淺談瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用
2016-05-23
0 引言
近年來隨著交通建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，我省國省干線路網(wǎng)已日趨完善，新建項目逐漸減少，隨之而來的是大量的改擴建及大修工程。瀝青路面基層大部分采用半剛性材料，目前道路出現(xiàn)的病害多是由于基層開裂、破碎以及強度不足等引起，需補強改善。過去的做法是將面層和基層一并挖除，然后再重新做基層和面層，這樣不僅工程造價較高、施工工期較長、污染環(huán)境，并且需要長時間中斷交通，給車輛和行人的通行帶來不便。為解決現(xiàn)有傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)改建工程施工中存在的問題，我們在國道105太和北段瀝青路面大修工程中采用水泥穩(wěn)定就地冷再生施工工藝對舊瀝青路面進(jìn)行處理。以下就國道105太和北段水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用做一闡述。
1 工程概況
1.1 老路概況 為了合理的選擇維修方案，確定道路結(jié)構(gòu)組合形式及老路冷再生厚度，我們對老路現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查及檢測。國道105太和北段是國家公路網(wǎng)京珠線的一部分，位于太和縣城以北，是連接阜陽與亳州的重要道路，也是阜陽北大門的重要出口路，路面寬度14米，路基全寬17米，路面結(jié)構(gòu)形式為7cm瀝青混凝土+20cm水泥穩(wěn)定碎石+20cm10%石灰穩(wěn)定土。由于近年來該段道路交通量驟增，尤其是超載車輛的影響，往北去以運送淮河的砂料車為主，往南去以運送淮北的石料車為主，該段道路出現(xiàn)了不同程度的病害，主要表現(xiàn)為：龜裂、破碎、坑槽、沉陷、縱向裂縫、橫向裂縫等。根據(jù)檢測結(jié)果，老路路面狀況指數(shù)為41，評定等級為次；老路平均彎沉值為75（10-2mm），彎沉值標(biāo)準(zhǔn)差為47（10-2mm），代表彎沉值為152（10-2mm）；路面強度指數(shù)為0.21，評定等級為差。
1.2 維修方案的確定 按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，結(jié)合老路檢測結(jié)果，以上路段需采取大修補強措施以提高其承載能力。由于老路病害多是由于基層開裂、破碎以及強度不足等引起，大修時需一并處理，為了解決將舊路挖除重建而存在的建筑廢料的運輸和堆放問題，降低工程造價，減少環(huán)境污染和破壞，提高基層的整體性能，為鋪筑上層路面結(jié)構(gòu)提供良好的承載力，增強新建路面使用性能的可靠性，本次大修采用先對老路進(jìn)行就地冷再生然后加鋪結(jié)構(gòu)層的方案。
2 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計
水泥穩(wěn)定就地冷再生結(jié)構(gòu)組合設(shè)計與傳統(tǒng)的瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計基本相同，針對老路改建及大修而言，應(yīng)充分翔實的調(diào)查收集老路交通量資料，合理的確定增長率，計算設(shè)計年限內(nèi)一個車道的累計當(dāng)量軸次，結(jié)合設(shè)計路面等級和類型，計算設(shè)計彎沉值，從而確定冷再生厚度。本工程為二級公路，設(shè)計年限為12年，經(jīng)計算一個車道上設(shè)計年限內(nèi)累計軸載692.0697×104軸次（換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載100KN），車道設(shè)計彎沉值為31.7（10-2mm），結(jié)構(gòu)組合為3cm厚AC-10細(xì)粒式瀝青混凝土+5cm厚AC-16中粒式瀝青混凝土+18cm水泥穩(wěn)定碎石+23cm冷再生水泥穩(wěn)定碎石。
