路面基层就地冷再生施工工法

就地沥青冷再生在国道 线路面大修中的应用就地沥青冷再生在国道 线路面大修中的应用 摘要 文章通过准备工作 施工放样 再生拌和 整平 碾压 缺陷修补 施工缝处理 质量检验 养生等主要工序 简要介绍了就地沥青冷再生在国 道 208 线路面大修工程中的施工工艺 并结合施工提出自己的见解 关键词 就地沥青冷再生 路面大修 施工工艺 就地沥青冷再生工艺是 20 世纪 80 年代后期在路面冷铣刨工艺的基础上 迅速发展起来的一种新技术 目前已成为国际上道路维修改造的主要方法之 一 下面就就地沥青冷再生在国道 208 线路面大修工程中的应用做一下简单 的论述 1 工程简介 1 1 原有公路等级及使用状况 国道 208 线是国家主干线 是太原市的一条重要出口通道 是我省公路 主骨架的重要组成部分 K819 186 2 K835 303 76 段 清徐境内 一级公路 始 建于 1978 年 自 1997 改建以来 一直尚未大修 只是以养护为主 现有公 路由于重载车辆的碾压以及排水设施的不完善 路面病害十分严重 大面积 龟裂 网裂 坑槽 拥包 局部路段还有翻浆等病害 路基强度明显不足 路况非常差 严重影响车辆的正常行驶 堵车现象时有发生 已不能满足经 济快速增长 交通量直线上升的需求 该路段的大修对于我省加快地区经济发展 改善投资环境加快资源开发 和利用 增强省城太原的辐射力 适应日益增长的交通量和旅游发展 从根 本上推动和保障经济的持续发展和繁荣都具有重要的意义 1 2 大修工程路面结构组合 根据交通量及其组成情况 公路功能 使用要求及气候 水文 地质等 自然条件 结合本地材料供应情况和施工经验 本着技术先进 方便施工 利于养护的原则 全线采用结构组合如下 4 6 cm 沥青砼面层 20 cm 水泥 稳定碎石基层 20 cm 水泥稳定碎石底基层 20 cm 就地沥青冷再生底基层 2 就地沥青冷再生概念 在旧路面上加入一定规格 数量的新集料 本项目中采用碎石 及结合剂 本项目中采用无机结合料水泥 然后用冷再生机就地进行路拌整形 碾压 使其达到新结构层 本项目中冷再生作为底基层 技术要求的施工工艺 3 施工前准备工作 3 1 技术交底培训 开工前项目总工程师召集参加本工程的所有人员进行详细的技术交底 将该工程的施工方法 操作规程 技术要求 质量标准 安全注意事项进行 认真的讲解和说明 使所有参加本分项工程的人员思想一致 目标统一 职 责明确 分别把关 团结协作 形成合力 3 2 障碍物的清除 清扫施工段落 清除各类杂物 保证下承层的表面平整和整洁 使再生 施工不间断地连续进行 从而保证路面结构的连续性 3 3 原路面处理 对原路面结构现场钻芯取样 进行观测 由四方 施工单位 监理 设 计代表 业主 确认是否处理 若基层完好 则不予处理 若有松散等病害 则进行处理 3 4 再生机组配备 对再生施工中所需要的所有机械设备进行全面的检查 确保各项性能完 好 再生机组配备为 水车 6 台 进口维特根 2500 型大型冷再生机 1 台 成都工程机械厂 185 平地机 1 台 徐工 XS 220 型振动压路机 4 台 洛阳 20t 静碾压路机 3 台 神河自卸车 6 台 徐工 50 型装载机 2 台 3 5 设立工地试验室 选派具有合格资格的经验丰富的试验工程师负责试验室的工作 配备符 合精度要求的试验仪器设备 用科学的数据指导施工 同时为正式开工做好 各种试验准备工作 主要试验测量仪器配备为 全站仪 2 台 水准仪 2 台 钢尺 2 把 灌砂筒 1 套 脱模器 1 套 路强仪 1 台 压力机 2000kN 1 台 灰剂量测定仪 1 套 4 沥青就地冷再生施工工艺 4 1 