北京鑫实路桥建设有限公司 北京市延庆区 102100
摘要:沥青路面再生利用是将需要翻修或废弃的旧沥青路面,经过翻挖回收、破碎、筛分,再添加适量新集料、新沥青,重新拌合,形成符合路用性能要求的再生沥青混合料,再用于铺筑路面或基层的整套工艺技术。
冷再生贯彻了节约资源和保护环境的基本国策。节能减排,发展循环经济,坚持走绿色低碳、持续可发展之路,其交通干扰小,减少能源消耗、温室气体排放,减少废料用地和污染、经济效益高是冷再生的最主要特点。
通过对泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及施工过程关键点控制等进行阐述,为类似工程提供实践经验,也表明采用泡沫沥青冷再生施工技术可以带来一定的经济效益及社会效益。
关键词:冷再生;施工;应用;环保
引言
对于厂拌冷再生主要有两种,泡沫沥青冷再生和乳化沥青冷再生。和乳化沥青冷再生相比,泡沫沥青冷再生有几个优点:再生材料的含水量可以得到精确控制。采用泡沫沥青作为粘结剂,无需担心材料的破乳时间。由于所需粘结剂的量非常小,泡沫沥青冷再生更为经济。
泡沫沥青冷再生回收沥青路面材料RAP(铣刨料)进行预处理,根据配合比设计添加碎石和水泥,并采用泡沫沥青作为再生结合料,拌和后将冷泡沫沥青再生混合料摊铺作为高等级公路的下面层、基层、底基层或低等级公路的面层。
一、工程概况
滦赤路位于北京市延庆区东北部,道路东起河北省滦平县,西至河北省赤城县,途径北京市怀柔区、延庆区。本次大修工程全长9.7公里。下面层为厂拌泡沫沥青冷再生,路面结构为5厘米中粒式温拌橡胶沥青混合料上面层(WARAC-16C)+14厘米厂拌泡沫沥青冷再生下面层+二灰碎石基层,泡沫沥青冷再生摊铺宽度7.5~11.5m。该项目采用泡沫沥青就地冷再生技术,再生施工技术可以变废为宝,将原路面100%就地再生利用,节约了大量的沥青、砂石料,而且比传统沥青路面大中修的施工方法更快更好,提高旧路性能,大幅缩减工期和养护时间。除此之外,就地冷再生技术采用流水线式的施工作业,减少了废料运出、新料运进环节,大大降低现场施工干扰,保障道路的安全畅通。
二、材料和混合料级配
1、材料:基质沥青用于发泡的沥青其技术要求及适用范围应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)关于道路石油沥青技术要求的规定。本工程泡沫沥青冷再生所用的基质沥青经检测满足规范的要求,采用的为90#沥青。
(1)沥青面层铣刨料:进行预处理后使用,并应符合规范要求(《公路沥青路面再生技术规范》、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》)。
(2)新填碎石材料:确定添加的新碎石材料的规格,满足技术要求。滦赤路大修工程级配调整和设计过程中,根据铣刨料原级配情况添加一档(0~5mm)的新集料。
(3)水泥:使用强度为32.5Mpa的普通硅酸盐水泥,初凝时间不小于3h,终凝时间宜在6h以上。
(4)水:应洁净,不含有害物质。
2、混合料配合比
(1)基质沥青及用水量:用于泡沫沥青冷再生施工的沥青,应进行发泡性能试验,确定最佳发泡条件。泡沫沥青冷再生混合料的最佳拌和用水量为集料,最佳含水量的80%。
(2)混合料试验室试验:试验室制作4种不同泡沫沥青用量(1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)的试件,每种泡沫沥青用量下,分别成型两组试件,分别用于干湿劈裂强度试验。
(3)混合料配合比:依据初选材料组成的泡沫沥青用量设计值,重新拌和泡沫沥青冷再生混合料。并对其进行各项性能试验,各技术指标满足规范要求。
三、铣刨(回收沥青路面(RAP)材料的收集)
铣刨采用大型铣刨机进行施工,铣刨机速度严格控制在3m-5m/min,注意对铣刨出的集料进行分类,完全由旧路面铣刨出的集料集中进行覆盖储存,对出现过铣刨问题的集料另行覆盖储存,经过处理后在进行利用。
