摘要:泡沫沥青冷再生料作为柔性基层具有柔韧性好,抗裂能力和抗车辙能力强的特点,可以有效提高沥青路面的使用寿命,同时旧料利用率高,可以节约公路建设材料,缓解沥青供应紧张的压力,减少废旧材料占用土地,防止环境污染,具有较好的经济效益和社会效益。本文主要对泡沫沥青混凝土冷再生技术在公路工程中的应用及质量控制进行了探讨。
关键词:公路工程;泡沫沥青;冷再生;应用;质量控制
1泡沫沥青混合料技术特点和应用范围
1.1性能特点
泡沫沥青冷再生混合料主要具有一定的技术优势,其优点主要表现为:(1)除沥青发泡装置外,其它设备均可采用常规的路面施工机械;(2)泡沫沥青冷再生可利用铣刨旧料及其它低等级骨料;(3)泡沫沥青冷再生基层强度增长快,施工后可尽快开放交通;(4)泡沫沥青混合料施工具有柔性路面结构特性,不容易产生裂缝,耐久性好;性能可与柔性基层媲美,且造价比柔性基层低得多;(5)泡沫沥青混合料的贮存稳定性好,厂拌后的泡沫沥青混合料至少可放置一、两天而不会影响其性能;(6)泡沫沥青能够与湿、冷骨料混合而不影响其使用性能,稳定性好,泡沫沥青混合料的施工性能较好,可在小雨天气进行施工。
1.2应用范围
泡沫沥青厂拌冷再生适用于各等级公路的RAP料进行再生利用,再生后的混合料根据其性能和工程情况,可用于高速公路、一级、二级公路沥青路面的下面层及基层;三、四级公路沥青路面的面层,也可用于市政工程、收费站等其他公路的中下面层和基层,适用范围广泛。当用于三、四级公路或乡村道路沥青路面的表面层时,应采用稀浆封层、碎石封层、微表处等做上封层。基于泡沫沥青冷再生混合料的上述优点,开展冷再生技术应用推广既有利于迅速掌握这项推广前景广阔的再生技术,既有利于环保,且可节约大量投资,具有重要的社会效益和经济效益。
2公路工程中泡沫沥青混凝土冷再生技术施工工艺
2.1施工机械
现场冷再生施工中,使用的冷再生主机有德国的维特根、意大利的玛莲尼等公司。机械配置主要有三大类:(1)再生主机,主要有中型履带式多用途再生机、大型专用履带式再生机、中型轮胎式多用途再生机;(2)专用配套机械,主要为水泥稀浆搅拌输送车;(3)通用配套机械,主要有乳化沥青运输车、液态沥青保温运输车、平地机、铣刨机、新骨料运输卡车、压路机等。
2.2施工要点
(1)施工前准备
对于拟施工的路段,提前进行交通封闭,设置相应的交通标志牌,做好交通管制工作。将原路面坑槽、唧浆等病害用贫混凝土处治,消除再生层下的软弱夹层,将原路面清扫干净,除去表面的尘土、积水及其他杂物。根据作业顺序,将所有机械设备运抵现场并调试至备用状态,按空间顺序合理摆放,连接所有与再生机相连的管路,施工前排出系统中的所有空气,并确保所有阀门均处于全开位置;再生机操作人员应将上述材料的使用量按配合比设计的数据输入计算机,保证所有程序正常运转。沥青运至现场的温度不能低于165℃。
(2)沥青供应
沥青装车温度170-180℃,现场沥青温度不得低于160℃,避免长时间沥青保持180℃以上温度。选择保温性能好的沥青罐车,沥青罐车容量也要足够大,否则频繁更换和等待沥青罐车将会严重影响生产效率,同时进行沥青发泡之前,应检查罐车中的沥青温度是否符合要求,若低于发泡温度则不予使用。另外,还需对拌制出的泡沫沥青混合料进行检查,包括料的湿度以及沥青分布是否均匀等,以保证混合料性能符合设计要求。
(3)用水量控制
考虑天气因素,实时调整混合料的含水量。一般阳光强烈、气温高时,混合料的含水量可稍大。碾压过程中,再生层表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时洒水。
(4)矿粉及机制砂摊铺厚度
机制砂和矿粉按设计比例进行拌合,将拌合好的混合料用料运到施工现场,用撒布机均匀撒布2.5cm,已改善混合料级配,保证0.075mm筛孔通过率符合设计要求。
(5)泡沫沥青横、纵缝处理
纵向接缝的位置应避开快、慢车道上车辆行驶的轮迹。
