水泥稳定就地冷再生工艺在公路养护中的实践研究

水泥稳定现场冷再生技术在公路养护中的应用研究摘要：本文结合实际工程，介绍了当地冷再生技术和应用检测结果，揭示了当地冷再生具体施工技术的应用情况，指出了冷再生技术的优点：在充分利用原路铣削废弃物的同时，避免大幅节约建筑材料的废弃物用地， 在节约有利于保护生态环境的资源、减少投资、降低成本、满足可持续发展要求的道路养护领域有着广泛的应用前景。关键词：在水泥稳定的情况下冷却再生的基础层流程应用程序一开始国家实施通县油路、县际油路、通乡油路、西部大开发、扩大内需等政策后，增加了基础设施投资资金，道路管理事业发展迅速，同时扩大了原有道路路面的大中修理和改建工程比例。 沥青混凝土路面一般按设计年数每1015年需要翻修一次，现在，早期建成的高级路面进入修理和改建时期，大量挖掘、铣削沥青混合料被废弃，导致环境污染，同时资源浪费较大。目前，沥青路面的基层结构基本采用水泥稳定骨料等半刚性基层，重载时基层出现裂缝、破碎等破坏，路面整修、改造时需要统一处理。 沥青路面改造和养护持续采用传统方式，不仅会增加路面翻修所需的沥青和砂砾材料，容易造成环境污染，而且随着基层铺设，道路海拔越来越窄，与周边相接的道路高度也越来越高，沿线村排水问题难以解决。 采用冷再生技术，不仅可以再生利用沥青表层和基层旧材料，充分利用旧道料，恢复提高旧道路的强度，还可以节约能源，避免环境污染，降低工程成本。因此，旧沥青路面材料的再生利用已成为构建节约型社会、环保社会和绿色社会的重要课题。 笔者从宜良开始从事犬街道道路修理工程实施的“现场冷再生基础技术示范路”试验区施工检测资料和设计经验，简要阐明了沥青路面水泥稳定现场冷再生技术的应用知识。双水泥稳定定位冷再生的概念2.1定位冷却再生定义水泥稳定现场冷再生是在用再生机(或强力机夹头)以规定深度、行走速度和转子速度进行强力加工后得到的具有一定倾斜度的水稳混合物(根据需要加入一定比例的新材料)中，加入一定量的水泥，在最佳含水量的状态下混炼形成再生混合物，通过整形、碾压、养护该技术材料形成的工艺要求与其他传统的再生技术工艺相似，经过回收、破碎，需要一定的倾斜度，加入适量的稳定剂(水泥、沥青等)，常温下再混炼，形成具有一定路用性能的再生混合料。 但施工技术存在很大差异，现场冷再生是基于与特殊工程机械相结合，在旧路再生现场综合了铣槽、破碎、配合、搅拌、铺砌、平整、压实等工序的技术方式，整个流程一下子完成，工序时间节约，再生效率提高。2.2施工技术水泥稳定现场冷再生的工艺流程：施工放样原道路特殊处理新石材的准备(必要时)再生单元的设置水泥的配置和散布冷再生机铣削目的和混炼碾压整形接缝和翻转处理养护。 水泥稳定现场冷再生的施工工艺应按上述顺序进行。三水泥稳定定位冷再生技术应用结果分析3.1工程气候条件宜良县宜犬公路路面整治工程位于低纬高原，属亚热带季风气候区，日照充足，气温、土温变化幅度不大，年平均温度16.3，最冷月平均温度8.1，最热月平均温度21.8； 年平均日照量2177.3小时，年平均降雨量912.2毫米。 季节温度变化春大，冬季起伏小，地表温度年均为18.9。3.2旧路状况调查旧沥青路面的弯道值影响试验区间的冷再生设计很重要，在试验区间铺设前，先测量旧沥青路面的弯道。 根据实测值计算代表曲线。 调查原路结构和材料的结果表明，土基上面结构层厚度约为30cm，因长期交通负荷松动，结构设计时与倾斜碎石近似。 根据各连杆的代表性曲线值逆算土基上表面回弹模量。 在结构设计过程中，30cm结构层的模量从上向下线性变化，再生层设计厚度为20cm，采用插值法计算了20cm层底部的模量。 计算结果见表3.1。