论文部分内容阅读
【摘 要】 随着旧路改造任务的加重,沥青路面冷再生技术已被越来越多的道路养护部门所重视,采用先进的冷再生技术能够很好地解决旧路废弃料环境污染和废弃料的再生利用等问题。笔者系统介绍了冷再生技术的工艺原理,并结合太原市学府街改造工程实例,给出了常用的施工方案,阐述了关键施工工序,总结了该技术的优点,以推广冷再生技术的应用。
【关键词】 沥青路面再生;就地冷再生;施工工艺
1 就地冷再生技术概述
1.1工艺原理
就地冷再生的工艺原理是在原有旧路铺层的基础上,按照新的设计要求,选择性地掺入适量的新骨料、稳定剂和水等外加材料,利用就地冷再生设备,在自然常温下,就地连续完成对旧铺层(路面和部分基层)的铣刨、破碎、添加料、拌和、摊铺等工序,随后进行找平和碾压,最终修建出一种特殊级配的道路基层或底基层。
1.2适用范围
就地冷再生适用于标高不受限制的道路,主要为一般公路包括等外公路及部分城市道路。再生层主要作为道路的基层(承载层),原道路无论是什么结构均可以进行冷再生,只是冷再生时如何进行配比设计和掺加何种骨料的问题,视道路的等级不同而定。再生层上应加铺沥青混凝土面层或封层处理,而交通量不大的等外公路无须加铺面层,可直接使用。
1.3机械分类
就地冷再生所需要的施工机械可分为冷再生主机、专用配套机械和通用配套机械。
冷再生主机主要有中型履带式多用途再生机、大型专用履带式再生机和中型轮胎式多用途再生机。目前国内使用最多的冷再生主机是德国维特根公司生产的WR2500中型轮胎式多用途再生机。
专用配套设备主要有水泥稀浆搅拌运输车。
通用配套设备主要有乳化沥青运输罐车、液态沥青保温运输罐车、平地机、铣刨机、新骨料运输卡车及压路机等。
2 工程实例
2.1工程概况
学府街是太原市东西向重要主干路,本次综合整治改造东起平阳路,西至滨河东路,全长792.922米,改造后的机动车道基层采用就地泡沫沥青冷再生基层,然后铺筑沥青混凝土面层。
2.2施工方案
通过路况调查及相关检测结果认为,路面以龟裂、裂缝病害为主,局部出现坑槽;根据开挖的坑槽来看,水泥稳定碎石材料松散,说明基层强度不足。
综上所述,认为原有路面主要由于基层强度不足引起路面损坏,表现为裂缝、网裂等病害,这些病害主要集中在沥青面层和基层,路基比较稳定,强度较高,因此利用现状路基承载能力,改造路面应为维修的关键。
但是,目前路面维修仍采用挖补和铣刨重铺的传统工艺不能完全解决路面存在的病害,另外,路面损坏的面积较大,仅从目前局部修补的面积来看已经超过50%,采用这种方法不仅很不经济,而且严重影响了外观效果。针对该路段的实际情况,建议采用就地冷再生技术进行结构性维修,不仅可以比较彻底的解决路面现有病害,而且施工速度快,成本相对较低,是比较理想的施工方案。
3 施工工序
先铣刨机动车道11cm路面结构,然后用泡沫沥青冷再生技术处理16cm基层,之后做1cm稀浆封层,洒铺透层油,铺筑6cm粗粒式AC-25I沥青混凝土下面层和4cm细粒式SBSAC-13I沥青混凝土上面层,上下面层喷洒改性乳化沥青粘层油。
本工程关键工序为就地泡沫沥青冷再生基层施工工序。
3.1铣刨面层
(1)降检查井,并用钢板覆盖检查井;
(2)采用W2000铣刨机将原路面结构进行铣刨,铣刨深度为11cm,宽23.2m,铣刨料集中堆放。
3.2泡沫沥青混合料再生配合比设计
根据规范要求,做好原材料和泡沫沥青冷再生基层配合比工作。
3.3冷再生机组就位
冷再生机组从前至后为:热沥青罐车、水泥稀浆车、冷再生主机、压路机、平地机。在施工起点处将各所需再生机组顺次首尾连接,连接相应管路。
3.4试验段施工
