全深式沥青路面现场冷再生施工技术分析

2024-11-01 00:00:00张静
工程机械与维修 2024年4期

摘要:冷再生施工具有效率高,节约材料、保护环境等优点,已被广泛应用到二级和三级公路的养护工程中。应用深式现场冷再生技术,有助于提高旧沥青路面材料的使用效率,改善沥青路面的整体修缮建设质量,进而延长道路的使用寿命。结合具体工程案例,阐述施工准备、施工工艺操作要点及质量控制措施等内容,分析全深式冷再生施工工艺的应用优势及应用效果。

关键词:沥青路面;底基层施工;全深式再生技术;工艺分析;质控要点

0 引言

全深式沥青再生是采用铣刨与破碎工艺,处理整个旧路面沥青面层及局部基层,随后按照一定比例添加新集料、稳定剂、水等材料,在常温条件下规范拌制、摊铺及压实等流程,进而达到利用旧路面建材的目标[1]。

全深式沥青再生生产效率普遍较高,能缩短工程建设周期,辅助提高再生底基层承载能力水平。近年来,该技术在国内二、三级公路养护工程项目得到了广泛应用,显著提升了旧路面建材资源的利用效率,明显减少了路面施工现场砂石材料的调运工作量。

目前,很多施工方虽已充分认识到全深式再生技术的优势,但在具体实践中依然暴露出一些不足,尤其对一些原旧路面变形较大的路段,在保证横坡、厚度和纵断高程三个指标之间存在矛盾。本文结合具体工程案例,阐述施工准备、施工工艺操作要点及质量控制措施等内容,分析全深式冷再生施工工艺的应用优势及应用效果。

1 工程概况

G109线K1607+160至K1615+160段作为连接白银市与兰州市、兰州新区的重要通道,交通流量大,重载车辆占比高,加之路面已超期服役,路面病害急剧增加,公路服务质量明显下降。为全面提高公路技术状况水平、改善人民群众出行环境,对该路段实施养护工程,提高公路通行质量。

该工程维修路段起点桩号为K1607+160,终点桩号为K1615+160,维修里程全长8km。路面结构层采用20cm厚全深式冷再生底基层+20cm厚水泥稳定碎石基层+8cm厚ATB-25粗粒式改性沥青碎石下面层+4cm厚SUP-13高性能改性沥青混凝土上面层。

2 施工准备

2.1 人员准备

配备现场负责人1名、技术人员3名、试验人员2名,专职安全员1人、施z+qci+6O63/MgafTiVUGXw==工员2人,技术工人12名。

2.2 机械准备

准备维特根WR2000型再生机1台、水泥撒布车1台、PY180型平地机1台、tNAdxZeRiDCyZzxRRIcfNw==XS263JE型振动压路机1台、羊角碾压路机1台、轮胎压路机1台、15T洒水车4台和碎石撒布机1台等。

2.3 材料准备

碎石由白银黑山沟碎石场生产,储量丰富,确保其满足需求。水泥采用中材甘肃水泥有限责任公司(赛马牌)P.O42.5水泥,确保期满足需求。水采用沿线自来水。

2.4 试验准备

根据试验检测单位提供的目标配合表设计报告,确定生产配合比设计。重点关注、料仓供料比例、水泥稳定材料的容许延迟时间、混合料最大干密度和最佳含水量。经试验确定,冷再生混合料的最大干密度为2.241g/cm3,最佳含水量为5.0%,水泥用量为4.1%。

2.5 现场准备

根据设计文件及现场实际,按照《公路养护安全作业规程》JTJ—2015相关要求,规范布设作业区,并设置专人进行交通管制。然后对该路段路况进行调查,对存在翻浆等病害进行换填处治。根据路面设计宽度,施工放样定出路面中心线和边线,作为施工控制线。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