准备工作 1 向驻施工现场监理单位报送 冷再生底基层开工报告单 经同意后方 可进行冷再生底基层施工 2 铺筑不小于 200 m 的试验路段 从施工工艺 工程质量 施工管理 施工安全等方面进行检验 确定工艺参数 3 各种材料进场前 及早检查其规格和品质 不符合技术要求的不得进 场 材料进场时 应检查其数量 并按施工平面图堆放 而且还应按规定项 目对其抽样检查 其抽样检查结果 报驻地监理单位 特别注意 3 点 1 水泥 采用监理工程师认可的终凝时间在 6 h 以上 325 水泥 实际采 用的水泥终凝时间为 7 h5 min 以保证有充分的时间摊铺 整平 碾压 整 个施工过程中 严格控制水泥稳定粒料的配合比 工地实际采用水泥剂量可 比室内试验室确定的剂量增加 0 5 2 碎石 洁净 干净 并具有足够的强度和耐磨耗性 不得含有软质和 其他杂质 颗粒级配组成应符合设计及规范要求 3 水 洁净 不含有害物质 未经监理工程师批准的水源不得使用 饮 用水可直接作为拌和用水 4 2 施工放样 恢复中心线及边线 中心线及边线一侧按路面设计图每 10 m 设标桩 在标桩上划出冷再生底基层设计高和松铺厚度 松铺厚度 压实厚度 松铺系 数 这样做是为了使基层的高度 厚度和平整度达到质量标准 4 3 再生拌和 1 局部铣刨 对由于车辙 拥包等造成的路面纵 横向较大变形进行局 部铣刨 以保证再生层厚度均匀 2 准备外掺剂 按照生产配合比计算出每延米需要添加水泥量 添加 10mm 30mm 碎石 513m 3 摊铺新集料 为了使新添集料摊铺均匀 10mm 30mm 碎石在施工 段确定后进行网格化摊铺 然后用平地机摊平 施工段落按路线前进方向每 延米为一格打灰线 宽度为 10 m 4 摊铺水泥 人工用平耙 并用扫帚扫平使水泥与集料均匀结合 使强 度符合规范与设计要求 5 拌和 采用冷再生机按预定厚度破碎 经过对拌和后的混合料进行筛 分试验确定前进速度按照 12 m min 控制 转速按照 2 200 rad 控制 拌和 时搭接宽度为 20 cm 考虑到水泥的初凝时间 以及各道工序的衔接问题 以 50 m 施工长度为限 拌和同时电控加水 水车挂空档依靠冷再生机顶推行驶 水车向冷再生 机加水 其余 2 3 辆洒水车跟随保证拌和用水 为了弥补施工中水分的损 失 确定加水比例比最佳含水量略高 n5 1 4 4 整平 当冷再生机作业至施工长度时 50 m 采用 50 t 振动压路机 不开振 对 刚拌和后的混合料进行稳压 碾压速度 3 km h 碾压 2 遍 碾压顺序由外 向内 由低到高 碾压时错轮为 1 3 轮宽 接着采用 185 平地机进行整平 为了严格控制标高 采用挂线法进行整平 工程技术员检测拌和后的顶面高 程 以 10 m 为一段在距中桩 1 5m 处 7 5m 处 和 10m 处进行高程检测 测出实际高程与设计高程的差距 用白灰标出需要刮平或填补的数值 平地 机司机从外侧起向内侧按照标出的数值进行整平 直至表面平整无松散 对局部低洼处 应用齿耙将其表层 5 cm 耙松 并用新拌混合料进行找 补 整平 严禁用贴 薄饼 的方法找平 4 5 碾压 通过现场检测压实度和平整度 外观总结出碾压工序 初压 整平后采用 50 t 以上振动压路机开强振进行振动碾压 2 遍 碾压 速度 2 0 km h 2 5 km h 错轮为 1 3 轮宽 复压 采用三轮压路机碾压 2 遍 碾压速度 2 0km h 2 5km h 错 轮为 1 3 轮宽 碾压后用灌砂法检测压实度 若达不到 97 增加碾压 直至全部符合设计要求 终压 用振动压路机快速收光 1 2 遍 错轮为 1 2 轮宽 使表面平整 定型 压路机在碾压过程匀速行驶 