沥青路面维修和改造中就地冷再生技术的应用.pdf

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第3期(总第153期)20”年6月中回彳丛z婀CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．3(SeriaINo．153)Jun．2011DOI：10．3969／j-issn．1004—4655．2011．03．025沥青路面维修和改造中就地冷再生技术的应用贾文静1，陆继斌2，马传冬1，孙丽霞3(1．濮阳市市政设施管理处，河南濮阳457000；2．濮阳市市政工程公司，河南濮阳457000；3．濮阳市建设工程交易中心，河南濮阳457000)摘要：市政沥青道路路面维修和改造中采用冷再生工艺，具有节能降耗、高效、环保等优点，故近年来越来越受到道路养护界的关注。它在行业中有“绿色技术”之称。以濮阳市昆吾路改造工程为实例，具体介绍了就地冷再生机设备和冷再生施工工艺。关键词：沥青路面；冷再生；绿色技术；工艺；设备中图分类号：U416．217文献标识码：B文章编号：1004—4655(2011)03—0062—02随着时间的推移，沥青路面在交通荷载与气候因素的双重影响下，路面状况、服务能力逐渐恶化，需要进行翻修。在传统的道路维修、改造中，一般对大量的病害采用翻挖、铣刨，结果造成原路面沥青混合料的旧料被废弃。现在普遍推广应用一种环保节能的新技术，即道路就地冷再生技术——绿色技术。本文以濮阳市昆吾路改造为工程实例，数据采用现场和实验室资料。1沥青路面就地冷再生技术的特点1)施工工序简单。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)不需封闭交通。投入现场的施工设施很少，对交通影响较小，可以半幅通车，半幅施工。3)结构完整、弯沉值符合设计。冷再生施工生产均匀的较厚加铺层内，不存在传统施工方法中有时出现的较薄摊铺层间的薄弱界面。改造加铺中粒式沥青下面层+细粒式沥青上面层后，路面弯沉代表值小于设计弯沉值34．4(0．0lmm)；原沥青面层及石灰土基层冷再生后，弯沉代表值比未改造前有所减小，而加铺沥青混合料面层后的弯沉值比未改造前更有明显减小，证明此工艺是切实可行的。改造前后的弯沉检测对比见表1。4)成本较低。昆吾路(宽14m、长400m)改造工程，以翻挖原路面面层及基层20cm，重新做20cm水收稿日期：201l一03—11第一作者简介：贾文静(1975一)，女，工程师，高级经济师，主要从事市政工程设计与管理工作。62泥稳定碎石与加5％水泥形成冷再生基层的造价与工期对比见表2。表1改造前后弯沉检测对比0．01mm改造前改造后冷改造加铺沥青位置原路面再生基层混合料面层后O+200左65．747．525．5O+385右66．559．831．6表2传统施工方法与冷再生技术的费用与工期对比表施工方法工程数量／m2单价／元金额／元工期／d挖旧沥青路面56003．82l280挖旧灰土56003．519600旧沥青路面及旧灰土l12015．O16800传统运输处理(8km)施工路基处理56002．O11200方法制作水泥稳定碎石560050．O280000(5：94)20cm外购土方112018．020160合计36904025沥青路面就地冷再生技术560020．O1120008从表2可以看出：冷再生新技术进行旧路改造能够避免传统施工方法的缺陷，仅400m基层，成本就可节约257040元，降低工程造价达到70％，施工工期提前17d，功效大大提高。5)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地预处理外，其余路面均不需要任何处理。