此种技术在高速公路路面养护工作中的施工要点及应用价值,具有指导及实际操作性。
【关键词】就地冷再生;质量控制;路面养护
1.简述
沥青路面就地冷再生技术就是利用现有路面现有旧材料(面层或部分基层),根据设计级配是否加入部分新骨料,并按一定比例加入一定量的再生剂(乳化沥青、泡沫沥青)或化学稳定剂(水泥、粉煤灰或石灰等)和添加剂,在自然环境温度下完成乳化沥青和水的喷洒、旧路的的铣刨及拌和,再生料的提升、摊铺及碾压成型的连续作业过程。就地冷再生技术与传统的沥青路面养护方式相比,能够节约原材料,提高道路等级,缩短工期,对交通影响小,节省养护资金,同时循环利用废料、保护环境,能彻底消除原面层的拥抱、车辙、裂缝和松散等病害,还可以对基层病害进行适当处理。
2.工艺原理
通过“沥青冷再生就地拌和列车”实现对路面铣刨产生的回收沥青路面材料(RAP)的连续收集、分选、再生和输送,直接进入摊铺机进行摊铺。与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线,提高了工作效率,保证了工作质量。
3. 材料要求
3.1乳化沥青:材料性能应满足乳化沥青冷再生施工规范质量要求。
3.2水泥、石灰、矿粉、集料:质量应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40)的要求。
3.3水:制作乳化沥青用水,以及冷再生用水宜为可饮用水,使用其他水时,应经试验证明不影响产品和工程质量。
4.施工工艺流程及操作要点
4.1工艺流程:施工准备→路面铣刨→RAP再生→摊铺→碾压→养生→检查验收。
4.2操作要点
4.2.1施工准备施工准备
4.2.1 RAP再生结合料已经选定,配合比已经监理批准。
4.2.2 铺筑试验路段,长度不宜小于200m。从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等方面进行检验,确定工艺参数和设备配制。
4.2.3 清除原路面上的杂物,根据再生厚度、宽度、干密度等计算每平方米新集料、水泥等用量。
4.2.4 根据道路现状,冷再生就地拌和列车工作宽度,测定并标志再生作业宽度和作业导向线。
4.2.5 综合考虑施工季节、气候条件、再生作业段宽度、施工机械和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。
4.3路面铣刨
4.3.1 启动施工设备,按照设定再生深度对路面进行铣刨,铣刨产生的回收沥青路面材料(RAP)均匀地堆放在铣刨过的路面上。
4.3.2 铣刨深度应均匀,当铣刨深度要求变化时,应缓慢渐变。铣刨面的粗糙度应符合施工方案要求。
4.3.3单幅铣刨至一个作业段终点后,应等待冷再生就地拌和列车作业完成,并倒回施工起点,再进行第二幅施工,直至完成全幅作业面的再生。
4.4 RAP再生
4.4.1在施工起点处将冷再生就地拌和列车、摊铺机机械、压路机等施工机具顺次首尾排列,水罐车、乳化沥青罐车(使用泡沫沥青时为热沥青罐车)准备就绪。沥青路面就地连续冷再生施工机械连动平面布置见图1。
图1 沥青路面就地连续冷再生施工机械连动平面布置
4.4.2启动冷再生就地拌和列车,将拾料机对准再生作业面收集铣刨产生的RAP,经冷再生就地拌和列车按设计要求对RAP分选、再生后,将再生混合料送至摊铺机机或铣刨过的路面上(平地机进行摊铺时)。冷再生就地拌和列车必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业,不得随意变更速度或者中途停顿,再生施工速度宜为4~l0m/min,并注意与摊铺机械速度的配合。
4.4.3单幅再生至一个作业段终点后,将冷再生就地拌和列车、摊铺机机械、压路机等机械倒至施工起点,进行第二幅施工,直至完成全幅作业面的再生。
4.4.4纵向接缝的位置应避开快、慢车道上车辆行驶的轮迹。纵向接缝处相邻两幅作业面间的重叠量不宜小于100mm。