在碾压过程中基层表面应始终保持潮湿 如表层水蒸发较快 应及时补 洒少量的水 如在碾压过程中有 弹簧 松散 起皮等现象 应及时翻开重 新拌和 加适量的水泥 或用其他方法处理 使其达到质量要求 4 6 摊铺和碾压现场设专人检验 修补缺陷 要有测量员盯现场 不断检测拌和和碾压后的标高 及时纠正施工中 的偏差 挖除含水量超限点 并换填合格材料 用拌和好的水泥石屑对 表面偏粗的部位进行精心找补 对由于再生机停顿和碾压推移产生的拥包 拥坎 用铁锹人工铲除 用 3m 直尺逐段丈量平整度 发现异常马上处理 快速检测压实度 压实不足尽快补压 压实度控制时一定要留有余地 尽量多压 1 2 遍 自检时压实度按提高一个百分点掌握 4 7 横缝的处理 用人工将末端混合料整型 横缝必须垂直整齐 紧靠混合料放两根方木 方木的高度应与混合料的压实厚度相同 整平紧靠方木的混合料 方木加一侧用砂砾或碎石回填约 3 cm 长 其高度略高出方木几厘米 将混合料碾压密实 第二天重新拌和之前 将砂砾和方木除去将下承层顶面 清扫干净后 也可将在前面一段 约 2 m 3 m 不进行碾压 继续施工时 剔除未经压 实的混合料 并将已碾压密实且高程和平整符合要求的末段挖成一横向 与 中心线垂直 的垂直向下的断面 然后再拌和新的混合料 4 8 纵缝处理 为防止施工造成道路交通中断 采取半幅施工 不可避免的产生了纵向 裂缝 按以下方法进行处理 纵缝必须垂直相接 严禁斜接 在前一幅拌和 时 在靠后一幅的一侧用方木或钢模板做支撑 基础高度应与混合料压实厚 度相同 在拌和另一幅之前 拆除支撑 继续拌和混合料 整型 碾压 4 9 质量检验 各项指标的检验应在 24 h 内完成 首先表面应均匀无松散等现象 最好 跟踪检验 各项质量指标应满足标准要求 它不仅影响对该层的质量评定 同时也会对沥青表面层质量的经济效益产生较大的影响 压实度 强度不合 格的坚决予以返工处理 平整度指标必须在做封层之前 会同驻地监理逐段 进行检测 为检验冷再生底基层的整体性 要求龄期满足 7 10 天时进行钻芯检验 若路面钻取不出完整的芯件 则应指出不合格底基层的界限并进行返工处理 要求在沥青面层施工前 对再生层的标高逐段进行复测 凡标高高出的 部分 必须用铣刨机刨除 4 10 养生 养生是再生层非常重要的一道工序 它直接影响再生层的成型强度和表 观质量 碾压检测合格后立即开始洒水进行养生 养生期内杜绝洒水车以外的任 何车辆进入 养生期不少于 7d 要使冷再生层表面始终保持湿润 做到每 天及时洒水 专人看管 确保再生层不因养生不当产生损坏 养生期结束 即可进行基层的施工 如不立即铺筑基层 则应延长养生 期 不宜使冷再生底基层长期暴晒而开裂 5 施工中发现的问题 5 1 就地沥青冷再生技术的优点 能够节约大量砂石材料的用量 节省了道路养护和维修费用 降低 沥青消耗 节约石油资源 保护环境 矫正原有路面材料的缺陷 显著改 善原有路面的结构承载能力 延长路面寿命 改善路面行使质量 运输 成本可以降到最低 工程造价 在翻新路面的补强问题上有很大的灵活 性 5 2 一些影响工程质量的问题 1 通过现场钻芯发现原路面结构沥青砼层厚度不均匀 对强度有一定影 响 2 经过试验人员现场检测发现压实度不均匀 集料细的成型好但压实度 低 集料粗的成型差但压实度好 3 中间接缝处粗集料较多 形成级配不合理 钻芯产生下部 1 cm 2cm 松散 4 就地冷再生不能过多地发现下层的病害 施工中平整度 横坡 纵断 高程不好控制 6 施工见解 近年来 随着我国公路建设逐步加快 建设里程越来越长 很多路线服 务年限已满 公路建设的重点将向改扩建 大修及维护转移 沥青路面是我 国路面的主要形式 