再加上一次性通过的施工特点，充分利用了作业时间，因此大大地提高了生产效率。6)保护环境和资源。冷再生技术可以使得旧料充分再生利用，从而大大减少了新筑路材料的开采量，也不存在旧料的运输与存放问题，不仅可以节约 中国彳跋工程贾文静，陆继斌，马传冬，等：沥青路面维修和改造中就地冷再生技术的应用2011年第3期大量投资，更有利于环境保护，因此被称之为“绿色技术”。2冷再生机的工作原理及前景冷再生机是该技术的主要机具，核心是装有大量专用刀头的铣刨与拌和转子。冷再生机向前行进时，转子转动，同时水通过软管从冷再生机连接的水车中运送过来，并在冷再生机的拌和仓中喷洒。水的输送量通过微处理器控制的泵送系统可以精确控制。如加拌水泥，需按设计添加量事先洒布在再生机前的路面上；如遇再生层原级配不良的情况，可在再生前将所缺少的部分集料撒布在路面上，通过与旧料拌和来改善原路面材料的级配。随着国家对环境污染、再生能源工作的重视，沥青路面维修养护量不断增加，就地冷再生技术因具备节省能源、不产生环境污染、保护生态等优势，冷再生机的市场正在逐年扩大。其中，国外冷再生机占据了我国的大部分市场。目前，国际上著名的维特根wR2500就地冷再生机、宝马MPHl212型就地冷再生机等是冷再生技术中广泛应用的设备。3沥青路面就地冷再生道路冷再生是一种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骨料或细集料，同时加入一定剂量的添加剂和适量的水；在冷再生机的作业下，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，最终重新形成半刚性结构层。其主要材料为旧沥青混合料、再生剂、乳化沥青、水泥和水。施工方法有：使用水泥进行的就地冷再生，使用乳化沥青进行的就地冷再生，使用水泥和乳化沥青进行的就地冷再生。水泥就地冷再生技术关键是：由专门水泥撒布机撒布水泥，水泥撒布量根据试验资料确定。根据经验，水泥撒布量为现场破碎加工量的3％～5％。通过冷再生机铣刨和拌和，将废旧沥青路面材料与水泥均匀拌和在一起，然后从冷再生机出料口出料。用平地机和整平板整平，最后用适宜的重量级压路机或光轮压路机碾压。乳化沥青就地冷再生技术关键是：要对旧沥青料进行试验检测，以确定乳化沥青用量。施工工艺与用水泥进行就地冷再生方法相同。4施工工艺在我国市政沥青路面就地冷再生施工时，一般采用加水泥进行就地冷再生。结合以下工程实例，介绍加拌水泥的施工工艺。濮阳市昆吾路、建设路、京开大道机动车道改造时，原道路结构为：1．5cm沥青屑+7．5cm沥青混合料+35cm12％石灰土。存在的主要病害有：车辙、坑槽、网裂。设计要求改造后横断面形式与原路面一致，采用废旧沥青路面的就地冷再生利用技术，冷再生处理20伽，然后再进行沥青面层的施工。1)原路面清理。冷再生施工前对旧路路面实施清理，清除路面垃圾、拆除旧路侧石，由测量人员根据设计要求进行高程测量标线，确保规定铣刨宽度及深度。2)铺放水泥。严格按照设计要求或试验结果，计算每平方米应摊铺水泥用量。水泥掺人量过多会产生较大的干缩导致结构开裂；水泥掺入量偏小则不利于再生结构的成形，强度也达不到规定的要求。现场应采取打格计量卸水泥，再用人工均匀摊铺。3>冷再生机破碎与速度的控制。冷再生机铣刨使旧路路面及基层破碎后混合料能均匀。速度应根据旧路结构状况及混合料破碎后配合比确定，一般为6—8n∥min。冷再生机铣刨过程中应有质检人员随时检查深度及速度，以保证冷再生铣刨度及破碎的混合料级配合理。冷再生机配备微机控制的自加水系统，洒水车为其随时加水。因冷再生掺人材料为水泥，水泥通过水化热形成强度，所以应保持混合料湿润(夏季施工应视气温情况调整)，保证含水量略高于最佳含水量的1％～2％，以提高冷再生机械的效率。