就地冷再生技术在旧路改造中的应用研究

2012-04-29 00:44:03赵静孙长娟王鹏
中国高新技术企业 2012年4期
关键词:道路施工

赵静 孙长娟 王鹏

摘要:针对旧路改造过程中对环境影响较大的现实情况,文章详细探讨了就地冷再生技术的应用,分析了就地冷再生技术的应用优势,在此基础上重点探讨了就地冷再生技术在旧路改造中的施工工艺及其质量控制要点,对于进一步提高道路施工,尤其是旧路改造实践具有一定借鉴指导意义。

关键词:道路施工;就地冷再生技术;旧路改造

中图分类号:U418文献标识码:A文章编号:1009-2374(2012)06-0060-03

一、概述

我国公路建设近几年得到了飞速的发展,但是在很多新公路建成并投入使用的同时,出现了两方面的问题:一是一些原有的旧公路路面已经破败不堪,急需整治,二是一些新建的公路也因为重型机车而发生了路面破裂等灾害,因此,需要对沥青路面进行修整。目前普遍采用的是沥青路面再生技术,通过将原来路面的沥青翻扒出来,经过回收、破碎、筛选等工序,再添加专用再生剂,形成新的能够用于路面的沥青混合材料,从而完成路面的铺设。沥青再生技术实现了对资源的回收利用,而且环保无毒,成本低廉,施工便捷,周期较短,对于公路再生及修整具有明显优势。

本论文主要结合就地冷再生技术探讨沥青路面的旧路改造引言技术,并对沥青混凝土再生技术进行分析研究,以期从中能够找到合理有效的就地冷再生技术的应用,并以此和广大同行分享。

二、沥青路面冷再生技术的原理与优势

道路就地冷再生属于道路维修、改造的范畴,它主要解决沥青路面上基层破损的问题。具体讲,道路冷再生是指充分利用现有沥青道路旧铺层材料(面层与基层)必要时加入部分新骨料,并按比例加入一定量的添加剂(水泥、泡沫沥青、乳化沥青、石灰、粉煤灰等)在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型,从而修筑出具有所需性能质量的新基层的作业过程。

目前国内应用最为广泛的是水泥冷再生,下边就以水泥冷再生为例简单介绍一下冷再生的工作原理。在要进行再生的路面上摊铺水泥(按试验配合比添加,一般为4%~6%),冷再生机的核心是装有大量专用刀头的铣刨和拌和转子的铣刨鼓。转子向上旋转破碎原路面材料,冷再生机向前行进时,转子转动,冷再生机通过软管与水罐车连接,微处理器精确控制水在拌和仓中的喷洒量。输送的水通过铣刨转子将水与铣刨料充分拌和,并达到需要的最佳含水量,从而保证混和料的最大压实度。

与传统施工方法相比,就地冷再生技术具有诸多优点,概括起来可归纳为以下四点:

(一)成本低

道路就地冷再生由于全部利用了旧的铺层材料,从而减少了道路维修或改造时旧铺层材料的挖起运输、废置和新材料的购置,从而导致成本大幅度下降。采用道路就地冷再生比传统方式相比,随着再生层厚度的不同,大概可以降低成本20%~46%,厚度越深,降低成本越多。在高等级路面基层中因原材料的再利用可节省大量投资,在低等级路面中,因用冷再生工艺可提高路面基层等级而减小面层的投入,这种客观实际的存在是使得就地冷再生技术受到认同并且得到快速发展的原始动力。

(二)效率高

道路就地冷再生机械施工一次性可以完成铣刨、破碎、添加、拌和及摊铺,从而简化了施工程序,缩短施工工期。使用就地冷再生机械,每天施工可完成5000~8000平方米的工作量。此外,冷再生施工的特点是大型机械,密集施工,将因施工而造成的交通干扰降到了最低。不像新建道路施工项目那样,许多施工可在整个工地同时进行,冷再生施工只是集中在一定特定的区域。整个冷再生机械组合可以处于同一条车道内,不影响另一条车道车辆通行,可进行开放式施工,特别适用于交通量较大或路宽较窄情况下的道路的施工。

(三)污染少

使用传统的道路维修方法,沥青路面废弃量十分巨大,对环境造成污染,大量新材料的开采,也会造成资源减少和环境的破坏。采用冷再生技术则可完全避免上述问题。它不仅可以节约大量投资,更有利于环境保护,因此被人们称之为“绿色”施工技术。

三、就地冷再生技术在旧路改造中的应用

(一)施工工艺分析

对于沥青路面的就地冷再生施工,一般是根据当地的施工量计算相关原材料的需求量,然后再按照相关工程工序进行施工。这里需要说明的是按照工程量计算相关原材料的需求量,主要是指水泥的用量,其计算公式为:

水泥用量(kg/m2)=压实厚度(m)×最大干容重(kg/m3)×压实度(%)×水泥剂量(%)/(l+水泥剂量(%))。

需要说明的是,水泥稳定剂的加入采用干态的

形式。

下面结合沥青路面的冷再生技术详细探讨其施工工艺步骤。

1.准备工作。首先要将原有旧路的沥青路面扒开,将相关沥青材料进行破碎、筛选、和搅拌,加入再生剂,以及添加新的有机材料和其他材料,搅拌形成新的沥青混合材料,用于施工;另一方面,还要在待施工路面预布水泥,确定预布长度,一般水泥预布长度控制在80~150m,而且还要再拌好的预布路面撒防尘布,以防止过往的车辆对路面造成新的污染或者破坏。

