路面基层冷再生技术在公路养护工程中的应用研究

发表时间:2021/4/2   来源:《建筑实践》2020年第33期   作者:颜毅
[导读] 公路养护工程的路基冷再生技术,能够显著降低施工成本,
        颜毅
        西安公路管理局 陕西西安  710003

        摘要:公路养护工程的路基冷再生技术,能够显著降低施工成本,缩短施工周期,并且在环保上更胜一筹,因此属于养护工程中大力推广的施工技术。本文重点分析冷再生技术的主要控制指标,以及该技术在公路养护工程中的具体应用情况,希望本文的分析能够为公路养护工程的发展提供助力。
        关键词:冷再生技术;公路养护工程;应用研究。 
一、引言
        基层冷再生主要指的是把旧的路基进行就地粉碎处理之后,根据设计要求或者试验确定的数据,利用机械设备精确摊铺加入相对应的粗骨料或者细集料、水泥、水等,然后连续性的进行拌和、摊铺及压实成型的过程,随后养生并形成符合质量标准的结构层的一种施工工艺。但因其施工技术标准高、机械设备多、管理管控难,在当前的公路养护工程中,公路路基的冷再生技术,呈现出良莠不齐的局面。本文将重点介绍冷再生技术的一些难点和重点,提高冷再生技术的应用水平。
二、冷再生技术的优势
        公路路基的冷再生技术和传统的挖换填维修方式对比,从运输环节、废料处置方面有显著的优势,尤其是目前道路限制汽车超载、环保趋严的大形势,运输成本和废料弃置的成本相当高,例如某市运价接近吨公里1元,废料弃置每立方100-150元的价位,仅仅节省这两项,工程造价就能大幅降低。其次,由于现场加工,工效大幅提高,节省了施工时间和施工场地,并且因为流程环节少,施工组织简便,和后续的工序可以更好的衔接。再次,兼容性强,路面面层无论是新设沥青混凝土面层或是直接进行稀浆封层、碎石撒布等形式,均可以自由组合,适应范围和条件非常优异。路基冷再生在市区道路或村庄城镇范围,能够保持原有道路标高、线型,维持原有排水、人行道、路灯等道路附属建筑,以及沿路两侧民建的高差,避免发生纠纷或因路面抬高导致的其他现实问题。

三、结合工程案例分析冷再生技术在具体的公路养护过程中的应用情况
        本文所涉及的工程案例是某市环山一级公路,双向四车道,建成通车时间为2004年,设计车速80km/h,路基宽28米,横断面形式为4米非机动车+1.5米侧分带+17米行车道+1.5米侧分带+4米非机动车道,为沥青混凝土路面。本次施工路段全长10.443km。近年来,随着经济的迅猛发展,交通流量进一步增大,这条道路长期在一种超负荷的运营情况下,因此在路面出现了比较明显的反射裂缝、网裂、坑槽等相关问题有不同程度的损害,对于公路的运行质量和服务水平会造成很大影响,本次维修根据病害分布情况对病害集中路段采用分车道、分幅或全幅面层铣刨后对基层采用20cm就地冷再生方案,实施的主要节点为以下几个方面。