如果含水量偏小，不利于冷再生的成形；含水量过大，会造成弹软并达不到强度要求。在碾压过程中如冷再生表面风干则应喷洒补水。4)整形及碾压。(1)使用推土机找粗平，并均匀排压，然后使用平地机找中平、细平至设计高程，横坡、平整度符合规范要求。在平地机刮平之前，均匀压实全幅的再生材料。由于冷再生机的后轮胎在再生材料的表面行走，轮迹处的材料被部分压实，但是两轮之间的材料却未被压实。在刮平之前，必须首先压实未压实的材料，防止产生差异压实。(2)在压路机的作用下，塑性较低的细粒级配材料容易发生剪切破坏，产生横向位移。压实这类材(下转第66页)63 中圄彳跋工柱卞征宇：添加降黏剂对提高sMA路面低温施工质量的作用2011年第3期T．曼阜一暑＼籁1谣苌酶图3压实度与渗水系数关系渗水系数、压实度测试结果如表5所示。为便于比较，该表还增列了碾压初始温度。由图2、图3、表5可知：(1)渗水系数与压实度有着良好的相关性，压实度越大渗水系数越小。(2)压实度随碾压温度的增高而增加，碾压初始温度为125℃时，基本满足压实度≥98％的技术要求，基本满足渗水系数≥50mL／min的要求。表明混合料在较低温度条件(125℃)下开始碾压，路面仍可获得良好的施工质量。(3)降黏剂的添加大大降低了沥青混合料可压实温度，为施工碾压赢得了时间。表5渗水系数、压实度测试结果汇总位置碾压温度渗水系数马氏压实度／％／m／℃／mL．min一1单点值均值513844．796．41014643．389．O98．31514099．92512317．O97．93012710．0100．298．O3596315．895．84573l385．792．75076133．396．595．7559598．765571．495．393．970601022．792．6技术要求≥50≥985结语针对低温施工质量难以保证的现状，对添加降黏剂的低温施工技术进行了研究，得出如下结论。1)添加降黏剂的改性沥青SMA一13混合料各项性能满足相关技术要求，水稳定性、低温性能与常规热拌沥青混合料相当，高温稳定性则明显优于常规热拌沥青混合料。2)低温施工混合料在较低温度条件(125℃)下开始碾压，路面仍可获得良好的施工质量，表明降黏剂的添加大大降低了沥青混合料可压实温度，为施工碾压赢得了时间。(上接第63页)料，关键是控制好加水量，但即使在最佳含水量下施工，也很难获得令人满意的表面质量，故需要用平地机消除对碾压所造成的扰动。在用平地机做最后刮平处理时，一定要特别小心，确保整个表面刮平，不要在低凹区域落下刮片，因这些刮片与下面的材料是没有黏结力的。实施碾压前应检测含水量，必要时补水，使其符合最佳含水量；在碾压过程中如冷再生表面风干，应喷洒补水。(3)碾压分3阶段进行。第1阶段使用振动压路机，碾压原则先轻后重，自路边向路中依次碾压，速度控制在1．5～1．7k—n／h，并注意错轴宽度并不漏压。第1阶段碾压1遍后挂振碾压2—3遍。第2阶段使用三轮压路机。第3阶段使用胶轮压路机碾压，碾压至密实度符合设计要求。(4)水泥系水硬性材料，在其硬化过程中需要掌握初凝和终凝时间。超过初凝时间碾压冷再生混合料会导致初骨架松散，失去强度。因此，在施工过程中应严格掌握各工序操作时间。要尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间，此时间不应≥3h，并应少于水泥的终凝时间。施工中应控制作业面长度，在规定的时间内一次成形。5)养生。始终洒水保持“冷再生”结构处于潮湿状态，必要时覆盖草袋或塑料布，以利于成形。养生期≥7d，养生期间应断行交通。5结语由于沥青路面冷再生技术可节约大量建设和养护资金，减少资源浪费和环境破坏，具有巨大的经济效益和社会效益。在使用该技术的同时，注意要选择合适的设备，以利于保证质量、节省造价，使“绿色技术”称号名副其实。