3 水泥穩(wěn)定就地冷再生底基層級配設(shè)計
在水泥穩(wěn)定就地冷再生層施工前，在原道路上取有代表性的銑刨料樣品嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行試驗，對于有機質(zhì)含量超過2%或硫酸鹽含量超過0.25%的舊路混合料，不得用水泥穩(wěn)定就地冷再生。銑刨料單個顆粒的最大粒徑不應(yīng)超過37.5mm，其顆粒組成應(yīng)在表1所列范圍內(nèi)。對級配不良的銑刨舊料，應(yīng)通過參加部分新料以改善其級配。
水泥應(yīng)選用初凝時間3h以上和終凝時間6h以上的普通硅酸鹽水泥，不應(yīng)使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質(zhì)的水泥。宜采用32.5級的水泥，水泥劑量應(yīng)根據(jù)試驗確定，應(yīng)不低于3%，不大于5%，在滿足設(shè)計強度的基礎(chǔ)上限制水泥用量。水泥穩(wěn)定碎石7天抗壓強度應(yīng)≥2Mpa，壓實度不小于97%。
4 水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)施工工藝
4.1 鋪筑試驗段 水泥穩(wěn)定就地冷再生施工前必須鋪筑試驗段，其目的是為了通過現(xiàn)場試拌確定再生機械的操作工藝、行走速度、鉆子速度，考察再生料的各項指標(biāo)，驗證再生料的級配，確定壓實機械組合、壓實工藝、碾壓速度及變數(shù)，了解再生后老路的膨脹率。 試驗段的長度應(yīng)不短于200m，根據(jù)道路結(jié)構(gòu)形式和損壞狀況進(jìn)行選取，使試驗段要具有代表性。再生時應(yīng)嚴(yán)格控制再生深度，如遇問題應(yīng)及時解決。
4.2 施工
4.2.1 施工準(zhǔn)備 冷再生全面施工前，應(yīng)備足施工所需各種材料，并按規(guī)定進(jìn)行抽檢，對于不合格材料堅決拒收。根據(jù)試驗段結(jié)果，配備合適的人員及機械以滿足大面積基層施工需要。施工前應(yīng)再次檢測老路彎沉，并進(jìn)行老路病害調(diào)查，對彎沉特異點及由底基層損壞引起的病害進(jìn)行挖補處理，對原路的車轍、波浪等嚴(yán)重變形的路面應(yīng)進(jìn)行預(yù)整平。施工前還應(yīng)清除再生路段上存在的井蓋、路緣石等類似結(jié)構(gòu)物，原道路表面的石塊、垃圾、雜草等雜物和積水亦要徹底清除。
在再生施工之前，應(yīng)在道路的兩側(cè)放置一系列的標(biāo)樁（桿）作為基線，用來恢復(fù)道路的中心線。標(biāo)樁（桿）的間距，曲線距離不應(yīng)超過20米，直線距離不應(yīng)超過40米。
4.2.2 新材料的準(zhǔn)備 根據(jù)原道路再生深度內(nèi)的平均密度，計算每平米新料的添加量。水泥采用人工撒布，為了保證水泥撒布的均勻，撒布前用石灰彈出方格，方格為一袋水泥或兩袋水泥的用量，撒布時將水泥拆放在事先準(zhǔn)備好的木板上然后人工用鐵鍬均勻撒在路面上，水泥撒布完后，表面應(yīng)沒有空白位置，也沒有水泥過分集中的地點。為減少撒布后水泥損失，人工撒布水泥時，實際采用的水泥劑量應(yīng)比試驗室確定的水泥劑量多0.5～1.0%，撒布時間控制在施工前一小時左右，且應(yīng)選擇在無風(fēng)天氣。
