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【摘 要】本文即结合具体工程案例详细阐述了就地风热再生技术在九景高速公路上的应用。
【关键词】就地风热再生技术;高速公路;沥青;路面;温度
一、项目背景
九江高速土建主体工程分两段分期修建。第一段即九湖(九江-湖口)段于1997年动工兴建,1999年正式通车;第二段即湖景(湖口-景德镇)段,于1997年兴建,2000年全线通车。路面面层除隧道路面和收费路面等处采用水泥混凝土结构外,其余均采用沥青混凝土结构,基层采用水泥稳定碎石结构。设计年限15年,设计标准轴载BZZ-100kN,路面设计弯沉为0.418~0.444mm。路面总厚度为59~64cm:即27~32cm未筛分碎石底基层(视路基干湿类型定)+20cm厚6%水泥稳定碎石基层+5cm厚AC-30I粗粒式沥青混凝土下面层+4cm厚AC-20II中粒式沥青混凝土中面层+3cm厚AK-13A抗滑表层。
2009年,由于九景高速大面积病害较多,影响路面使用性能,服务水平降低,管理部门对其进行了技术改造。主要改造内容针对原路面多数路段承载能力不足的缺点,进行了结构补强设计。该次改造分为了8个标段进行施工。
二、沥青路面就地风热再生技术介绍
沥青路面就地风热再生技术,即用就地热再生机组将旧沥青路面就地加热、翻松、回收,再根据配合比添加新集料、再生剂新沥青,然后重新搅拌后摊铺、压实成型形成具有符合路用性能要求的再生路面的整套工艺技术。
沥青路面就地风热再生技术作为典型的沥青路面预防性养护技术,近年来在国内外发展较快,与传统的沥青路面大面积的铣刨重铺、罩面等维修工艺相比,沥青路面就地风热再生技术施工速度快,对交通干扰较小、可快速通车等特点,可以最大程度的降低路面维修对高速公路通行的影响。其次,沥青路面就地风热再生技术可以100%回收利用旧沥青面料,实现变废为宝,符合我国倡导“资源节约型、环境友好型”社会理念。再者由于沥青路面就地风热再生技术100%的回收利用原沥青路面旧料,将极大的降低能源消耗及维修成本,经济效益显著。
三、就地风热再生施工段介绍
本次九景高速就地风热再生选在蔡岭收费站到景德镇收费站之间,上行线从K390+600-K415+000,下行线K365+400-K422+785。施工路段宽度为3.75米,长度为21.757KM,厚度为4CM,施工前期,赣粤工程公司组织成立了沥青路面就地风热再生研究课题小组。并且对将要施工的路段进行了现场调研和试验检测分析,通过现场调研,统计了路面车辙、横向裂缝、纵向裂缝和局部网裂等病害面积、数量、深度、位置等关键信息。通过路面取芯和切割取样,分析了原路面结构特点及病害形成原因。并且对原路面材料的级配、油石比、沥青的老化程度等关键技术指标进行了试验分析,通过新混合料的材料试验,确定了新混合料的级配、油石比、再生剂的掺量,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等新旧混合料的性能进行了验证,确保新的混合料的路用性能满足要求。
沥青路面风热再生重铺机组该机组有以下优点(1)热风温度较为柔和,高温热风再循环中被反复加热空气中的氧份被消耗殆尽使沥青老化失去了必要的条件因此在加热过程中,路面沥青在与无氧热风接触时就不会发生氧化反应从而消除了传统意义上的沥青高温老化现象再生后的混合料性能极佳热风循环加热方式是在一个闭式循环系统中带有余温的热风可循环使用从而极大的提高了设备的热效率降低了加热能源消耗,节约成本同时可降低各种有害气体排放(2)对原有路面进行热翻松,极大地降低了骨料破碎率确保再生路面的级配组成符合设计要求(3)采用全程加热和保温技术,混合料加热效果非常充分能确保沥青路面施工温度的要求(4)采用复拌法再生工艺,确保了再生混合料的均匀性使再生混合料的各项性能指标完全符合规范的要求(5)100%回收利用旧料,新料添加率较低一般在10%以内,节约了养护成本减少了废料处理对环境破坏,降低了碳排放,低碳环保(6)采用了就地风热再生技术对路面进行维修可以实现施工段落单车道养护作业单车道正常开放交通并且施工作业后的在短时间内也可开放交通将路面养护作业对交通的影响降到最低最大限度的保证了社会车辆的正常通行。