4.5摊铺
4.5.1每层摊铺厚度由试验段确定:再生结合料使用乳化沥青、泡沫沥青时取100~200mm;再生结合料使用水泥、石灰时取200~300mm。
4.5.2摊铺出的混合料不能出现明显离析、波浪、裂缝、拖痕。
4.5.3采用摊铺机时,摊铺机必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺,不得随意变换速度或者中途停顿。摊铺速度宜控制在2~4m/min范围内。当发现摊铺后的混合料出现明显离析、波浪、裂缝、拖痕时应分析原因,予以消除。
4.5.4使用平地机进行摊铺时,应符合下列规定:
⑴用轻型钢轮压路机紧跟再生机组初压2~3遍;⑵完成一个作业段的初压后,用平地机整平;⑶再次用轻型钢轮压路机在初平的路段碾压l遍,对发现的局部轮迹、凹陷进行人工修补;⑷用平地机整形,达到规定的坡度和路拱,整形后的再生层表面应无明显的再生机公路沥青路面再生技术规范(JTG F41-2008)轮迹和集料离析现象。
4.6碾压
4.6.1根据再生层厚度、压实度等的要求,按照试验段确定的压实工艺进行碾压,保证压实后的再生层符合压实度和平整度的要求。
4.6.2沥青路面就地连续冷再生施工必须采用流水作业法,使各工序紧密衔接,尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。
4.6.3直线和不设超高的平曲线段,应由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段,应由内侧路肩向外侧路肩碾压。
4.6.4 压路机应以慢而均匀的速度碾压,初压速度宜为1.5~3 km/h,复压和终压速度宜为2~4km/h。
4.6.5初压时混合料的含水率应比最佳含水率大l%~2%。碾压过程中,再生层表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时洒水。
4.6.4碾压过程中出现弹簧、松散、起皮等现象时,应及时翻开重新拌和,使其达到质量要求。
4.6.5可在碾压结束前用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱和超高符合设计要求。
4.6.6严禁压路机在刚完成碾压或正在碾压的路段上掉头、急刹车及停放。
4.7养生
4.7.1使用乳化沥青、泡沫沥青的就地冷再生,冷再生层在加铺上层结构前必须进行养生,养生时间不宜少于7d。养生方法如下:
⑴在封闭交通的情况下養生时,可进行自然养生,一般无需采取措施。⑵在开放交通的条件下养生时,再生层在完成压实至少1d后方可开放交通,但应严格限制重型车辆通行,行车速度应控制在40km/h以内,并严禁车辆在再生层上掉头和急刹车。⑶养生完成后,在铺筑上层沥青层前应喷洒黏层。
4.7.2使用无机结合料的全深式就地冷再生,养生应满足下列要求:
⑴碾压完成并经过压实度检查合格后的路段,应立即进行养生。养生可采用湿砂、覆盖、乳化沥青、洒水等方法。
⑵养生时间不宜少于7d,整个养生期内再生层表面应保持潮湿状态。养生期内禁止除洒水车辆以外的其他车辆通行。
⑶后续施工前应将再生层清扫干净。如果再生层上为无机结合料稳定材料层,应洒少量水湿润表面;如果其上为沥青层,应立即实施透层和封层;如果其上是水泥混凝土层,应尽快铺设,避免再生层暴晒开裂。
5. 质量控制
5.1 质量控制标准
5.1.1 沥青路面就地连续冷再生施工质量遵照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)相关规定。
6. 环保措施
6.1对细集料应采取严密覆盖,防止粉尘飞扬,保护周围环境。
6.2拌和设备的除尘设备要符合环保要求。
6.3现场存放的乳化沥青、泡沫沥青和油料的库房,必须进行防渗处理,对废油、废料要采取隔离措施,防止污染地下水。
6.4施工临时道路定期维护,每天施工时要洒水,防止扬尘。
