現(xiàn)場冷再生技術在公路養(yǎng)護中的應用
隨著公路建設慢慢步出高峰期, 隨之而來的必定是養(yǎng)護和改建的高潮期, 廢舊路面材料的再生利用成為主要問題之一。廢舊瀝青路面材料的再生技術在發(fā)達國家已受到普遍重視, 被納入可持續(xù)發(fā)展的范疇, 并得到廣泛應用。
一、瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生機租賃的定義
瀝青混凝土路面的現(xiàn)場冷再生機租賃是指利用舊瀝青混凝土路面材料( 包括面層材料和部分基層材料) 進行破碎加工, 需要時加入部分新骨料或細集料, 按比例加入一定劑量的添加劑( 水泥、石灰、粉煤灰、泡沫瀝青和乳化瀝青等) 和適量的水, 在自然的環(huán)境溫度下連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實成型的作業(yè)過程, 并重新形成結(jié)構(gòu)層的一種工藝方法。再生后, 視公路等級的不同, 在再生層上加鋪瀝青混凝土面層。
二、 現(xiàn)場冷再生技術特點
1、成本低:根據(jù)國外的施工資料介紹,與在舊路面層上加鋪新料的方法相比,就地冷再生約可降低成本20%~46%。
2、不損壞路基:由于冷再生施工為一次性作業(yè)方式,再生機組在暴露的路基上只通過一次。所以與傳統(tǒng)施工方法相比,對路基的損害要小的多。
3、節(jié)約材料:所有舊鋪層材料全部就地利用,從而大大減少了新材料的用量,節(jié)約保護了資源。
4、工期短:由于不存在舊料的運輸問題,不需要其他機械對舊料的靶松和破碎,更重要的是施工過程的一次性作業(yè)特點大大簡化了施工程序,從而節(jié)約了施工時間。
5、保護環(huán)境:因為舊料的利用大大減少了新材料的開采量,也不存在舊料的運輸和堆放問題。從根本上滿足了環(huán)境保護的需求。
三、現(xiàn)場冷再生技術在養(yǎng)護中的應用
1、舊路調(diào)查
冷再生技術適用于大部分瀝青混凝土舊路大修與改建工程。首先需要對舊路進行詳細的調(diào)查,主要包括以下內(nèi)容:
(1)對舊路結(jié)構(gòu)和歷年修補改造情況進行調(diào)查,了解路面病害情況,包括變形、裂縫、邊緣破壞等。
(2)對舊路進行彎沉檢測,以分析舊路的破壞狀況和承載能力,確定重復利用舊路基層進行冷再生的必要性。
(3)對舊路結(jié)構(gòu)層進行鉆芯取樣,以確定舊路結(jié)構(gòu)層的厚度及各層材料的工程特性。
2、材料組成設計
通過試驗分析,我們認為冷再生層的性能與混合料級配有著顯著而密切的關系。如若舊料中4.75mm以上的粒料含量過低(<40%),則需加入部分級配的新骨料;若舊料中4.75mm>80%),則會導致細料(特別是<0.6mm 的集料)對空隙的填充不足,混合料強度偏低,則需在冷再生混合料中加入部分級配的細集料,以便形成具有良好級配的骨架密實結(jié)構(gòu),提高混合料的強度。但這無疑都會提高冷再生結(jié)構(gòu)層的造價,需與新建的結(jié)構(gòu)層進行經(jīng)濟比較以后再實施。
3、瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生技術的施工工藝
冷再生技術的施工工藝按加水在撒布外摻劑的前后順序分為先加水施工和后加水施工兩種。經(jīng)過對試驗段鋪筑效果分析后發(fā)現(xiàn), 先加水施工的冷再生結(jié)構(gòu)層更容易壓實成型, 且表面均勻、平整、光滑,壓實度容易滿足要求。建議在水源充足, 時間允許條件下采用先加水施工工藝。
(1)瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生施工前的準備工作
( a) 對舊路狀況進行調(diào)查, 包括3 項內(nèi)容:
進行彎沉檢測, 了解現(xiàn)有承載力情況, 計算舊路E0 值;
進行交通量及軸載調(diào)查, 計算設計年限內(nèi)的“累計標準當量軸載次數(shù)”,以提出厚度及強度要求;
進行鉆芯取樣, 確定舊路瀝青混凝土面層厚度、基層材料性質(zhì)及厚度等參數(shù), 供冷再生結(jié)構(gòu)層設計之用。
(b) 根據(jù)計算的冷再生結(jié)構(gòu)層厚度、舊路瀝青混凝土面層厚度及基層材料的性質(zhì), 對材料進行土質(zhì)分析, 以確定外摻劑的種類。
( c) 將舊路充分破碎的混合料進行篩分, 以確定其級配是否符合規(guī)定的級配要求或推薦級配要求。
(d) 通過室內(nèi)試驗確定冷再生材料的級配及外摻劑的劑量。
( e) 根據(jù)冷再生結(jié)構(gòu)層的強度要求, 選擇最佳的外摻劑及劑量作為鋪筑試驗段的依據(jù)。
(2)瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生施工工藝
(a) 清潔路面, 保持需要銑刨范圍內(nèi)路面的整潔。
(d) 添加劑攤鋪, 按最大干容量、壓實厚度和外摻劑的劑量要求, 計算1 m2 冷再生混合料需要的外摻劑數(shù)量。
(b) 銑刨, 對于銑刨后粒徑大于40 mm 的舊路材料需清除或人工破碎。
(c) 加水, 邊銑刨邊加水, 調(diào)整舊料含水量使其達到最佳含水量。
(e) 拌和, 用再生機邊拌和邊灑水, 為拌和均勻,可適當增加拌和及灑水遍數(shù)。
(f) 初平, 拌和完成后用平地機按路拱橫坡初平。
( g) 排壓, 用30 t 以上的壓路機先排壓一遍, 一去一回為一遍, 重疊1/ 2 輪寬。
( h) 找平, 用平地機按設計高程及橫坡進行初平、中平、精平, 直至高程、橫坡滿足設計要求。
(i)碾壓成型, 對于水泥類穩(wěn)定粒料從加水到壓實完畢不能超過水泥的終凝時間, 有關資料表明, 延遲2 h 可使強度降低10%~25% , 因此不準間歇或第二天再補壓。
( j) 養(yǎng)生, 養(yǎng)生質(zhì)量與冷再生結(jié)構(gòu)層強度的形成有密切關系, 養(yǎng)生不好會導致路面強度的降低。
冷再生技術可以充分利用舊路資源,對舊路面層及基層進行再生利用形成新的路面基層。是對舊路推除重建的完全否定,既要挖除舊路重做結(jié)構(gòu)層,又要把舊路廢料運走堆放。二者相比,前者直接和簡潔,經(jīng)濟效益顯著。在路面結(jié)構(gòu)設計理念上,廢舊瀝青的再生利用將會改變過去以剛性材料做基層的設計觀點。是瀝青路面再生利用養(yǎng)護技術的一次革命。冷再生機租賃