本项目中全深式路面现场冷再生施工流程如图1所示。

3.2 操作要点

3.2.1 病害调查和处理

本项目再生施工前,全面调查了旧路面上的各类病害。在冷再生底基层施工前,对原旧路面进行高程和弯沉值检测,对较大的路面沉陷采取挖补处理,对局部轻微沉陷路段采用级配碎石进行找平处理。

对原路面除存在坑槽较深、路面沉陷、弹簧、翻浆等严重病害,需对旧路面进行挖除换填处理,使原路面基本保持平整,以防止冷再生施工结束后出现沉陷等缺陷[2]。

3.2.2 试验段施工

在工程路段选取200m长度路段作为试验段,按照确定的施工方案和技术标准,组织人员机械设备施工。通过试验段施工,总结确定再生机参数设置、铣刨深度、再生速度、压实机械组合、碾压遍数、碾压速度、养生时间等施工工艺和主要技术参数,为再生底基层大面积施工做好技术指导。

3.2.3 确定水泥实际用量

根据再生底基层设计深度、宽度,以及施工配合比设计报告中的水泥剂量和最大干密度数值,计算出单位面积所需的水泥撒布量。在水泥撒布施工前,在现场准备了1㎡铁皮和电子秤。

现场试验人员对水泥撒布车设置撒布量与实际撒布量进行仔细复核,确保实际用量与设计用量在误差允许范围内时。采用全自动水泥撒布车均匀撒布水泥。不同水泥用量下的无侧限抗压强度检测情况见表1。

试验结果表明,在选定的水泥剂量范畴中,伴随水泥用量的增加,路面材料的强度呈现出逐渐上升的态势,当水泥用量较小时,其强度水平不符合基层施工规范提出的要求[3]。分析认为,旧路面内夹杂着沥青团粒,被水浸泡后强度显著下滑,由此降低了混合料的抗压强度。鉴于此,决定将水泥用量增大到6.0%,以满足强度设计要求。

3.2.4 再生设备作业

工作期间让再生机匀速行驶,减少停顿次数,将速度控制在6~10m/min。旧路面的铣刨深度按要求达到2cm。按照5.0%严控混合料的含水量,根据天气情况在±2%范围内调整含水量。再生机后安排专人跟随,随时检查再生层深度和含水率,不符合要求时及时通知再生机操作员进行调整。洒水车驾驶员需与再生机操作人员紧密配合。

3.2.5 碾压与整形

制定科学合理的碾压施工方案,尽量确保不同位置碾压遍数一致,压路机的碾压区段一般控制在40~60m。整平好再生施工区,在混合料实际含水量接近最佳含水量时,即可组织碾压施工。

压路机要紧随再生设备之后,初压以高幅低频振动压实方式进行,建议碾压2遍,初压速度控制在1.5~3km/h。碾压期间再生层表面保持湿润,若出现水分过度蒸发的情况时,要指派工人及时洒水[4]。用平地机进行初平,通常用先中间、后两边的方式进行,再进行精平与横坡度控制。

用振动压路机进行复压,速度控制在2.0~4km/h,采用高频低幅对再生路段进行4~6遍碾压。复压结束后,工人在再生层表面均匀洒水1遍,保持表面的湿润状态。随后用轮胎压路机连续碾压2遍,确保压实后的再生层表面平整密实,未见肉眼清晰可见的离析问题。

再生路段碾压施工活动要平稳推进,压路机不得出现紧急制动与调头的行为,否则很容易使再生层表面局部受损。现场碾压施工整个过程中要及时补水,但不可以大面积大量洒水。

碾压过程中安排专人配合,通过铲除集料窝或铺撒细集料的方式,消除再生层表层离析现象。若发现局部出现弹簧、松散等异常状况,则要立即暂停碾压工序,并翻开相应位置,重新拌和混合料,确保其满足质量要求。尽量缩短从铣刨到完成碾压之间的工作时间,从再生机铣刨至碾压完成整个施工过程应控制在2.5h以内。