正式开工前必须铺筑试验路段,长度不宜小于200m,从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等方面验证施工配合比及施工方案和施工工艺的可行性,并为正常施工提供技术依据。
3.5再生作业
(1)启动施工设备,按照设定深度对路面进行铣刨、破碎、拌和、摊铺。
(2)再生机组必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业,不得随意变更速度或中途停顿,施工速度为5±1m/min。
(3)单幅再生到终点时,将再生机和罐车等机械倒在施工起点,进行第二幅施工,直至半幅作业完成。
(4)纵向接缝处相邻两幅作业面间的重叠量为20~30cm。
3.6初压和整形
(1)用单钢轮振动压路机先静压1遍,然后再振压2~3遍,速度为1.5~3km/h。
(2)初压后,用平地机进行整形,达到规定的路拱和坡度。
(3)为了保障冷再生压实度,就地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,避免由于水泥初凝影响混合料压实;初压时,混合料的含水率宜比最佳含水率小1%~1.5%,应考虑室内击实功与现场压实功的差异;碾压过程中如果出现弹簧、松散、起皮等现象,应及时重新翻拌,使其达到质量要求。
3.7复压和终压
整形后马上复压,采用双钢轮振动压路机振动碾压,碾压速度2~4km/h,碾压至达到要求压实度,并无明显轮迹。
終压紧跟复压进行,采用轮胎压路机碾压,碾压速度3~5km/h,碾压至无轮迹。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。
3.8养生 在7天内禁止放行交通,全天候养生,始终保持表面湿润。养生不少于7d的封闭交通自然养生,当再生层可以取出完整的芯样,或者再生层含水率低于2%时,可以提前结束养生。泡沫沥青冷再生混合料,夏季晴好天气施工时,一般3d即可取出完整的芯样。
3.9检查验收
就地冷再生工程完工后,按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)的要求进行质量检查和验收。
4 新工艺优点
(1)工序简单。由于原有旧路面的材料全部被就地利用,省略了挖掘、外运、厂内加工及回填等一系列工作,使得施工工序简化。
(2)可以不中断交通。由于就地冷再生工序简单,投入现场的施工设施少,对交通干扰反应不敏感,故此在交通量不太大的情况下,可以半幅通车,半幅施工。
(3)不损坏路基。因为维特根冷再生机的高附着力轮胎在暴露的路基上只通过一次,而采用传统的机械施工时,路基将承受频繁的高应力载荷,往往导致“局部隆起”现象,必要时需要采用挖掘机和回填作业进行处理。
(4)成本较低。与传统的施工方法相比,由于旧的道路材料得以全部利用,随着再生层厚度的不同,大致可以降低成本20%~46%。厚度越深,降低成本越多,这也是被实践所证实的。
(5)生产效率高。就地冷再生是在自然条件下进行的,除了个别严重的坑槽需要简单的预处理外,其余路面均不需要任何处理。再加之一次性通过的施工特点,充分地利用了作业时间,因此大大地提高了生产效率,经过我们的实地测定,一台维特根再生机,在组织合理的情况下,每天可以再生路面5000m2以上。
(6)保护环境和资源。因为旧料得以全部就地利用,减少了新材料的开采,也不存在旧料运输和废料随意弃放的问题,施工过程中没有粉尘和废气的污染,节约了资源,保护了环境,因此被人们称之为绿色施工技术。
5 展望
2011年太原市成为山西省首个应用冷、热再生技术对市政道路进行维修改造的城市,先后完成了8条道路的改造任务,至少可节约筑路材料近20万立方米。