4.2.3 冷再生機銑刨與拌和 本工程再生厚度為23cm，再生施工速度為5m/min，再生拌和的速度必須緩慢、均勻、連續(xù)，以使銑刨后料的級配波動范圍不大，遇到網(wǎng)裂嚴(yán)重地段降低再生機組行進(jìn)速度，提高銑刨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。再生機后配有專人跟隨，隨時檢查再生深度、水泥含量和含水量。水泥含量的檢測采用現(xiàn)場及時采樣做EDTA滴定試驗，快速（10min內(nèi)）測定水泥劑量及混合料的拌和均勻性，以確保及時準(zhǔn)確地對水泥劑量進(jìn)行調(diào)整。含水量采用酒精燃燒法做含水量試驗，測定含水量變化并及時調(diào)整加水量，加水量可由再生機精確控制。再生深度的檢查采用鋼纖刺入土中，測量其刺入深度，看其深度是否合格，嚴(yán)禁冷再生施工時損壞老路底基層。再生機后還安排數(shù)人處理邊線和清理混合料中的雜質(zhì)以及每刀起始位置的余料，以防止影響縱向接縫、橫向接縫、平整度和再生材料的密實性。
4.2.4 碾壓整形 在再生機后應(yīng)緊跟一臺鋼輪振動壓路機進(jìn)行初壓，采用高幅低頻進(jìn)行壓實，鋼輪壓路機的工作速度不得超過3km/h。在初壓完成后，用平地機初步整形，測量人員每10米測量出一個斷面的中樁及邊樁高程，根據(jù)設(shè)計縱斷面高程和橫坡，按試驗段確定的松鋪系數(shù)1.13帶線找平，高出部位用平地機刮平，局部低洼處，應(yīng)用齒耙將其表層5cm以上耙松，并用新拌的混合料進(jìn)行找平，不應(yīng)形成薄層貼補現(xiàn)象。在整形過程中，嚴(yán)禁任何車輛通行，并保持無明顯的粗細(xì)集料離析現(xiàn)象。整形后，當(dāng)混合料的含水量為最佳含水量時，立即用光輪壓路機先以高幅低頻振動模式后以低幅高頻模式進(jìn)行壓實。直線和不設(shè)超高的平曲線段，由路肩向路中心碾時，應(yīng)重疊1/2輪寬，后輪必須超過兩段的接縫處，后輪壓完路面全寬時，即為一遍。一般需碾壓6～8遍。壓路機的碾壓速度，頭兩遍以采用1.5～1.7km/h為宜，以后采用1.8～2.2km/h。壓路機不得在已完成的或正在碾壓的路段上急剎車或調(diào)頭，壓路機的啟動及停止都應(yīng)低速、緩慢進(jìn)行，以保證再生層表面不受破壞。碾壓過程中，應(yīng)始終保持再生層表面濕潤，如水分蒸發(fā)過快，應(yīng)及時補灑少量的水，嚴(yán)禁大量灑水碾壓。從拌和開始到壓實結(jié)束，應(yīng)控制在水泥初凝前且在試驗確定的延遲時間內(nèi)完成碾壓，并達(dá)到要求的密實度，同時沒有明顯的輪跡。在碾壓結(jié)束之前，用平地機再終平一次，使其縱向順適，路拱和超高符合設(shè)計要求。
4.2.5 接縫和調(diào)頭處的處理 兩工作段的銜接應(yīng)搭接拌和，前一段拌和后留5～10米不進(jìn)行碾壓，待后一段施工時，將前段未碾壓部分重新加水泥拌和，并與后段一同碾壓。冷再生施工應(yīng)避免縱向接縫，不能避免時應(yīng)搭接拌合，搭接寬度為50cm，加水泥重新拌和后與后段一同碾壓成型?？v向接縫的位置應(yīng)避開慢行、重型車輛的輪跡。
4.2.6 養(yǎng)生 每一段碾壓完成并經(jīng)壓實度檢查合格后，應(yīng)立即開始養(yǎng)生。養(yǎng)生方案可采用覆蓋（吸水土工布等）養(yǎng)生。養(yǎng)生結(jié)束后，必須將覆蓋物清除干凈，嚴(yán)禁采用草簾進(jìn)行養(yǎng)生。在養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通。水泥穩(wěn)定就地冷再生層養(yǎng)生7d經(jīng)檢驗合格后方可鋪筑上層混合料。
5 結(jié)語
水泥穩(wěn)定就地冷再生不僅能解決舊路挖除重建而存在的建筑廢料的運輸和堆放問題，降低工程造價，減少環(huán)境污染和破壞，而且能解決基層病害，提高基層的整體性能，為鋪筑上層路面結(jié)構(gòu)提供良好的承載力，增強新建路面使用性能的可靠性。
參考文獻(xiàn)：
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