3.2.6 接缝处理

施工前,根据再生机的宽度和路面宽度提前计划好纵向铣刨次数,纵向搭接宽度一般控制在10~20cm范围内,以保证纵缝处再生料的连续性。同时避免相邻作业面间存在未再生的夹层。

横向接缝按照要求处理,现场压实作业期间尽量不要出现停机状况。通过适宜的方法维持碾压施工的均匀性、连续性。如果停机不可避免,应将再生机退至其铣刨转子之后至少1.5m位置,重新开始再生作业。当再生机停机时间超过水泥初凝时间时,应在搭接处重新撒布水泥,重新开始再生作业[5]。

3.2.7 养生和交通管制

对碾压完成且压实度检测合格后的路段,尽早养生。本项目采用覆盖透水性土工布养生的方式,养生时间不少于7d。路面养生期间始终保持再生层表面潮湿,养生期内可根据实际允许小型车辆通行,但应严格限制重型车辆。

小型车辆行驶速度控制在20km/h以内,在养生路段不可掉头、急刹车或者停留[6]。同时设置醒目警示标志,安排专人进行交通疏导。养生期结束后,应将再生层表面清扫干净,及时进行下道工序。

4 质量检测

4.1 检测方法

施工完成路段表面需平整密实,无浮石、弹簧现象,无明显压路机轮迹,施工接茬要平顺稳定。试验检测人员要及时跟进,对压实度、平整度、宽度和强度等指标进行检测,符合要求后进行下道工序。

对再生路段的无侧限抗压强度控制采取以下两种方法:一是施工现场对混合料进行取样,在标准实验室内静压成型,7d后检测其无侧限抗压强度水平;二是再生层施工完成7d以后,于现场局部进行取芯,按照规程测定其无侧限抗压强度。若现场取芯时探查到芯样的上、下面结构的平整度没有达到要求,则要尽对其进行补平处理。第一种方法可能会影响强度指标测定的精准度,故而现实中,建议选用第一种方法检测及控制无侧限抗压强度。

4.2 质检结果

再生基层施工结束后进行抽检。当横坡、厚度和纵断高程3个指标之间存在矛盾时,以设计要求为准,当设计文件没有明确说明时,应及时与业主单位、监理单位和设计单位协商确定控制方法。

抽检结果见表2。由表2可知,检测段压实度、平整度及强度等指标均符合设计要求,证实了全深式再生施工工艺的有效性,相关技术方法具有一定推广价值。

5 结束语

应用深式现场冷再生技术,有助于提高旧沥青路面材料的使用效率,改善沥青路面的整体修缮建设质量,进而延长道路的使用寿命。

本文结合具体工程案例,阐述施工准备、施工工艺操作要点及质量控制措施等内容,分析全深式冷再生施工工艺的应用优势及应用效果。

目前该工程已经竣工交付使用,通过了有关部门的检测验收,各项指标均符合标准要求,取得了良好的成效。沥青路面再生技术实现了旧沥青砼路面废料的资源化利用,不仅减少了新材料的用量,节约资源,还减少了运输费用,实现对工程成本的有效控制,相关成果可为同类工程提供借鉴和参考。

参考文献

[1] 余飞扬.全深式就地冷再生技术在沥青路面预养护中的应用[J].交通世界,2020(32):70-71+74.

[2] 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.

[3] 时杰.沥青路面就地冷再生技术与应用观摩会在哈同高速成功举行[J].交通世界,2021(22):1.

[4] 王勇.沥青路面就地冷再生技术用于市政道路改造的实施要点分析[J].运输经理世界,2021(8):151-152.

[5] 陈钊.全深式沥青路面现场冷再生施工技术要点[J].交通世界,2022,623(29):58-60.

[6] 孙金丽.公路工程全深式沥青路面现场冷再生施工技术分析[J].四川建材,2022,48(9):157-158.