邹议道路工程建筑旧料再生利用方案

2020-11-20 23:41褚伟青
装备维修技术 2020年6期
关键词:工程建设道路材料

褚伟青

摘 要:在进行道路大修工程的各个环节当中,需要综合考虑多方面的因素,比如说节约能源、节约资金等等,科学的评定道路大修工程所使用的施工材料以及施工方案。在本文的研究当中,笔者结合了目前的路面大修工程的施工方式,从可再生资源利用的角度展开分析和论述。本文主要采用原路废料回填等方法,结合当前路面大修工程的主要施工方式,在实际的施工过程当中,充分的运用湿软路基、冷再生水泥稳定碎石基层、冷再生石灰土基层,探究道路施工的节能途径,促进道路建设朝着环保节能的方向发展。希望本文可以为道路可再生资源的应用提供重要的参考。

关键词:道路;工程建设;可再生;材料

自改革开放以来,我国不管是综合国力还是经济发展水平都得到了大幅度的提高,科学技术手段也在各个领域得到了广泛的应用,促进了行业的发展进步。城市道路建设领域也是如此,随着建筑师工人长期的经验总结以及新技术的应用,目前的道路大修方案的可行性变得越来越高,现阶段很多修建较早的公路,大部分都需要进行翻修。但是过去常用的道路维修改造方案已经无法适应目前的节能环保发展理念,过去的道路返修通常会采用铣刨等操作,很容易造成废弃材料的堆積,环境污染的隐患非常大。所以说,综合来看为了更好的贯彻与落实绿色施工和环保施工的理念,必须要对传统的路面维修改造方案进行创新和升级,在开展道路建设的过程当中,充分结合材料回收和可再生资源的利用。

1.道路大修改造方案的设计方式及原则

1.1 与实际路况分析相结合

道路大修的实际改造方案离不开对道路实际情况的综合分析和考量,也就是说,在制定一套完整的实际改造方案之前,需要提前勘察、考量实际路况,只有这样才能制定出与实际情况相匹配的大修改造方案。综合分析和考量实际路况主要分为三个部分,首先,就是在利用好道路改造之前的一段时间,在施工期之前对道路的建造和使用年限等信息进行全面的收集,并且选择一段完整的时间对此路面的行驶情况进行记录,得出相关的信息数据,其中道路的基本情况包含的内容多样化,除了建造等级、标准设计车速、路面的铺装情况等,还会涉及到主要路面的宽度、路基的宽度、道路是否有过修缮的历史和以前的维修养护周期是多少等多方面的内容,这些都是了解路况基本情况的有效数据。其次,就是更深一步的分析路况基本信息,对基本的道路情况做个较为全面、充分的了解,尽量掌握各方面的数据信息,举例来说,在进行改造之前需要对道路的路面长进行测量;对建造使用到的材料以及道路的铺装方式进行判定;道路建设过程中会分出道路的面层、基层、底基层和垫层等多个方面,要针对不同的层面分析其主要的组成成分和该层面的厚度,分析记录相关的数据;同时还要针对该路面实行的车辆信息进行周期性的、全时段的观察,将观察的数据做较为全面的统计,进而再根据数据信息总结、归纳出该道路在目前这一时间节点,正常使用下的交通总量;在进行行驶车辆观察时还应当着重于一些拖挂车、重载货车、集装箱货车,对这些大型的、重量级的车辆进行单独的数量统计,因为重量较大的车辆相较于其他车型会对路面进行更严重的损害,有效的掌握这些大型、重量级车辆的交通量可以帮助之后的道路修缮和改善方案,为其制定方案等提供有效真实的数据,以便改造施工过程中就加强道路的结构强度,帮助道路的使用寿命由此延长。最后,就是要针对目前道路的“健康”情况展开调查,长期使用的道路难免会出现诸多的问题状况,例如道路不平,有较深的坑槽甚至是洼陷,或者是长时间的道路磨损,雨水冲刷、浸泡而产生的道路翻浆等等,在进行道路路面“健康”同时还要注重路面排水能力的检测、路面积水程度的测量等,这些数据都是衡量一段路面是否完好的有效信息依据。以现实为例,我国国道311线襄城界至库庄段大修工程的长度达到了13千米多,其路基的宽度是30米,主要的路面宽度达到了25米等,这段路始建于1996年,在2011年有过修缮,面层、基层、底基层等数据完整,同时这段公路被定义为了收费路面,其路面的基层结构是一层约为18厘米厚水泥稳定碎石,这样的数据结构是不能支撑重载车辆的,但是这段公路中拖挂车、特大货车、集装箱的交通总量却达到了37274辆/d,这种超负荷的工作使得路面受到了损伤,坑槽和沉陷等问题十分严重,再加上长时间排水不畅,路基也处在一个长期浸泡的恶性环境中。