(一)施工准备
(1)旧路结构状况调查
        对旧路进行弯沉检测,每车道1km检测40-50个点,针对原有路面的承载能力,进行全面深入的了解和调研。
(2)针对旧的路面结构材料进行现场破碎和取样,进一步有效明确实际的旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等,对整体结构强度也要进行充分的掌握,然后进行匹配的冷再生配合比实验等,以此充分明确不同配合比的最大干密度(重型击实),同时获得指导生产的集料用量及级配、碎石骨料和水泥添加量、最佳用水量。
        根据级配对每一编号试块在实验室按含水泥量(质量比)5%,7%试配获取三种水泥含量的最大干密度和最佳含水量,并在规定温度下,试件保湿养生6d,浸水24h后,按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验获取7d标准抗压强度,有针对性的结合试验结果来明确相对应的水泥量。
(3)对旧路结构材料做好处置分析工作,然后对选用的硅酸盐水泥,或是矿渣硅酸盐水泥进行质量检测,宜选用初凝时间≥4小时,终凝时间≥6小时的道路专用水泥。(其他类型水泥因为水泥化热尽量避免选用)。对施工用水也要进行必要的检测,尽量选用饮用级的自来水作为冷再生的施工用水。
(二)施工工艺要点
(1)铣刨原路面
        将老路面4cm+3cm沥青砼面层整幅铣刨,铣刨后要针对整体路面进行切实有效的清理,同时也要有针对性的调整原有道路的横坡、纵坡线等,确保原来局部隆起或凹陷的不平整充分满足相对应的施工要求,使其更加平滑。在施工标准较高时,可提前做好测量放样工作,确保施工后标高、纵横坡达到设计要求。认真做好检查路基面的工作,发现裂缝、点状松散、沉陷、翻浆等病害,必须进行对应的处理方案进行处理。将原有路面存有的杂物清理干净,将边线也清理干净,同时将再生路段上面的井盖等结构物清除。
(2)有效做好施工放样和材料堆放
        按照原有路基铣刨过的标高和冷再生混合料底新铺基层的设计标高及经试验段确定的松铺系数,将新铺底基层的摊铺高程计算出来,并进行施工放样作业。
        在每平米新料添加量的计算中必须严格遵循原有路内再生深度的平均密度进行计算。按照每车料的多少进行其堆放距离的确定。在对每平方米稳定层水泥用量计算时,必须严格遵循水泥剂量要求进行,并对水泥摆放的纵横间距进行确定。
        撒布碎石:将自然堆放的碎石使用平地机进行摊铺,并及时进行人工复检,确保用量。
        撒布水泥:在满足设计配合比的最低用量后,有针对性的结合路面基层的实际情况适当调整水泥用量,如路基有网状裂缝的地段,和弯沉较大的路段,宜追加1~2%的水泥用量。用铁锨或刮板将水泥均匀摊开,水泥铺完后表面应该没有空白位置,也没有水泥过分集中现象。
        再生机设置工作参数:考虑冷再生机相邻2次行走轨迹之间需重叠10cm以上,设定工作宽度为2.4m,工作厚度为22cm,行进速度为4~6m/min(正常施工最大不应超过12m/min),冷再生机行进平均速度按为6m/min,转子速度按150转/min,后刮板压力为10bar。
        其他参数:水量按最佳含水量再增加1%设定,破碎旧路最大粒径30mm。由于碾压工作必须在水泥初凝之前完成,工作行进长度宜控制在100m以内。  
(3)冷再生机组拌和
        在原有路面上水车在冷再生机的推动下前行,遵循原有路面损坏情况及再生深度对行驶速度进行适当地调整及控制,通常都会将速度控制在每分钟6到12米,确保铣刨后料的级配不会产生较大的波动,在网裂较为严重的路段,必须将再生机组的行驶速度进行有效降低,并将铣刨转子的转速进行适量地提升。在再生机行驶中必须有工作人员跟随在其后面,以便对再生深度进行随时检查,同时还要对水泥含量及混合料的含水量进行检测,调整时,要与再生机工作人员相配合。
(4)进行科学合理的碾压
        经过拌和、整形的水泥稳定就地冷再生层,宜在水泥初凝前并在试验确定的延迟时间内完成碾压,并达到要求的密实度,无明显的轮迹,最后采用胶轮压路机收面。
        每一作业段拌和完成后,紧随就地冷再生机,采用钢轮振动压路机静压1遍,再进行平地机进行初平1遍,人工配合平地机精平,然后采用钢轮振动压路机或凸块式(羊足碾)高幅低频强振4遍。
        直线和不设超高的平曲路段,由路肩向路中心碾压;超高的平曲路段,由路面低处向高处碾压,压路机应重叠1/2轮宽,压路机的碾压速度,头两遍宜采用1.6km/h,之后宜采用2.0km/h。
        整形时应将高出料直接刮出路外,不应形成薄层贴补现象。
        整形后,当混合料的含水率接近最佳含水率时,应立即采用振动压路机按照先高幅低频振动模式碾压2遍,再低幅高频模式碾压2遍进行压实。
        终压建议采用胶轮压路机碾压6遍。
        终压完成后,技术组及时检测密实度,个别达不到要求的地段,及时补压。
        碾压过程中,再生混合料的表面应始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时喷酒补水。若再生混合料含水率过大,出现“弹簧”、“松散“和”起皮”等现象,应及时翻开加适量水泥进行处理。


(5)再生层破碎拌和与纵缝的处理
        施工人员在对纵向接缝进行处理的过程中,应该对道路宽度进行合理的设置,若是发生纵向重叠的情况,就要采取全幅施工方法,尽最大限度的将重叠量降到最低,同时也可以进一步提高施工效率。并且,施工单位还要对全幅施工与半幅施工的时间差进行有效的控制,不能太久,也不可以太短,需要按照工程施工需求,适当的加大重叠量。一般的相邻作业面间的重叠量不小于lOcm。路面越厚,重叠量越大;材料的粒度越粗,重叠量越大。良好的重叠接缝对再生层的最终性能有重要影响。另外,在对横向调头进行处理时,应事先对产生的横向接缝进行处理,以免出现停机现象。
(6)施工结束后,至少养生7d,采用覆盖薄膜或土工布覆盖养生,防止水泥冷再生层的表面失水干燥。
(7)质量控制技术指标


结束语
        案例工程已经完工一年,目前道路路面几乎没有病害,路面的平整度也完全没有问题,总体结算造价也符合预算。通过上面的案例分析,我们能够充分看出,在当前的公路养护过程中,无论什么样的技术,合理的安排、严格的管理是保证质量的前提。切实推广高效、实用的公路养护技术,并且通过严格的施工措施来进一步提升养护的质量和效果,以此提升公路工程经济效益和社会效益。
参考文献:
【1】郭志全.沥青路面冷再生技术研究【J】.山西建筑,2018(20).
【2】沈海英.浅谈公路冷再生技术在施工中的注意事项.科技与生活【J】,2011(12).
【3】刘超,刘好,蒋宏伟.道路冷再生技术在工程中的实际应用【J】.城市道桥与防洪,2019(4).
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