表3.1原连杆表示曲线值和回弹模量连杆桩号表示转角(0.01mm )旧路面顶当量回弹模量(MPa )土基上表面回弹模量(MPa )二十厘米的层底回弹模量(MPa )K0 000K1 000156.4598.532348.18K1 000K2 000135.63120.923261.64K2 000K3 000105.01156.195387.40K3 000K4 000148.50110.442754.81K4 000K5 000157.74103.972551.32K5 000K6 000153.2594.672044.893.3就地冷再生结构的组合设计3.3.1设计原理水泥稳定现场冷再生结构组合设计总体上与传统沥青路面结构设计相同，但旧路面修改时，根据调查的交通量数据确定交通量增长率，计算设计年限内车道的累积当量轴，将路面等级与路面类型相结合，采用沥青路面半刚性设计理论，计算设计曲线值。 根据原路面设计强度和道路状况调查得到的路面损伤情况，估算冷再生结构层的厚度，调查冷再生结构层基底层的当量回弹模量，估算确定再生层的厚度，一般厚度不得小于18cm。 道路状况调查中的现场装载板试验得到的原路各层的下部复合弹性模量，使用插补法决定在道路铣削深度下的下层复合弹性模量，将该弹性模量作为再生层底部弹性模量。如果按照设计管理结构层厚度，则重新创建结构层配置并进行计算，直到管理结果满足要求。 最后进行技术经济比较，确定最终采用的路面结构方案。3.3.2水泥稳定位置冷再生”基础设计结果路面基础采用“水泥稳定现场冷再生”新技术结构，注意在设计中充分吸收过去类似工程的实际经验，体现经济、适用、耐久的设计思想。 设计中经验式规定的一部分数据，有必要通过有关试验路面铺装的试验检查进行验证。 严格按照现行检验标准进行质量检验后，可以进行全面工程。由设计的弯曲值计算设计层的厚度：再生基层的阶段性计算厚度为22 cm26 cm之间的旧路面的修补再生后，只进行磨损层铺装，即硅藻土改性沥青凝聚(AC-16F) 0.6cm浆料封层(ES-2 )。3.4基础混合物的组成设计3.4.1矿物质梯度组成设计水泥稳定现场冷再生层施工前，在原道路上采集了代表性铣削样品，严格按照相关规范和规程进行了相关试验。 水泥稳定使用当地冷再生层作为基层时，各粒子的最大粒径不得超过37.5mm，其粒子组成应在表3.2所示的规范倾斜范围内，相对于二级道路在接近倾斜范围的下限配合混合材料。 在倾斜不良的铣削中切削旧材料，混合新材料改善倾斜，取新材料作为规定材料场的代表样品，严格按照相关规范和规程进行试验，进行配合比的设计。(1)将旧混合料的代表样品完全风干，测定旧混合料完全风干后的含水量。(2)根据旧混合和新进料的倾斜度确定合成倾斜度，建立倾斜曲线，设计合成倾斜度应在相应的倾斜度范围内，并接近表3.2中级倾斜度范围的中值。铣削旧材料的筛选结果如表3.2所示，其梯度组成满足公路沥青路面再生技术规范的要求。表3.2水泥稳定位置冷再生混合料组成设计筛孔骨料种类通过方孔筛的百分比(% )37.526.5199.54.752.361.180.60.075把旧材料用铣刀切开1009889.256.432.717.09.55.51.8规范倾斜范围901006610054100391002884207014578470303.4.2确定水泥的最佳用量和最佳含水量(见表3.3 )(1)以4 %、4.5%、5%、5.5%、6%的5种水泥的量，配制同样的土样、不同的水泥的量的混合物，稳定材料的塑性指数大于12或粒子细小时，适当地增加水泥的量1%2%。(2)按照设计配比决定的新旧材料比例进行原料，原料的情况下37.5mm以上的材料用1937.5mm代替。 根据规定的压密度，分别计算不同水泥量试件的干燥密度。(3)根据最佳含水量和计算出的干密度制备试样。 试验结果偏差系数大于规定值，必须重新试验，找出原因加以解决。(4)计算无侧限抗压强度试验结果的平均值和偏差系数。(5)根据要求的强度标准，选定合适的水泥量。 该量试件室内试验结果的平均抗压强度应满足式3.1的要求。(3.1 )rd-设计抗压强度za-试验结果偏差系数对应于cv-标准正态分布表的保证率(或可靠度a )而变化的系数，若将保证率设为90%，则Za=1.282。