经过在8条市政道路改造中的试用及对各项数据的细致分析,太原市建管中心成功总结出了适合我市实际的冷再生技术使用方法。2012年,我市在长治路(南内环街至学府街)、千峰北路(兴华街至漪汾街)等市政道路改造中大规模应用该项技术。它的推廣应用,为我市循环经济再生利用产业化的发展提供了强劲动力。
【关键词】 沥青路面再生;就地冷再生;施工工艺
1 就地冷再生技术概述
1.1工艺原理
就地冷再生的工艺原理是在原有旧路铺层的基础上,按照新的设计要求,选择性地掺入适量的新骨料、稳定剂和水等外加材料,利用就地冷再生设备,在自然常温下,就地连续完成对旧铺层(路面和部分基层)的铣刨、破碎、添加料、拌和、摊铺等工序,随后进行找平和碾压,最终修建出一种特殊级配的道路基层或底基层。
1.2适用范围
就地冷再生适用于标高不受限制的道路,主要为一般公路包括等外公路及部分城市道路。再生层主要作为道路的基层(承载层),原道路无论是什么结构均可以进行冷再生,只是冷再生时如何进行配比设计和掺加何种骨料的问题,视道路的等级不同而定。再生层上应加铺沥青混凝土面层或封层处理,而交通量不大的等外公路无须加铺面层,可直接使用。
1.3机械分类
就地冷再生所需要的施工机械可分为冷再生主机、专用配套机械和通用配套机械。
冷再生主机主要有中型履带式多用途再生机、大型专用履带式再生机和中型轮胎式多用途再生机。目前国内使用最多的冷再生主机是德国维特根公司生产的WR2500中型轮胎式多用途再生机。
专用配套设备主要有水泥稀浆搅拌运输车。
通用配套设备主要有乳化沥青运输罐车、液态沥青保温运输罐车、平地机、铣刨机、新骨料运输卡车及压路机等。
2 工程实例
2.1工程概况
学府街是太原市东西向重要主干路,本次综合整治改造东起平阳路,西至滨河东路,全长792.922米,改造后的机动车道基层采用就地泡沫沥青冷再生基层,然后铺筑沥青混凝土面层。
2.2施工方案
通过路况调查及相关检测结果认为,路面以龟裂、裂缝病害为主,局部出现坑槽;根据开挖的坑槽来看,水泥稳定碎石材料松散,说明基层强度不足。
综上所述,认为原有路面主要由于基层强度不足引起路面损坏,表现为裂缝、网裂等病害,这些病害主要集中在沥青面层和基层,路基比较稳定,强度较高,因此利用现状路基承载能力,改造路面应为维修的关键。
但是,目前路面维修仍采用挖补和铣刨重铺的传统工艺不能完全解决路面存在的病害,另外,路面损坏的面积较大,仅从目前局部修补的面积来看已经超过50%,采用这种方法不仅很不经济,而且严重影响了外观效果。针对该路段的实际情况,建议采用就地冷再生技术进行结构性维修,不仅可以比较彻底的解决路面现有病害,而且施工速度快,成本相对较低,是比较理想的施工方案。
3 施工工序
先铣刨机动车道11cm路面结构,然后用泡沫沥青冷再生技术处理16cm基层,之后做1cm稀浆封层,洒铺透层油,铺筑6cm粗粒式AC-25I沥青混凝土下面层和4cm细粒式SBSAC-13I沥青混凝土上面层,上下面层喷洒改性乳化沥青粘层油。
本工程关键工序为就地泡沫沥青冷再生基层施工工序。
3.1铣刨面层
(1)降检查井,并用钢板覆盖检查井;
(2)采用W2000铣刨机将原路面结构进行铣刨,铣刨深度为11cm,宽23.2m,铣刨料集中堆放。
3.2泡沫沥青混合料再生配合比设计
根据规范要求,做好原材料和泡沫沥青冷再生基层配合比工作。
3.3冷再生机组就位
冷再生机组从前至后为:热沥青罐车、水泥稀浆车、冷再生主机、压路机、平地机。在施工起点处将各所需再生机组顺次首尾连接,连接相应管路。
3.4试验段施工
正式开工前必须铺筑试验路段,长度不宜小于200m,从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等方面验证施工配合比及施工方案和施工工艺的可行性,并为正常施工提供技术依据。