纵向接缝处相邻两幅作业面间的重叠量不宜小于100mm。横向接缝,在进行下一阶段施工时应复拌不小于1m。且做好纵接缝处含水量控制。泡沫沥青冷再生的铣刨、成型和压实。根据摊铺试验段经验,再生速度控制在3~6m/min,再生组缓慢、均匀、连续地进行再生作业,再生深度控制在13.5~14.5cm。根据试验段压实度检测和取芯结果,确定初压采用一台钢轮振动压路机关闭振动进行稳压一遍,稳压后采用该台压路机低频高幅强振碾压6遍完成初压,初压碾压速度控制在1.5~3km/h。复压采用30t胶轮压路机碾压6遍,碾压速度控制在2~4km/h。终压采用双钢轮振动压路机碾压3遍,碾压速度控制在3~5km/h,最后用静压收光。要严格控制用水量,重叠铣刨处及时调整用水量,碾压过程中出现弹簧、松散、起皮等现象时,应及时重新翻拌,使其达到质量要求。根据现场施工的情景,应及时将摊铺机前面由于卡车卸料时撒落的材料(特别是已经风干、粗集料相对集中的情形)清除出路面,以保证摊铺压实的效果,而不应将这些材料不作任何处理就留在再生层的底部。在胶轮压路机进行终压前应向再生层表面洒少量的水,洒水量应严格控制,只需将表面湿润即可。严禁压路机在刚完成碾压或正在碾压的路段上调头、急刹车及停放。
(6)养生
冷再生层加铺上层结构前必须进行养生,养生时间宜不少于4天,当再生层可以取出完整芯样,且再生层含水量低于2%时,可以提前结束养生,养生期间须封闭交通,采取自然养生,但确需开放交通条件下养生,再生层在完成压实至少1d后方可开放交通,但应严格限制重型车辆通行,行车速度控制应控制在40km/h以内,并严禁车辆在再生层上调头和急刹车。为避免车轮对表层的破坏,可在再生层上均匀喷洒慢裂乳化沥青。
3施工质量控制
3.1施工质量
(1)施工过程中各种材料质量检查的项目:泡沫沥青、水泥、回收沥青面层材料和新集料。(2)施工过程中混合料质量控制项目:沥青用量、水泥剂量、矿料级配、混合料外观、压实度、15℃劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比。(3)施工过程的外观尺寸检查项目:平整度、最大间隙、纵断面高程、厚度均值、厚度单个值、宽度、横坡度、外观、芯样外观。以上检查的项目频率与要求符合THGF41—2009《公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术规范》的规定。
3.2检查验收
冷再生混合料施工质量验收的检查项目:压实度、平整度、最大间隙、纵断面高程、厚度均值、厚度单个值、宽度、横坡度、外观,频率和要求符合THGF41—2009的表9.5.1-2的规定。
3.3注意问题
(1)严格控制铣刨机的性能。(2)铣刨料的处理。回收沥青面层材料(RAP)级配离散性相对较大,应分档处理。(3)控制混合料的含水量。混合料含水量控制不理想,经常出现含水量偏大的情况,造成施工现场摊碾压过程中出现弹簧现象,影响材料压实效果。拌和时要根据回收沥青面层材料、外掺料干湿情况及天气状况,及时调整拌和外加水量,使混合料含水量要略大于最佳含水量0.5%~1%,运到现场摊铺时的含水量不小于最佳含水量。运送混合料的车厢应覆盖,以防水份损失。(4)摊铺前槽底应清扫干净保证上下层结合。(5)严格控制压实度,碾压设备的匹配选择合理,控制混合料的质量。
4结束语
沥青混凝土路面具有强度高,经久耐用,维修养护费用低等优点,沥青混凝土路面作为我国公路路面的重要形式之一,应用越来越广泛。有效加强公路沥青路面养护、维修工作,防止路面资产流失、降低路面资产折旧率,加快路面维修养护速度,减少维修养护对沥青路面使用的影响,减少公路沥青路面的维修养护成本,维护路面使用质量,做到维修养护资金最小化和路面性能最优化,是亟需解决的一个重要课题。
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