浅谈沥青路面就地冷再生技术的施工工艺控制

王淑娟

沥青路面的就地冷再生是指利用旧沥青路面材料以及部分基层材料进行现场破碎加工,并根据级配需要加入一定量的新集料,同时加入一定剂量再生剂和适量的水,根据基层材料的试验方法确定出最佳的再生剂用量和含水量,从而得到混合料现场配合比,在自然的环境温度下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型的作业过程,重新形成路面结构层的一种工艺方法。S239公路连接常州和高淳,为双向四车道一级公路,设计行车速度80 km/h,是江苏省内重要的干线公路,交通量大,重载交通多,自1997年建成通车后已经经过2002年和2007年两次大的路面维修,路面损害主要表现形式为车辙和裂缝。本次省道239路面维修工程的施工分为湟里段(K44+476～K45+931东半幅)和儒林段(K56+480～K62+000东半幅)两个部分。主要工作是原路面铣刨、基层修补、原沥青路面就地冷再生处理和加铺沥青上下面层,其中K60+000～K62+000段老路面就地冷再生处理为省公路局科研项目。

1 施工工艺

工艺流程:准备工作→施工放样→水泥和碎石的摊铺→再生破碎拌和→再生层整形→再生层碾压→接缝处理→再生层养护及交通管制。

1.1 准备工作

1)配方设计。通过对旧沥青路面材料取样进行抽提,测定旧料级配,对旧沥青路面材料性能进行评价,确定旧料与新料的比例,设定配方和级配。本工程设计配方如下:水泥2%,碎石5%,沥青乳化剂为3.8%,水2.8%,孔隙率12%～15%。2)原路面整修。冷再生基层施工前必须对原路局部坑槽、翻浆路段及路肩下沉和路面偏拱部位要提前用天然砂砾或级配砂(砾)石土换填、补料、碾压修整。3)材料的准备。水泥提前运至路边分段集中堆放,就近找好水源。

1.2 施工放样

在路面上按路线设计线型和宽度用白灰撒出边线、中线,按计算好的水泥用量以每一定量水泥所需的长度用白灰按半幅撒出方格。

1.3 水泥和碎石的摊铺

先将5%的碎石用撒布车将计算好的数量均匀撒布至路面,然后水泥采用人工撒布,设计水泥用量为5%,施工现场按6%控制。用石灰纵横向打出尺寸为213 m×1 183 m的方格。然后每方格放2袋水泥(每袋50 kg),人工用铁锨均匀布满方格,确保水泥布撒均匀、一致、等厚。同时严格控制过路车辆,防止车辆带走水泥。人工预撒水泥法工艺简单,只是在施工过程中容易产生水泥粉尘。但这种方法有一个很大的优点,就是既不增加设备,在控制用量方面方便又非常准确。

1.4 再生层破碎拌和

本工程中采用美国ROADTEC RX-900型路面就地冷再生设备,最大工作宽度3 810 mm,最大切削深度300 mm,按半幅施工,翻拌深度控制为200 mm,前半幅施工时,应加宽25 cm,利于另半幅冷再生的搭接施工。根据再生设计,设定再生机的进水、进乳化沥青量。再生机对路面进行再生。再生机将旧路面强制破碎,然后由切削和拌合转子将旧路面铣刨到规定的深度,并进一步将大块料粉碎到设定的尺寸。与此同时,两个喷嘴喷入所需的水分和乳化沥青。转子将新旧石料、水泥、乳化沥青和水拌和均匀,考虑到水泥的初凝时间以及各道工序的衔接,以100 m长度作为破碎施工长度。冷再生机单幅破碎拌和100 m后,返回第二幅破碎拌和。对刚完成的100 m进行保湿稳压。

1.5 再生层整形

半幅路段拌和完毕后,先用50 t振动压路机稳压2遍～3遍,用平路机初步整平,测量人员根据设计纵断高程和横坡度,每20 m为一个断面分左、中、右3个点测出高程,按经验松铺系数人工放出基准点,用白灰作标记,高程不足时及时调节富余路段材料,高出段落用平地机刮平。施工中严禁薄层找补,若找补厚度过薄时,先将稳压后的局部低洼处用齿耙将表面5 cm耙松,再找补成型,做到不起皮、不松散、无离析现象。

1.6 再生层碾压

再生层整形完成后应及时碾压,并检测其含水量,含水量必须不小于最佳含水量。碾压顺序为:振动压路机振压2遍～3遍,再用胶轮压路机静压1遍～2遍,保证表面平整湿润。碾压后要保证外观平整,无明显轮迹,并检测其压实度,压实度必须满足规范要求。使用50 t双幅/双频振动压路机要确保:初压时使用高幅/低频振动模式,以保证整个深度内具有良好的压实度,复压采用低幅/高频以保证摊铺层上部的压实度。从冷再生机加水翻拌到碾压终了必须控制在4 h内结束。

1.7 接缝处理

两工作段的横向接缝和两半幅的纵向接缝均采用搭接的形式,纵向前半幅施工时在中线处应宽出0.25 m,良好的重叠接缝对再生层的最终性能有重要影响。施工时应通过在现有路面上喷涂醒目标志或架设基准线的方法建立导向提示,帮助驾驶员正确操纵再生机,避免相邻作业面间存在未再生的夹带。横缝严重影响再生材料均匀性,只有当施工停止时才会出现。因此施工中尽量减少停机现象,再生机组只能在罐车用空后或类似情况下才能停机。

1.8 再生层养护及交通管制

再生层养生采取洒水保湿的方法,养生期不少于7 d,养生期内禁止车辆通行。即使养生7 d后也应禁止大吨位车辆通行。开放交通初期,应限制行车速度。

2 施工质量控制

1)在施工过程中,主要是检测再生深度,乳化沥青和水的添加量以及拌和的均匀性。再生深度是通过开挖然后用直尺量测来检查的。乳化沥青和水的添加量是通过目测和经验的手攥法检查的。拌和均匀性主要是通过目测颜色检查的。

2)施工完成后,主要是对现场取的样品进行相关的试验,确定路面材料的物理指标,并将其与规范对比。进行的试验包括:再生混合料的强度指标试验,再生混合料的液体含量试验,压实后再生混合料的干容重试验,乳化沥青含量试验。

3 沥青混凝土冷再生技术质量控制要点

1)严格控制水泥、沥青乳化剂用量以及最佳含水量,保证破碎拌和均匀、无夹层。2)确定合理的施工段落和施工作业时间,从加水拌和到碾压成型应确保在水泥终凝前完成,最好不超过4 h。3)严禁压路机在碾压区域内掉头或急刹车。4)在保证压实度的同时,不能造成过度压实,过度压实容易降低其密实度。5)雨季施工时注意收听天气预报,尽量缩短施工作业段,遇雨时及时对正在施工的冷再生表面进行覆盖,避免雨水浸泡。6)养生期间除洒水车外严禁其他车辆通行。7)施工中“宁刮勿补”,严禁“薄层贴补”。

该工艺在旧路面加固改造工程中具有广阔的推广应用前景,对设备进行补充后可将该技术应用到场拌冷再生施工,将添加剂采用乳化沥青或泡沫沥青后即可用于高速公路大修工程取代原有的“罩面”工艺。沥青路面冷再生技术可节约大量的建设和养护资金,减少了资源的浪费和环境的破坏,具有巨大的经济效益和社会效益。在强调可持续发展的今天,进一步加强研究路面冷再生技术,对我国公路的建设发展将有着特别重要的意义。

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