四、就地风热再生施工质量控制要点新旧混合料设计要求及施工温度要求
新旧混合料的设计级配类型为AC13-C型SBS改性沥青混合料,油石比5.0%,为骨架密实型结构,设计空隙率为4~6%;再生层后为4cm、宽度为3.75m;新混合料设计油石比为5.0%,总体掺量为10%;再生剂的掺量为新旧混合料的0.1%,摊铺温度控制在140~150摄氏度;采用紧跟慢压的碾压方式,开放交通的温度为50摄氏度以下。
(一)交通组织
本次施工段落采用行车道和应急车道封闭施工,超车道通行的交通组织方式,在保证路面病害处理彻底的情况下,最大限度的增加通车车道宽度,并对可能出现的超宽车辆制定了应急措施,及暂停施工,将再生列车转移到应急车道,将超宽车辆放行,确保不会出现中断交通的情况,保证社会车辆的正常通行。
(二)现场施工要求
1.加热宽度比再生宽度两侧各宽20CM,本次加热宽度为4.15米。
2.起点加热温为180摄氏度左右1号加热机采用往返多次、低功率、长时间加热的方式终点处加热同起点处3号加热机也采用用往返多次、低功率、长时间加热的方式。
3.加热机的间隔及加热温度根据施工时的气温、风速由操作人员控制并根据现场实际情况随时间调节加热功率确保1号加热机加热后路面温度为120摄氏度左右2号加热机加热后路面温度为140摄氏度左右3号加热机加热后路面温度为160摄氏度左右3号加热机加热与铣刨机间隔控制在5m以内同时,现场负责人统一指挥再生机组的协同配合实时调整加热机、铣刨机、复拌机的行进速度和间隔。
4.翻松现场施工时,机械操作人员按设计要求通过计算机系统自动控制施工同时根据路况进行人工微调确保翻松深度为4cm喷洒再生剂通过电脑控制系统将设计掺量的再生剂喷洒在翻松后沥青混合料上复拌:通过与再生机组前进速度关联的计算机控制系统将掺量为10%的新沥青混合料加入到松散的旧沥青混合料中由再生复拌机强制拌合为满足设计和施工要求添加新沥青混合料时供应要及时,数量要准确复拌速度要均匀确保新旧混合料拌合均匀摊铺:经再生拌合后的沥青混合料有摊铺机根据原路面横坡度就地摊铺摊铺机与再生机组需保持相同的行进速度摊铺机与再生主机间距保持3~5m试验段摊铺系数为1.20摊铺中加强接缝处的控制确保新旧路面平顺连接碾压工艺碾压作业采用两台双钢轮压路机和两台胶轮压路机处压采用双钢轮压路机前静后振碾压2遍复压采用胶轮压路机碾压5遍终压采用双钢轮压路机静压2遍为确保压实度,碾压段长度为40m碾压温度控制在90~135摄氏度之间碾压完成后,开放交通前完成路面压实度、平整度、渗水系数、构造深度、摩擦系数和几何线性的检测经过各相关部门和单位的精心组织精细管理、精确操作本次九景高速就地风热再生试验段得以顺利实施通过现场检测和试验室检测再生后的路面级配、油石比、压实度、空隙率平整度構造深度、摩擦系数等路用性能指标均符合新建沥青路面规范要求此次试验段取得圆满成功。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通运输部《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)人民交通出版社,2008.
[2]中华人民共和国交通运输部《公路沥青路面施工技术技术规范》(JTG F41-2004)人民交通出版社,2005.
[3]《美国沥青再生指南》人民交通出版社.
[4]中华人民共和国交通运输部《公路沥青路面养护技术规范》(JTG 073.2-2001)人民交通出版社.
