2023-11-07
 
沥青路面就地冷再生施工技术分析
2023年11月07日   阅读量:77672

摘 要:

文中以某三级公路为例,结合农村公路旧路基本情况,介绍了沥青路面就地冷再生技术的特点及设计方法,并从沥青路面就地冷再生基层施工工艺和施工质量控制方法两个角度,分析了沥青路面就地冷再生技术在农村公路施工中的应用。


关键词: 农村公路;沥青路面;就地冷再生技术;质量控制


0 引言

随着我国社会经济的持续发展,社会对于公路交通系统的需求也在持续增长,其一方面推动了公路交通网络建设的持续推进,另一方面也使得公路质量及要求不断提升。沥青路面作为我国公路常用路面,一般设计使用寿命为 15~20 年,我国很多区域公路在长久使用后均已经进入到大中修期,如何高效、优质、低成本地完成公路修复已经成为当前关注的重点问题沥青网sinoasphalt.com。据此,本文以某农村公路为研究对象,对沥青路面就地冷再生技术的有效应用进行综合分析,旨在为后续其他农村公路的修复及改造提供相应的技术参考。


1 工程概况


某三级公路 2017 年竣工,经过多年运营后,公路路面已经出现较为明显横裂、纵裂、沉陷、坑槽、涌包等病害问题,相关病害不仅影响公路的正常通行,还会导致路面出现渗水、积水等问题,诱发其他公路病害,严重影响公路的使用寿命。通过对旧路的钻芯取样,确认路基破损较为严重,而传统公路修补工艺难以满足公路修复要求,综合分析后最终采用沥青路面就地冷再生技术。


在具体施工前,需先获取旧路的冷再生混合料级配。此过程中分别采用 150r/min和 100r/min两种刀头转速进行旧路现场取样,再依次选用 26.5~0.075mm套筛进行样本筛分,进而获取到旧路粗细集料含量,绘制出旧路筛分曲线如图 1 所示。

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如图 1 所示,当刀头转速为 150r/min时,旧路集料 5mm以下筛分通过率较小,接近标准规范下限,确认集料较粗。旧路集料 19mm筛分通过率超过标准规范上限,确认筛孔偏细;当刀头转速为 100r/min时,旧路集料 10mm以下筛分通过率超过标准规范下限,确认集料较粗。综合分析后确认两种集料均未完全满足标准级配范围区间,所以在具体沥青路面就地冷再生技术应用时还需要掺加中砂对集料进行合理调制。但考虑到中砂对路面强度的影响较小,应用后会增加施工成本,150r/min筛分曲线接近标准级配下限,并且该规范标准为水泥稳定土标准,而沥青路面就地冷再生技术与水泥稳定土工艺存在较大差异,所以综合考虑后确认可保留 150r/min级配结果。


2 冷再生添加剂及配合比设计


2.1 冷再生添加剂


沥青路面就地冷再生技术常用的添加剂包括水泥、石灰、粉煤灰、乳化 /泡沫沥青等,必要时还可以根据工程实际情况添加一定量的集料。具体添加剂选用需要结合工程路面结构、区域土质、沥青含量、含水量、再生沥青混合料级配等多种因素综合确定,各类添加剂可单独使用,也可以多种添加剂复合应用。根据国内现有沥青路面就地冷再生技术应用经验,添加剂与再生沥青混合料之间的质量比一般为水泥 3%~6%、乳化沥青 3%~4%、泡沫沥青


3%~5%[1-2]。根据本工程实际情况,最终选择水泥作为冷再生添加剂。采用水泥作为再生沥青混合料的稳定材料,主要是利用水泥水化产物以及水泥沥青混合物形成的凝聚力与沥青混合料所具备的粘聚力共同组成复合力,使处理后的材料可满足公路使用性能要求。

2.2 冷再生配合比设计


通过路面再生机在选定路面区域进行破碎干拌处理,获取充足的试验样品。所获取的样品通过 80℃ 的烘箱进行烘干处理,然后置于铁板上进行平摊晾晒,风干后使用四分法获取较具有代表性的样品进行筛分试验,以此获取混合料级配。针对不符合要求的级配应合理掺入集料,促使处理后级配可满足使用要求。同时,针对旧路再生沥青混合料进行土质分析,以此合理选取添加剂种类。


采用击实试验,以水泥为添加剂,在水泥含量为 5.5%时,再生混合料的击实曲线如图 2 所示。

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2.3 添加剂及骨料选择


就地冷再生技术添加剂及骨料选择流程如图 3 所示。

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3 沥青路面就地冷再生技术在公路施工中的应用


3.1 工艺流程


沥青路面就地冷再生主要工艺流程如图 4 所示。

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3.2 沥青路面就地冷再生基层施工


3.2.1 施工方案


(1)试验阶段。选取 100~300m道路作为试验路段,主用于检验施工设计是否可满足工程施工的实际要求,并根据试验结果对施工设计进行针对性调整,以保证后续施工质量。


(2)摊铺水泥。根据工程设计中再生层厚度、密度以及水泥使用量,计算单位面积内水泥需求量,并确定水泥施工间距,按照要求以人工施工或者机械施工进行水泥均匀摊铺。本工程施工中采用水泥浆车进行水泥摊铺,具体施工工艺流程为:制作水泥浆→水泥浆运抵现场采集→软管连接再生机→微机控制喷洒→铣刨施工→级配与水泥混合→布料绞龙进一步混合→振动熨平板熨平。