6.5施工现场的RAP垃圾严禁乱弃,应运回后场集中处理
7. 效益分析
7.1社会效益:通过路面再生,可以使沥青路面维修产生的回收沥青路面材料(RAP)得到重复使用,既可节省大量材料资源和资金,也可避免环境污染,实现循环经济发展模式和可持续发展,符合建筑节能、建设资源节约型、环境友好型社会的要求。
由于沥青路面就地连续冷再生施工是机械化连动作业,人为干扰因素少,路面维修质量有保证。
7.2经济效益:回收沥青路面材料(RAP)得到重复使用,可以节约路面维修的材料成本10~30%。通过“沥青冷再生就地拌和列车”与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线,可以比常规施工提高工作效率10~20%。
实现对路面铣刨产生的回收沥青路面材料(RAP)的连續收集、分选、再生和输送,直接进入摊铺机进行摊铺。与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线,提高了工作效率,保证了工作质量。
8. 省内已完成乳化沥青冷再生试验段的后期评价
(1)2008年10月和2010年8月分别在连霍高速三门峡段、京港澳高速安新段成功的实施了路面冷再生施工,各项试验数据符合冷再生施工规范要求,截至目前使用状况良好,达到了环保、节能的目的,得到了省厅、省公司领导的好评。
(2)2009年2月在上街冷再生设备研发基地开始研发就地场拌乳化沥青冷再生列车,截至2009年8月研发成功,并在上街召开设备演示会,成功的实施了乳化沥青冷再生现场拌和、摊铺、碾压。通过试验各项技术标准符合规范要求,我公司不仅掌握了先进的乳化沥青冷再生施工技术,在移动拌和设备研发又有了新的突破,该设备申请了多个实用型专利,使得我公司在该项技术领域中在名列前茅。
9.结论
沥青路面就地连续冷再生施工施工技术相对传统方式处治路面病害的铣刨罩面施工方法,具有交通封闭时间短、对周边环境污染低、费用低、节省养护资金。因此,沥青路面就地连续冷再生技术的应用是落实节能减排、低碳环保的一项重要举措,值得大力推广。
【关键词】就地冷再生;质量控制;路面养护
1.简述
沥青路面就地冷再生技术就是利用现有路面现有旧材料(面层或部分基层),根据设计级配是否加入部分新骨料,并按一定比例加入一定量的再生剂(乳化沥青、泡沫沥青)或化学稳定剂(水泥、粉煤灰或石灰等)和添加剂,在自然环境温度下完成乳化沥青和水的喷洒、旧路的的铣刨及拌和,再生料的提升、摊铺及碾压成型的连续作业过程。就地冷再生技术与传统的沥青路面养护方式相比,能够节约原材料,提高道路等级,缩短工期,对交通影响小,节省养护资金,同时循环利用废料、保护环境,能彻底消除原面层的拥抱、车辙、裂缝和松散等病害,还可以对基层病害进行适当处理。
2.工艺原理
通过“沥青冷再生就地拌和列车”实现对路面铣刨产生的回收沥青路面材料(RAP)的连续收集、分选、再生和输送,直接进入摊铺机进行摊铺。与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线,提高了工作效率,保证了工作质量。
3. 材料要求
3.1乳化沥青:材料性能应满足乳化沥青冷再生施工规范质量要求。
3.2水泥、石灰、矿粉、集料:质量应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40)的要求。
3.3水:制作乳化沥青用水,以及冷再生用水宜为可饮用水,使用其他水时,应经试验证明不影响产品和工程质量。
4.施工工艺流程及操作要点
4.1工艺流程:施工准备→路面铣刨→RAP再生→摊铺→碾压→养生→检查验收。
4.2操作要点
4.2.1施工准备施工准备
4.2.1 RAP再生结合料已经选定,配合比已经监理批准。
4.2.2 铺筑试验路段,长度不宜小于200m。从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等方面进行检验,确定工艺参数和设备配制。