3.5再生作业
(1)启动施工设备,按照设定深度对路面进行铣刨、破碎、拌和、摊铺。
(2)再生机组必须缓慢、均匀、连续地进行再生作业,不得随意变更速度或中途停顿,施工速度为5±1m/min。
(3)单幅再生到终点时,将再生机和罐车等机械倒在施工起点,进行第二幅施工,直至半幅作业完成。
(4)纵向接缝处相邻两幅作业面间的重叠量为20~30cm。
3.6初压和整形
(1)用单钢轮振动压路机先静压1遍,然后再振压2~3遍,速度为1.5~3km/h。
(2)初压后,用平地机进行整形,达到规定的路拱和坡度。
(3)为了保障冷再生压实度,就地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,避免由于水泥初凝影响混合料压实;初压时,混合料的含水率宜比最佳含水率小1%~1.5%,应考虑室内击实功与现场压实功的差异;碾压过程中如果出现弹簧、松散、起皮等现象,应及时重新翻拌,使其达到质量要求。
3.7复压和终压
整形后马上复压,采用双钢轮振动压路机振动碾压,碾压速度2~4km/h,碾压至达到要求压实度,并无明显轮迹。
終压紧跟复压进行,采用轮胎压路机碾压,碾压速度3~5km/h,碾压至无轮迹。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。
3.8养生 在7天内禁止放行交通,全天候养生,始终保持表面湿润。养生不少于7d的封闭交通自然养生,当再生层可以取出完整的芯样,或者再生层含水率低于2%时,可以提前结束养生。泡沫沥青冷再生混合料,夏季晴好天气施工时,一般3d即可取出完整的芯样。
3.9检查验收
就地冷再生工程完工后,按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)的要求进行质量检查和验收。
4 新工艺优点
(1)工序简单。由于原有旧路面的材料全部被就地利用,省略了挖掘、外运、厂内加工及回填等一系列工作,使得施工工序简化。
(2)可以不中断交通。由于就地冷再生工序简单,投入现场的施工设施少,对交通干扰反应不敏感,故此在交通量不太大的情况下,可以半幅通车,半幅施工。
(3)不损坏路基。因为维特根冷再生机的高附着力轮胎在暴露的路基上只通过一次,而采用传统的机械施工时,路基将承受频繁的高应力载荷,往往导致“局部隆起”现象,必要时需要采用挖掘机和回填作业进行处理。
(4)成本较低。与传统的施工方法相比,由于旧的道路材料得以全部利用,随着再生层厚度的不同,大致可以降低成本20%~46%。厚度越深,降低成本越多,这也是被实践所证实的。
(5)生产效率高。就地冷再生是在自然条件下进行的,除了个别严重的坑槽需要简单的预处理外,其余路面均不需要任何处理。再加之一次性通过的施工特点,充分地利用了作业时间,因此大大地提高了生产效率,经过我们的实地测定,一台维特根再生机,在组织合理的情况下,每天可以再生路面5000m2以上。
(6)保护环境和资源。因为旧料得以全部就地利用,减少了新材料的开采,也不存在旧料运输和废料随意弃放的问题,施工过程中没有粉尘和废气的污染,节约了资源,保护了环境,因此被人们称之为绿色施工技术。
5 展望
2011年太原市成为山西省首个应用冷、热再生技术对市政道路进行维修改造的城市,先后完成了8条道路的改造任务,至少可节约筑路材料近20万立方米。
经过在8条市政道路改造中的试用及对各项数据的细致分析,太原市建管中心成功总结出了适合我市实际的冷再生技术使用方法。2012年,我市在长治路(南内环街至学府街)、千峰北路(兴华街至漪汾街)等市政道路改造中大规模应用该项技术。它的推廣应用,为我市循环经济再生利用产业化的发展提供了强劲动力。