(3)再生层破碎拌和。为方便施工路段正常通行,具体施工过程采用半幅封闭式施工工艺,但考虑到半幅施工后的搭接问题,在前半幅施工时应加宽 20~30cm的施工范围,以此方便后半幅施工的搭接问题。实际施工冷拌再生机再生层破碎拌和过程需要配有 2~3 辆洒水车提供拌和用水,具体拌和过程应严格根据工程设计进行水量添加[3-4]。考虑到水泥初凝时间以及工序衔接,单幅每次施工的最佳长度为 100m,冷拌再生机的行走速度应控制在 8m/min,在拌和施工后,质检人员应立刻实施质检工作,确保发现问题及时处理。


(4)整平及碾压。整幅路段拌和施工完成后,使用平地机进行路段整平,若局部区域存在麻面等质量问题,应及时进行修补处理。整平完成后,使用 22t振动压路机进行碾压处理,此过程中应保障压路机前进时静压,返回时振动碾压,碾压后再采用 26t振动压路机进行碾压处理,通常需要碾压 2~3 遍,之后再使用胶轮压路机进行终压处理。碾压过程应严格控制路面平整度。


(5)养护。碾压完成后,应及时在路面覆盖塑料薄膜养护。养护过程应严禁车辆通行,并保证再生层表面的湿润程度,实际养护周期应控制在 7d以上[5]。养护完成后,使用空压机吹净表面浮灰,洒涂透层油后,再撒一层石屑,处理完成后道路可恢复正常使用。


3.2 就地冷再生基层施工质量控制


3.2.1 旧路预处置


农村公路运营多年后存在着各种各样的病害问题,仅采用冷再生技术进行处理,将可能会影响施工后道路整体质量及使用寿命。对此,应根据旧路的不同病害进行提前预处理[6]。针对坑槽病害,可将坑槽区域挖出,回填水稳碎石到旧路标高,然后再实施冷再生处理;针对沉陷病害,可先实施冷再生处理,再刮除部分再生料后,回填水稳碎石;针对涌包病害,应增加冷再生过程中拌和深度及水泥量,若是涌包较大,应提前刨除涌包后再实施冷再生施工。


3.2.2 再生深度


再生深度直接影响再生层厚度,若是再生深度较浅,则会导致再生层厚度小于设计要求;反之则增加施工成本。具体施工前应通过随机钻样检查来确定冷再生铣刨深度,根据国内冷再生施工经验[7-9],确认水泥再生层 7d时冷再生基层强度应控制在 1.8MPa以上,底基层应控制在 1.5MPa以上,基层与底基层厚度应控制在 18~20cm和 15~20cm。


3.2.3 级配


具体施工应根据工程设计的不同路段划分,针对性开展冷再生料检测及级配调整,确保调整后的级配可满足施工设计要求。若是在施工中出现实际级配与设计级配偏差情况,应深入分析问题成因,并及时调整冷拌再生机的转子速度及行走速度。


3.2.4 路面标高


采用沥青路面就地冷再生技术对农村公路处理后,通常会出现路面标高高于旧路情况,进而导致旧路原有建构物与旧路接头区域不匹配的情况。对此,可在施工中通过架设高台帽、重做桥面、更换支座等方式保障路面与桥面的接顺效果;建构物则可通过提高道牙、分隔带等方式提高道路纵横向舒适性;处理后道路的起点和终点可设置渐变段保证与旧路的接顺效果。


4 效果分析


传统方法多采用挖除旧路、路基整平、重做稳定土底层等方式进行旧路处理,相较于传统工艺,沥青路面就地冷再生技术在旧路面刨除及外运、基层原材料摊铺、原材料运输、缩短施工周期等方面均具有更大优势。根据理论计算确认,传统施工方案工程造价约为 35 元 /m2,而沥青路面就地冷再生技术施工造价约为 28 元 /m2,此公路整个工程线路长 22.45km,路面宽度为 9m,预计可节约工程费用约 100 多万元,由此可以确定,沥青路面就地冷再生技术具有更强的应用价值,建议在旧路改造工程中优先采用该技术。


5 结语


综上所述,本文以某农村公路为研究案例,对沥青路面就地冷再生技术的有效应用进行了综合分析。沥青路面就地冷再生技术具有操作简单、无需原材料运输和基层材料外运、缩短施工工期等优势,相较于传统施工工艺,可有效降低工程成本,效益明显,建议在后续施工中进行推广应用。


 参考文献:

[ 1 ] 闫好海 . 就地冷再生技术在公路沥青路面养护工程中的具体应用研究[ J]. 科技视界,2021(30):119-120.

[ 2 ] 刘丽敏,江玮 . 旧路改造沥青路面就地冷再生施工技术分析[ J].运输经理世界,2021(23):33-35.

[ 3 ] 相磊,张佳伟 . 干线公路养护中沥青路面冷再生技术的应用研究[ J]. 技术与市场,2022,29(9):127-128,131.

[ 4 ] 黄佩 . 公路沥青混凝土路面施工中就地冷再生施工技术的应用研究[ J]. 运输经理世界,2022(19):13-15.

[ 5 ] 宋宇恒 . 就地冷再生技术在公路沥青路面养护中的应用[ J]. 科技资讯,2021,19(20):31-33.

[ 6 ] 张志强 . 就地冷再生技术公路沥青路面施工中的应用[ J]. 华东公路,2021(1):46-47.

[ 7 ] 徐红 . 沥青路面就地冷再生施工技术[ J]. 交通世界(中旬刊),2022(5):105-107.

[ 8 ] 林冬 . 市政道路工程中沥青路面就地冷再生施工技术应用[ J].四川水泥,2020(12):137-138.

[ 9 ] 石永利 . 沥青路面就地冷再生施工技术研究[ J]. 交通世界(上旬刊),2019(4):58-59.


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