1.2 关于道路大修改造方案的设计思路

如上述所提到的,对道路路面的使用情况和道路基本现状进行统计收集,可以帮助方案制定者更好的了解道路的实际情况,从而在设计改造方案时能够游刃有余,有理所依,与此同时,其也可以帮助路面修建工程选择较为合适的材料类型,挑选出合适的材料来满足尽量延长道路的使用年限的需求。在对以前一些道路大修工程方案的进行查阅分析汇总后发现,在针对较为常见的道路病害的处理时,大致的过程主要被分为了五个方面,它们分别是:软基处面层的恢复处理、基层和底基层冷再生利用、水泥稳定碎石补强层、封层和透层以及面层的恢复。以上五个方面是有顺序可言的,首先是软基处理,软基处理通俗来讲就是需要对路面的石灰土底基层进行修缮处理,石灰土底基层很容易被雨水冲刷、浸泡造成路面的损害,所以需要对路面进行一些处理,可以通过局部替换垫层的方式,让路基的整体稳定性得到一个保障,同时还能够保障路基在之后的使用过程中不会再出现铺装不均匀、深陷的现象;其次是基层和底基层冷再生利用,基层和底基层冷再生利用需要依托于水泥冷再生技术,利用这种再生技术将原始路面的灰土底层和水泥稳定碎石基层加以巩固修缮,以达到再生利用的目的,一些原始的建筑道路材料是很有利用价值的,将其铺装在新建路面中作为路面结构下的承层,可以帮助有效提升路面的抗压能力以及承载能力,而且原始的建筑材料不仅仅不需要进行额外的采购并替代了其它需要购入的建筑材料,大大节省了道路建筑的成本,还能够减少建筑废料的丢弃,原本没有用的建筑材料得到二次利用,也在一定程度上避免了环境的污染;之后再是水泥稳定碎石补强层、封层和透层,水泥稳定碎石补强层主要弥补了原始路基强度过低的问题,这是一种补偿性措施,以为水泥稳定碎石可以很大程度上增强道路整体结构的强度,而水泥稳定碎石封层和头层则充分利用了水泥碎石的特性,结合沥青混凝土面层,呈现出较为优良的封闭性,防水作用显而易见;最后是面层的恢复,道路面层的施工通俗理解就是使道路更加美观,用改性沥青进行道路铺设,在保障道路拥有良好的防水性的同时,还能够使其恢复到初建时平整的行驶表面。

仍以311国道路段为例,311国道襄城界至库庄段的路面技术状况有很大的不同,不同段的道路通行状态也有着明显特征,在下行的方向311国道路段路面损害较为严重,其是长期浸泡、重载超载的“重灾区”,所以路面的沉陷、坑槽问题较多,上行方向的情况就好很多,主要是一些面层、基层的病害问题,路基的湿软情况较为少见,所以针对以上的问题,在大修311国道公路的时候要着重于软基处理、基层和底基层冷再生利用、水泥稳定碎石补强层、封层和透层、面 层恢复。