4.2.3 清除原路面上的杂物,根据再生厚度、宽度、干密度等计算每平方米新集料、水泥等用量。
4.2.4 根据道路现状,冷再生就地拌和列车工作宽度,测定并标志再生作业宽度和作业导向线。
4.2.5 综合考虑施工季节、气候条件、再生作业段宽度、施工机械和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。
4.3路面铣刨
4.3.1 启动施工设备,按照设定再生深度对路面进行铣刨,铣刨产生的回收沥青路面材料(RAP)均匀地堆放在铣刨过的路面上。
4.3.2 铣刨深度应均匀,当铣刨深度要求变化时,应缓慢渐变。铣刨面的粗糙度应符合施工方案要求。
4.3.3单幅铣刨至一个作业段终点后,应等待冷再生就地拌和列车作业完成,并倒回施工起点,再进行第二幅施工,直至完成全幅作业面的再生。
4.4 RAP再生
4.4.1在施工起点处将冷再生就地拌和列车、摊铺机机械、压路机等施工机具顺次首尾排列,水罐车、乳化沥青罐车(使用泡沫沥青时为热沥青罐车)准备就绪。沥青路面就地连续冷再生施工机械连动平面布置见图1。
图1 沥青路面就地连续冷再生施工机械连动平面布置
4.4.2启动冷再生就地拌和列车,将拾料机对准再生作业面收集铣刨产生的RAP,经冷再生就地拌和列车按设计要求对RAP分选、再生后,将再生混合料送至摊铺机机或铣刨过的路面上(平地机进行摊铺时)。冷再生就地拌和列车必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业,不得随意变更速度或者中途停顿,再生施工速度宜为4~l0m/min,并注意与摊铺机械速度的配合。
4.4.3单幅再生至一个作业段终点后,将冷再生就地拌和列车、摊铺机机械、压路机等机械倒至施工起点,进行第二幅施工,直至完成全幅作业面的再生。
4.4.4纵向接缝的位置应避开快、慢车道上车辆行驶的轮迹。纵向接缝处相邻两幅作业面间的重叠量不宜小于100mm。
4.5摊铺
4.5.1每层摊铺厚度由试验段确定:再生结合料使用乳化沥青、泡沫沥青时取100~200mm;再生结合料使用水泥、石灰时取200~300mm。
4.5.2摊铺出的混合料不能出现明显离析、波浪、裂缝、拖痕。
4.5.3采用摊铺机时,摊铺机必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺,不得随意变换速度或者中途停顿。摊铺速度宜控制在2~4m/min范围内。当发现摊铺后的混合料出现明显离析、波浪、裂缝、拖痕时应分析原因,予以消除。
4.5.4使用平地机进行摊铺时,应符合下列规定:
⑴用轻型钢轮压路机紧跟再生机组初压2~3遍;⑵完成一个作业段的初压后,用平地机整平;⑶再次用轻型钢轮压路机在初平的路段碾压l遍,对发现的局部轮迹、凹陷进行人工修补;⑷用平地机整形,达到规定的坡度和路拱,整形后的再生层表面应无明显的再生机公路沥青路面再生技术规范(JTG F41-2008)轮迹和集料离析现象。
4.6碾压
4.6.1根据再生层厚度、压实度等的要求,按照试验段确定的压实工艺进行碾压,保证压实后的再生层符合压实度和平整度的要求。
4.6.2沥青路面就地连续冷再生施工必须采用流水作业法,使各工序紧密衔接,尽量缩短从拌和到完成碾压之间的延迟时间。
4.6.3直线和不设超高的平曲线段,应由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段,应由内侧路肩向外侧路肩碾压。
4.6.4 压路机应以慢而均匀的速度碾压,初压速度宜为1.5~3 km/h,复压和终压速度宜为2~4km/h。
4.6.5初压时混合料的含水率应比最佳含水率大l%~2%。碾压过程中,再生层表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时洒水。