2.材料的破碎和搅拌。在原有旧路路面回收回来的沥青材料要利用破碎机进行破碎处理,之后加入新的沥青材料,再生剂,有机添加剂等等,将混合之后的材料进行搅拌,从而生成新的铺路沥青材料。需要说明的是,新的沥青材料再生速度,对于沥青材料的厚度、硬度都有着明显的影响,沥青材料厚度过薄,容易使得新铺设的道理很容易被破坏,而沥青材料的硬度过硬,对于铺设过程又不利。因此,对于铺路的新沥青材料的再生,应当根据具体的道路情况合理确定再生速度,以适应铺路的工程进度。

3.铺设沥青及整平碾压。道路铺设可以采用按段铺设的方式,每一作业段将沥青材料铺设下去之后,要采用羊角碾静压1遍,使之整平,然后用用灌砂法测压实度并记录其数据,再对路面沥青材料强振4遍,使混合料初步密实。经过羊角碾静压1遍、强振4遍之后,沥青材料铺设在道路上形成一定厚度的稳实的再生基层,从而完成路面的铺筑工作。

4.铺筑细节的处理。对于沥青铺筑路面,在铺筑的过程中,有两个细节需要处理,下面分别讨论。

(1)作业段接缝处的处理。由于道理的铺设是按作业段一段一段铺设的,因此两个相邻作业段接缝处必须要处理。在施工时,前一个作业段在接缝处留出空隙不进行碾压,大约留出5~8m的空隙;当进行第二个作业段施工铺筑时,在起始处同样留出5~8m的空隙不做碾压,待第二个作业段水泥初凝时间前4个小时进行铺筑,将两个作业段之间的接缝处进行联合一并碾压。需要注意的是,接缝尽量做到不斜接,接缝应密实,必要时可以采取反复碾压成型的方法进行处理。

(2)收边。在碾压成型的作业段需要按照预先设计计算好的宽度进行收边工作,收边主要采用胶轮压路机洒水静压收边,将超出宽度之外的部分切除,要求切除表明平整密实,无松散。

5.道路防护养生。对于碾压成型之后的道路,要加敷设必要的保护层,通常采用稻草或者麻布袋进行道路表明的保护,在道路防护养生期间,应该封闭交通并定期洒水养生。

(二)冷再生技术应用施工控制要点

1.时间控制。由于是利用原有旧路的沥青材料进行破碎回收之后生成新的沥青材料,因此,对于新的沥青材料的生成,其时间控制是一个非常重要的工艺措施。不仅要控制破碎的时间,搅拌的时间,碾压的时间,整平的时间,同时还要在各个工序工艺之间做好辅助工艺的衔接,提前做好原材料的相关准备工作。最重要的一点是,一定要在水泥初凝时间到达之前,提前安排好各道工艺工序,并完成其他相关材料的准备处理工序,完成新的沥青原材料的生成工作。

2.含水量的控制。再生混合料的含水量,直接影响到再生混合料的硬度和饱和度,以及整平压实之后的密实度,因此,对于含水量的控制一定要把握好,在具体实施时,主要从以下几个方面入手:

(1)根据原沥青材料的破碎量、再生剂的添加量合理计算出需要的水含量。

(2)在搅拌过程中对混合料的含水量进行实时监控,确定合理含水率。

(3)根据搅拌过程中的水分损失,及时添加水分,确定最佳含水量。

3.再生混合料的均匀性控制。再生混合料的均匀性直接影响到道路路面铺设的平整度和密实度,而原有路面的沥青材料倘若不均匀,则很容易导致再生混合料的不均匀,因此当出现含水量较小,出现混合料离析时,必须适当添加水分,并采用人工局部翻搅,进行保证再生混合料的均匀性,以切实保障道路路面铺设的平整度和密实度。

4.碾压。由于是回收筛选了原有旧路路面的沥青材料,并利用再生剂实现了再生混合料的利用,因此再生基层的厚度不宜太厚,否则容易导致路面沥青性质不稳定。按照再生规范要求,采用水泥再生沥青路面,其再生基层厚度不宜超过220mm,因此在碾压时要按照这一标准执行,所以在具体施工时,要先用羊角碾静压1遍并强振4遍,这不仅仅是为了保证路面再生材料的平整度和密实度,也是为了确保再生基层的厚度在规范厚度以下,从而确保沥青冷再生混合料的整体性能的稳定。

四、结语

目前我国全国各大城市都在大兴土木广建公路,在对旧公路进行改造时,采用沥青冷再生技术是一个非常好的选择,不仅能够实现在不影响交通秩序的前提下对旧路的快速改造,而且同时该方法也符合环保要求,工艺简单,施工成本较低,因此是值得大力推广应用的。本论文主要针对就地冷再生技术探讨了施工工艺和应用,对于进一步提高沥青冷再生技术的应用水平具有较好的指导和借鉴意义。

参考文献

[1]常魁和,高群.公路沥青路面养护新技术[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2] 王丽.以水泥为添加剂的沥青路面冷再生技术研究[D].河北工业大学,2003.

[3]中华人民共和国交通部.公路沥青路面再生技术规范(JTGF041-2008)[S].北京:人民交通出版社,2008.

(责任编辑:周加转)

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