四、厂拌泡沫沥青冷拌合及装运
1、拌和中控制的难点要点:基质沥青的温度控制在最佳发泡温度的±10℃之内,定时检测泡沫沥青的膨胀比和半衰期;冷再生混合料的拌和时间控制在30~35S,拌和后的冷再生混合料均匀一致,泡沫沥青应在混合料中充分分散。
2、装料与运输:混合料运输应采用大吨位的自卸车。从拌和机上向运料车上装料时,应多次挪动汽车位置顺序,车厢装载部位按前、后、中顺序装料,以减少混合料离析。
五、厂拌泡沫沥青冷再生混合料施工
1、施工条件:泡沫沥青冷再生施工应采用专用的路面铣刨和再生设备。当气温低于10℃时,不宜进行施工。不应在雨天施工。沥青发泡温度宜在150℃~180℃之间,膨胀率不小于10倍,半衰期不小于8秒。
2、施工关键点控制
(1)采用戴纳派克182C型摊铺机摊铺泡沫沥青再生混合料,熨平板不必预热。
(2)在每工作日的开工准备阶段,对摊铺机的刮板输送器、闸门、螺旋布料器、等工作装置和调节机构进行检查,再确认处于正常工作状态后方可施工。
(3)沥青混合料再生基层采用铝梁引导高程的控制方式。
(4)摊铺机到位后,安装并调试好基准梁,调整好熨平板仰角,夯锤振幅、振频(采用高频、低幅),确保摊铺的混合料具有足够的初始密度;将熨平板的振频振幅调整到摊铺层的压实度达85%,且以高频低幅控制。
(5)摊铺速度做到匀速、连续不间断地摊铺。在正式施工时,提前拌料1个小时,摊铺机的摊铺速度控制在2.0m/min左右,为保证连续不断的摊铺作业提供基础。
(6)泡沫沥青混合料的摊铺保持连续、均匀,不间断的摊铺,并使混合料在布料槽中的高度,保持在中轴以上。
(7)混合料摊铺系数:在摊铺机确定的振捣、振动频率下,确定泡沫沥青混合料的松铺系数为1.3,经成型基层标高检查,标高控制符合规范要求。
(8)摊铺过程出现局部离析现象及时处理;设专人对厚度、横坡度等各项质量问题进行跟踪检测;修补不好的铲除重铺;发现其它偏差及时调整。
(9)碾压:根据试验段施工,确定最佳碾压组合及遍数,在施工过程中采用专人职守、插三色旗的方式区别初压、复压、终压,确保压实质量。
表2 碾压组合表
经试验证明,碾压方案压实度均满足要求,压实选择组合合理。每一碾压段长度控制在40-50m左右。
(10)标高、横坡、厚度的控制方法:试铺方案中采用两侧走铝合金导梁的方法来控制摊铺厚度、横坡和标高。经试铺检测,厚度、横坡和标高均符合要求。
(11)每一作业段的合适长度:根据实际拌和机的产量,一天连续施工单幅1500m左右的作业段长度是比较合适的。
(12)基层的养生方法:一般宜在再生层完工2天后及时加铺封层。本工程泡沫沥青稳定基层采用自然养生的办法,拟定的养生时间为3天,在养生期间,禁止一切车辆通行。从养生3天后的基层表面来看,养生效果较好。
结论
工程实践表明采用泡沫沥青冷再生施工技术可以带来一定的经济效益和社会效益。
1、经济效益
本工程面层铣刨料3200吨,经过再生加以利用,节约石料需求1600吨,同时对交通干扰较小。泡沫沥青冷再生混合料造价约600元/方,热拌沥青混合料 AC-25约在1100元/方。采用12cm泡沫沥青混凝土代替8cm普通AC-25C则每公里造价节约18.4万元,经济效益非常显著。
2、环境效益
(1)大量节约能源消耗,厂拌冷再生的单位能耗远远低于普通热拌沥青混凝土,常规HMA(热拌沥青混凝土)的单位能耗是厂拌冷再生单位能耗的5倍。
(2)减少温室气体的排放。
(3)减去了沥青废料的占地,消除了废料对地下水、土地资源的污染。
参考文献:
[1]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面再生技术规范[S].北京:人民交通出版社,2008
[2]中华人民共和国行业标准.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2011