4.6.4碾压过程中出现弹簧、松散、起皮等现象时,应及时翻开重新拌和,使其达到质量要求。
4.6.5可在碾压结束前用平地机再终平一次,使其纵向顺适,路拱和超高符合设计要求。
4.6.6严禁压路机在刚完成碾压或正在碾压的路段上掉头、急刹车及停放。
4.7养生
4.7.1使用乳化沥青、泡沫沥青的就地冷再生,冷再生层在加铺上层结构前必须进行养生,养生时间不宜少于7d。养生方法如下:
⑴在封闭交通的情况下養生时,可进行自然养生,一般无需采取措施。⑵在开放交通的条件下养生时,再生层在完成压实至少1d后方可开放交通,但应严格限制重型车辆通行,行车速度应控制在40km/h以内,并严禁车辆在再生层上掉头和急刹车。⑶养生完成后,在铺筑上层沥青层前应喷洒黏层。
4.7.2使用无机结合料的全深式就地冷再生,养生应满足下列要求:
⑴碾压完成并经过压实度检查合格后的路段,应立即进行养生。养生可采用湿砂、覆盖、乳化沥青、洒水等方法。
⑵养生时间不宜少于7d,整个养生期内再生层表面应保持潮湿状态。养生期内禁止除洒水车辆以外的其他车辆通行。
⑶后续施工前应将再生层清扫干净。如果再生层上为无机结合料稳定材料层,应洒少量水湿润表面;如果其上为沥青层,应立即实施透层和封层;如果其上是水泥混凝土层,应尽快铺设,避免再生层暴晒开裂。
5. 质量控制
5.1 质量控制标准
5.1.1 沥青路面就地连续冷再生施工质量遵照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)相关规定。
6. 环保措施
6.1对细集料应采取严密覆盖,防止粉尘飞扬,保护周围环境。
6.2拌和设备的除尘设备要符合环保要求。
6.3现场存放的乳化沥青、泡沫沥青和油料的库房,必须进行防渗处理,对废油、废料要采取隔离措施,防止污染地下水。
6.4施工临时道路定期维护,每天施工时要洒水,防止扬尘。
6.5施工现场的RAP垃圾严禁乱弃,应运回后场集中处理
7. 效益分析
7.1社会效益:通过路面再生,可以使沥青路面维修产生的回收沥青路面材料(RAP)得到重复使用,既可节省大量材料资源和资金,也可避免环境污染,实现循环经济发展模式和可持续发展,符合建筑节能、建设资源节约型、环境友好型社会的要求。
由于沥青路面就地连续冷再生施工是机械化连动作业,人为干扰因素少,路面维修质量有保证。
7.2经济效益:回收沥青路面材料(RAP)得到重复使用,可以节约路面维修的材料成本10~30%。通过“沥青冷再生就地拌和列车”与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线,可以比常规施工提高工作效率10~20%。
实现对路面铣刨产生的回收沥青路面材料(RAP)的连續收集、分选、再生和输送,直接进入摊铺机进行摊铺。与铣刨机、摊铺机械和压路机共同组成沥青路面就地连续冷再生施工机械连动线,提高了工作效率,保证了工作质量。
8. 省内已完成乳化沥青冷再生试验段的后期评价
(1)2008年10月和2010年8月分别在连霍高速三门峡段、京港澳高速安新段成功的实施了路面冷再生施工,各项试验数据符合冷再生施工规范要求,截至目前使用状况良好,达到了环保、节能的目的,得到了省厅、省公司领导的好评。
(2)2009年2月在上街冷再生设备研发基地开始研发就地场拌乳化沥青冷再生列车,截至2009年8月研发成功,并在上街召开设备演示会,成功的实施了乳化沥青冷再生现场拌和、摊铺、碾压。通过试验各项技术标准符合规范要求,我公司不仅掌握了先进的乳化沥青冷再生施工技术,在移动拌和设备研发又有了新的突破,该设备申请了多个实用型专利,使得我公司在该项技术领域中在名列前茅。
9.结论
沥青路面就地连续冷再生施工施工技术相对传统方式处治路面病害的铣刨罩面施工方法,具有交通封闭时间短、对周边环境污染低、费用低、节省养护资金。因此,沥青路面就地连续冷再生技术的应用是落实节能减排、低碳环保的一项重要举措,值得大力推广。