【关键词】就地风热再生技术;高速公路;沥青;路面;温度
一、项目背景
九江高速土建主体工程分两段分期修建。第一段即九湖(九江-湖口)段于1997年动工兴建,1999年正式通车;第二段即湖景(湖口-景德镇)段,于1997年兴建,2000年全线通车。路面面层除隧道路面和收费路面等处采用水泥混凝土结构外,其余均采用沥青混凝土结构,基层采用水泥稳定碎石结构。设计年限15年,设计标准轴载BZZ-100kN,路面设计弯沉为0.418~0.444mm。路面总厚度为59~64cm:即27~32cm未筛分碎石底基层(视路基干湿类型定)+20cm厚6%水泥稳定碎石基层+5cm厚AC-30I粗粒式沥青混凝土下面层+4cm厚AC-20II中粒式沥青混凝土中面层+3cm厚AK-13A抗滑表层。
2009年,由于九景高速大面积病害较多,影响路面使用性能,服务水平降低,管理部门对其进行了技术改造。主要改造内容针对原路面多数路段承载能力不足的缺点,进行了结构补强设计。该次改造分为了8个标段进行施工。
二、沥青路面就地风热再生技术介绍
沥青路面就地风热再生技术,即用就地热再生机组将旧沥青路面就地加热、翻松、回收,再根据配合比添加新集料、再生剂新沥青,然后重新搅拌后摊铺、压实成型形成具有符合路用性能要求的再生路面的整套工艺技术。
沥青路面就地风热再生技术作为典型的沥青路面预防性养护技术,近年来在国内外发展较快,与传统的沥青路面大面积的铣刨重铺、罩面等维修工艺相比,沥青路面就地风热再生技术施工速度快,对交通干扰较小、可快速通车等特点,可以最大程度的降低路面维修对高速公路通行的影响。其次,沥青路面就地风热再生技术可以100%回收利用旧沥青面料,实现变废为宝,符合我国倡导“资源节约型、环境友好型”社会理念。再者由于沥青路面就地风热再生技术100%的回收利用原沥青路面旧料,将极大的降低能源消耗及维修成本,经济效益显著。
三、就地风热再生施工段介绍
本次九景高速就地风热再生选在蔡岭收费站到景德镇收费站之间,上行线从K390+600-K415+000,下行线K365+400-K422+785。施工路段宽度为3.75米,长度为21.757KM,厚度为4CM,施工前期,赣粤工程公司组织成立了沥青路面就地风热再生研究课题小组。并且对将要施工的路段进行了现场调研和试验检测分析,通过现场调研,统计了路面车辙、横向裂缝、纵向裂缝和局部网裂等病害面积、数量、深度、位置等关键信息。通过路面取芯和切割取样,分析了原路面结构特点及病害形成原因。并且对原路面材料的级配、油石比、沥青的老化程度等关键技术指标进行了试验分析,通过新混合料的材料试验,确定了新混合料的级配、油石比、再生剂的掺量,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等新旧混合料的性能进行了验证,确保新的混合料的路用性能满足要求。
沥青路面风热再生重铺机组该机组有以下优点(1)热风温度较为柔和,高温热风再循环中被反复加热空气中的氧份被消耗殆尽使沥青老化失去了必要的条件因此在加热过程中,路面沥青在与无氧热风接触时就不会发生氧化反应从而消除了传统意义上的沥青高温老化现象再生后的混合料性能极佳热风循环加热方式是在一个闭式循环系统中带有余温的热风可循环使用从而极大的提高了设备的热效率降低了加热能源消耗,节约成本同时可降低各种有害气体排放(2)对原有路面进行热翻松,极大地降低了骨料破碎率确保再生路面的级配组成符合设计要求(3)采用全程加热和保温技术,混合料加热效果非常充分能确保沥青路面施工温度的要求(4)采用复拌法再生工艺,确保了再生混合料的均匀性使再生混合料的各项性能指标完全符合规范的要求(5)100%回收利用旧料,新料添加率较低一般在10%以内,节约了养护成本减少了废料处理对环境破坏,降低了碳排放,低碳环保(6)采用了就地风热再生技术对路面进行维修可以实现施工段落单车道养护作业单车道正常开放交通并且施工作业后的在短时间内也可开放交通将路面养护作业对交通的影响降到最低最大限度的保证了社会车辆的正常通行。