表3.3配合比设计参数设计参数水泥用量最大干密度最佳含水量7d无侧限抗压强度单位%g/cm3%MPa数值4.02.1736.02.6703.4.3试验路施工使用设备主要使用德国维特利公司生产的WR250OS型现场冷再生机实现了再生工程。(1) 1台1)WR2500S型就地冷冻再生机(2)20T (自重)单钢车冲压机一台(3)32T (自重)单钢车压力机1台(四)三台水轮机。3.5试验路施工技术组织3.5.1冷却再生单元的设置(1)用推杆连接再生单元，连接再生机上的所有配管。(2)检查再生工作人员是否将相关数据输入计算机。(3)检查水轮机内的水是否足够。(4)排除系统内的所有空气，确认所有阀门处于全开度位置。(5)检查再生链路内的导向标志，确保导向标志明确。(六)全面检查再生工程所需的其他机械设备。3.5.2并排铺水泥(1)水泥的添加方式，一般有将粉状水泥撤去到再生前的被再生路面，再生时混炼与水泥统一的旧混合料的方式。 用专用水泥浆搅拌搬运车将水泥和水搅拌成浆状，可以将水泥浆直接喷洒到再生机的搅拌箱中。 由此，不仅能够保证水泥使用量的正确性，还能够防止风吹等造成水泥材料的丢失。 用专用水泥拆卸车拆卸水泥，拆卸车作为再生单元的一部分。(2)人工配置和散布水泥时，要根据水泥的量，计算水泥稳定层每平方米所需的水泥量，决定水泥配置的纵横间隔。 使用水泥浆车时，要计算出水泥浆的喷出量，实际水泥量应多o0.5 %；在工地人工拆除水泥，实际水泥量应多0.51.0 %；水泥的最小量应在4%以上。(3)宜良至犬街路面修理技术试验示范路面水泥的现场冷却再生基层采用上述第一种水泥添加方式：水泥量以4%添加，根据计算出的水泥每袋纵横间隔(2.5m0.8m )，在铺有砂砾的路面上做设置标记。 用刮板将水泥均匀铺开，铺开水泥后，表面没有空白的位置，也没有水泥过于集中的地方。3.5.3添加新骨料如果需要添加新骨料，则根据室内设计结果和原道路再生深度范围内的平均密度，计算每平方米新骨料的添加量。 根据各材料的质量和体积，计算各材料的装载距离，将新材料均匀拆除到旧路面上，检查新材料拆除是否均匀。本项目在施工过程中，为了增加铣削细小材料的不足，利用铺装机在原路面表面铺设了5cm的砂。3.5.4冷冻再生机的施工(l )冷再生机推进水轮机原路面。(2)再生人随访，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，与再生工作人员协调。(3)每刃再生结束后，检查铣头的刀架、刃，发现损伤后立即更换。在当地生活的铣削深度为22cm26cm，行驶速度为5m/min，铣削轮毂的转速为150r/min，加水量为3.3%，但根据天气的不同，稍有差异，在0.1%0.2%之间。3.5.5碾压成形由试验路径得到的结果确定，转压工艺的组合为：YZ12静压1道次、振动压8道次(YZ12振动压6道次、XSM220振动压2道次)。(1)再生机之后立即在YZ12型单钢车的振动压路中进行初压，一度静压后，在高振幅低频下进行压密，再用XSM220型单钢车的振动压路机加压2次。 涡轮压力机工作速度为2.36km/h。(2)初压完成后，用人工平整的方法平整。(3)整形后，立即用22T单钢车压力机进入高振幅低频振动模式，然后用低频高振幅模式压实。 不设直线和超高的平曲线段在从路肩碾压到道路中心时1/2轮宽重叠，后轮必须超过2个接缝，后轮压迫路面的整个宽度时是一次。(4)严禁在冲压机完成的道路或碾压的道路上转头或急刹车，保证再生层的表面不被破坏。(5)碾压过程中，再生层表面应始终保持湿润，水分蒸发过多，适时补充少量水分。(6)碾压过程中，出现“弹簧”、“松动”或“剥皮”等现象时，立即打开再搅拌。各段碾压完成，压实度检查合格后，立即开始养护。3.6应用结果分析3.6.1铣削目标倾斜提取情况水泥现场冷再生基础施工过程的中级配合分级检查在公路沥青路面再生技术规范进行。 抽样检查情况见表3.4。表3.4阶段筛分部分的提取情况网格尺寸通过方孔筛的百分比(% )37.526.5199.54.752.361.180.60.