对于此类道路改造和维修工程 如果将废旧沥青混合料 废置于公路沿线 不仅造成资源的浪费 也会占用大量的土地 对公路的边 坡及绿化造成长期的危害 对环境造成严重污染 冷再生技术充分利用旧路 资源 彻底解决了将旧路推除重建而存在建筑废料运输和堆放的问题 也大 大地减少了新材料的用量 减少了环境污染与破坏 给公路行业的发展创造 了一条快速 节约的途径 综上所述 冷再生作为一种新兴的施工技术 在我国公路事业飞速发展 的今天 将会以其独特的施工工艺 特点牢固立足于公路施工工艺的竞争行 列之中 与传统筑路方法相比 就地冷再生技术 可缩短工期 提高作业效 率 完全利用废旧材料 大大节省施工成本 对交通的干扰最小 冷再生新 技术为旧路更新改造探索了新途径 积累了新经验 高速公路冷再生技术应用研究试验路实施方案 一 项目背景 1 冷再生技术的目的 沥青路面就地冷再生技术通过重复利用沥青混合料 主要为砂石料和沥 青材料 对现有已损坏的路面进行加强 并达到节约资源和保护生态环境 的目的 其最大的优点是原路面材料的重复利用 能较大程度地节约资源 保护环境 避免山石过多被开采 大修高速公路 大量沥青路面废料的堆放 将使资源的有效利用 废料存放的场地及环保等问题越来越突出 沥青路面 废料的再生利用将不单单是技术问题 而是一个社会问题 石油资源是不会 再生的 过度的开采会导致资源的枯竭 节约自然资源 保护自然环境是我 国的基本国策 从节约资源出发 将旧沥青路面再生充分加以利用是一项行 之有效的措施 有关专家指出 采用沥青路面再生技术 重复利用沥青路面 废料是从根本上解决处置沥青路面废料和缓解资源压力的有效途径 也是适 应当前可持续发展战略的形势 以环境生态的观点而言 路面再生工法是 现场优于工厂 冷拌优于热 拌 本次在西半幅 K149 600 K151 600 段进行就地冷再生试验段 2 冷再生技术的意义 冷再生技术具有以下优点 环境 现有路面材料的完全利用 不需要发现损坏点 来自料场的新材 料的用量最少 减少了因开采料场等所造成的地表断痕 运输量大为减少 极大地降低了能源消耗及运输车另加给路网的损害 再生层的质量 现有材料与水和稳定剂的连续 高质量的拌和确保了再 生层的质量 液态稳定剂的添加因采用微机控制的输送系统而非常精确 各 组份材料的精确计量和可靠输送是获得优质再生材料的保证 结构的完整性 冷再生施工产生的较厚的均匀的路面内 不存在传统施 工方法中有时出现的较薄路面间的薄弱界面 不损坏路基 与采用传统施工机械修复道路相比 冷再生施工很少损坏 路基 典型的冷再生施工 均为一次性作业 再生机的履带 履带式再生机 或高附着力轮胎 轮胎式再生机 在暴露的路面上只通过一次 而采用传统 机械施工时 路基将承受频繁的高应力载荷 往往导致 局部隆起 现象 必 要时需采取挖掘和回填作业进行处理 较短的施工周期 现代再生机械具有很高的生产率 与其他修复施工相 比 大大地缩短了工期 工期的缩短对道路用户来说 具有极大的无法估量 的好处 因为 它大大降低了交通中断的时间 交通安全 冷再生施工最大的优点之一是具有很高的交通安全性 整个 再生机组均可处于同一条车道内 白天可以仅进行一条车道的再生施工 而 到了晚上 包括施工完毕的再生车道在内的整条道路可以全部开放交通 经济性 综合上述所有优点 从经济性的角度来看 冷再生施工是路面 修复的一种最具吸引力的方法 由于冷再生技术具有以上优点 因此实施冷再生技术对于节约自然资源 保护自然环境以及在高速公路的维护中具有非凡的意义 3 高速公路应用冷再生技术的原因及条件 1 保证 高速公路的畅通具有重要的政治 经济意义 高速公路的畅通是缓解我省交通运输紧张状况的需要 