四、就地风热再生施工质量控制要点新旧混合料设计要求及施工温度要求
新旧混合料的设计级配类型为AC13-C型SBS改性沥青混合料,油石比5.0%,为骨架密实型结构,设计空隙率为4~6%;再生层后为4cm、宽度为3.75m;新混合料设计油石比为5.0%,总体掺量为10%;再生剂的掺量为新旧混合料的0.1%,摊铺温度控制在140~150摄氏度;采用紧跟慢压的碾压方式,开放交通的温度为50摄氏度以下。
(一)交通组织
本次施工段落采用行车道和应急车道封闭施工,超车道通行的交通组织方式,在保证路面病害处理彻底的情况下,最大限度的增加通车车道宽度,并对可能出现的超宽车辆制定了应急措施,及暂停施工,将再生列车转移到应急车道,将超宽车辆放行,确保不会出现中断交通的情况,保证社会车辆的正常通行。
(二)现场施工要求
1.加热宽度比再生宽度两侧各宽20CM,本次加热宽度为4.15米。
2.起点加热温为180摄氏度左右1号加热机采用往返多次、低功率、长时间加热的方式终点处加热同起点处3号加热机也采用用往返多次、低功率、长时间加热的方式。
3.加热机的间隔及加热温度根据施工时的气温、风速由操作人员控制并根据现场实际情况随时间调节加热功率确保1号加热机加热后路面温度为120摄氏度左右2号加热机加热后路面温度为140摄氏度左右3号加热机加热后路面温度为160摄氏度左右3号加热机加热与铣刨机间隔控制在5m以内同时,现场负责人统一指挥再生机组的协同配合实时调整加热机、铣刨机、复拌机的行进速度和间隔。
4.翻松现场施工时,机械操作人员按设计要求通过计算机系统自动控制施工同时根据路况进行人工微调确保翻松深度为4cm喷洒再生剂通过电脑控制系统将设计掺量的再生剂喷洒在翻松后沥青混合料上复拌:通过与再生机组前进速度关联的计算机控制系统将掺量为10%的新沥青混合料加入到松散的旧沥青混合料中由再生复拌机强制拌合为满足设计和施工要求添加新沥青混合料时供应要及时,数量要准确复拌速度要均匀确保新旧混合料拌合均匀摊铺:经再生拌合后的沥青混合料有摊铺机根据原路面横坡度就地摊铺摊铺机与再生机组需保持相同的行进速度摊铺机与再生主机间距保持3~5m试验段摊铺系数为1.20摊铺中加强接缝处的控制确保新旧路面平顺连接碾压工艺碾压作业采用两台双钢轮压路机和两台胶轮压路机处压采用双钢轮压路机前静后振碾压2遍复压采用胶轮压路机碾压5遍终压采用双钢轮压路机静压2遍为确保压实度,碾压段长度为40m碾压温度控制在90~135摄氏度之间碾压完成后,开放交通前完成路面压实度、平整度、渗水系数、构造深度、摩擦系数和几何线性的检测经过各相关部门和单位的精心组织精细管理、精确操作本次九景高速就地风热再生试验段得以顺利实施通过现场检测和试验室检测再生后的路面级配、油石比、压实度、空隙率平整度構造深度、摩擦系数等路用性能指标均符合新建沥青路面规范要求此次试验段取得圆满成功。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通运输部《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)人民交通出版社,2008.
[2]中华人民共和国交通运输部《公路沥青路面施工技术技术规范》(JTG F41-2004)人民交通出版社,2005.
[3]《美国沥青再生指南》人民交通出版社.
[4]中华人民共和国交通运输部《公路沥青路面养护技术规范》(JTG 073.2-2001)人民交通出版社.