2 大修改造方案的制定

2.1 总体方案设计

道路大修的改造方案并不能随心所欲,其内容要严格遵照相关的规范和标准,以此为标准要求进行改造。目前,最为常见的一种规范就是JTG D50-2006《公路沥青路面设计规范》(以下统称《规范》)。《规范》的对设计标准轴有明确的要求,其中使用100KN 的双轮组单轴载是目前唯一的要求,同时《规范》中还明确了二级公路的沥青混凝土路面设计年限,一般在十二年左;同一车道内的累计当量轴次数据信息应以3.13×107为标准;路面的设计弯沉量不得偏离20.9mm。一个详细的大修改造方案要综合考虑多方面的因素,包括建造所需的成本、施工所需的周期、环保程度、需要施工路段的地质环境等等,以上因素都要进行综合考量。同时,大修道路的改造方案也要依据不同的路面行驶车辆情况而定,不同的交通总量、载重量等都会影响到方案内容的制定。以实际的311国道襄城界至库庄段来说,在进行重车方向(下行方向)的方案设计时,就需要规定深挖原始路面的结构,将原始路面的结构全部挖出,只有这样才可以确保原始道路结构层内的废弃材料被全部替换,同时再利用双层水泥稳定碎石的高强度,将道路的承载能力提升到一个新的高度。在进行轻车方向(上行方向)的方案设计时,就明确改善和优化原始道路的冷再生底基层,换填原始道路的冷再生底基层,并采用水泥稳定碎石进一步强化道路的承载能力,采用乳化沥青透层进一步加固路面的防水效果。总而言之,不同路面的大修改造方案都是不同的,应当在相同基本原则的框架下,根据路面、交通总量等实际情况制定自己方案的具体细则。

2.2 结构层设计

在道路的结构层设计当中,也可以发挥出道路旧材料可再生资源的利用价值。在对橡胶沥青同步的碎石封层建设中,施工人员可以利用橡胶沥青的同步碎石来铺设路基下封层。这样一来,雨水冲刷下的路基质空隙率相对较大的问题就可以得到進一步改善了,同时,基层面的设计功能也可以发挥出来。在基层面上,橡胶沥青同步碎石可以更好地让干缩以及温缩裂缝幅度得到有效控制,将其控制在合理的范围内,让道路的完整程度得到保障。同时在进行道路大修过程中,可以使用乳化沥青透油层,发挥其良好的渗透能力,使得基层表面和内部基质更加紧密地连接起来,改善松散的问题,让道路整体更加牢固。同时还可以让原始基层表面存在的脆弱问题得到改善,达到良好的修复效果。在沥青面与原始半刚性基层共同受到透层油的作用,变得更加紧实。而水泥稳定碎石冷再生可以重复的利用原始道路的基层材料,主要利用厂拌冷再生的处理方法,先筛选和划分原始路面产生的废料,然后为了提高材料的强度和提高整修道路的结构层耐久度,根据实际情况加入新的骨料。另外,目前的水泥石灰土就地冷再生的方式有效的缓解了环境污染、对新材料需求较大的问题,可以在道路施工中同步的进行石灰土的就地冷再生操作工作,节约了道路施工的时间,让道路施工过程得到充分有效的优化,最重要的是,降低了大约2到4成的道路建造成本。

结论

综上所述,对目前既有的道路进行大修,其困难程度与重要程度完全不亚于重新建设道路。工作人员在制定大修的施工方案时,要考虑节能环保的理念,注重对原始材料的重复与再生利用,这样一来,道路大修工程的成本可以有效节约,同时,对于增强道路强度、防水性能等方面也具有正面意义。笔者坚信,在未来的道路施工工作中,道路建设人员会不断的摸索节能、环保、高质量的道路检修方法。

参考文献:

[1]李东滨.试论道路维护和重铺工程中材料的再生利用[J].交通节能与环保,2017,13(2):51-53.

[2]魏文建.道路基层水泥稳定碎石材料的再生利用[J].科技视界,2013(23):73,172.

[3]孙建秀,刘黎萍,孙立军,等.早强剂对乳化沥青冷再生混合料早期强度的影响[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2017,41(6):1037-1040.

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