高速公路是京珠高速的重要组成路段 是首都北京经我省连接全国各 地的重要交通纽带 高速公路的畅通是我省经济发展的需要 高速公路作为国道京珠高速的重要组成部分 是连接省会和首都北京 的重要通道 能有效的带动沿线地区的经济发展 为保证我省经济的高速发 展 高速公路的改善也已刻不容缓 高速公路的畅通是促进我省旅游事业发展的需要 本项目的实施将创造更为便利 舒适的 快捷的交通条件 对推动河北 省旅游业的持续快速发展有着十分重要的意义 因此 要求施工时间能达到最短 对 高速公路的交通影响减到最小 2 高速公路交通量大 大车多 施工时交通安全问题突出 3 冷再生技术的优点 冷再生技术具有环保 经济 施工工期短 且具有很高的交通安全性等 优点 较适合 高速公路的现状及特点 二 冷再生技术国内外应用情况 1 国外 国外对沥青路面再生利用研究 最早从 1915 年在美国开始的 但由于 以后大规模的公路建设而忽视了对该技术的研究 1973 年石油危机爆发后 美国对这项技术才引起重视 并在全国范围内进行广泛研究 到八十年代末 美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半 并且在再生 剂开发 再生混合料的设计 施工设备等方面的研究也日趋深入 沥青路面 的再生利用在美国已是常规实践 目前其重复利用率高达 80 西欧国家也十分重视这项技术 联邦德国是最早将再生料应用于高速公 路路面养护的国家 1978 年就将全部废弃沥青路面材料加以回收利用 芬 兰几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作 法国现在也已开始 在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中推广应用这项技术 2 国内 我国在上世纪 80 年代交通部将沥青路面再生技术作为重占为科研项目 立项研究 1982 年由同济大学组织协调山西 河北 湖北 河南 山东 江西等省开展了 旧有沥青 渣油 路面再生利用研究 累计铺筑再生路 面 600km 三 试验段现状 1 结构形式 试验段现状结构形式为 5 厘米中粒式沥青混凝土上面层 5 厘米粗粒式 沥青混凝土下面层 15 厘米二灰碎石基层 40 厘米石灰土底基层 在通车运营后的养护中 东 西半幅均进行了沥青混凝土罩面 现状路 面面层厚度为 15 厘米左右 2 检测结果 目测 此段路面大部分路面有车辙和网裂 部分路段网裂和车辙严重 急需处 理 弯沉检测 此段路面现场弯沉检测 西幅超车道平均弯沉值为 66 西幅行车道平 均弯沉值为 55 均大于设计容许弯沉值 30 具体检测数据如下 高速公路西半幅超车道路面结构强度 弯沉 检测数据 检测区间 平均弯沉 标准差 代表弯沉 PSSI K149 000 K150 000 41 1 14 6 70 37 K150 000 K151 000 36 4 10 5 57 49 K151 000 K152 000 42 3 13 6 70 37 高速公路西半幅行车道路面结构强度 弯沉 检测数据 检测区间 平均弯沉 标准差 代表弯沉 PSSI K149 000 K150 000 33 1 12 1 57 49 K150 000 K151 000 33 3 11 4 56 51 K151 000 K152 000 31 0 9 8 51 58 车辙检测 经检测此段路面车辙较重 大部分路段车辙在 30 50cm 深 急需处理 钻芯 钻芯检测发现此段路面网裂部分面层和基层完全松散 轻微网裂处面层 散 基层上部松散 成片状 部分路段表面较好 但基层松散 钻芯情况如 下 钻芯情况一览表 桩号 位置 钻芯情