冷再生技術(shù)在舊瀝青混凝土路面中的分析

　　摘要:本文介紹了舊瀝青混凝土路面冷再生技術(shù)的原理。并分析了我國(guó)道路混凝土路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù),其技術(shù)可節(jié)省投資，獲得直接的經(jīng)濟(jì)效益，并可保證生態(tài)環(huán)境獲得社會(huì)效益，是一項(xiàng)利國(guó)利民的環(huán)保型技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞:混凝土；節(jié)省投資；冷再生技術(shù)　　

　　近年來(lái)，我國(guó)的公路運(yùn)輸逐漸呈現(xiàn)出大流量、重荷載的局面,這使得高等級(jí)公路的大面積維修和一般公路的升級(jí)改造成為今后公路建設(shè)的重要任務(wù)�！�

　　1原理

　　道路冷再生工藝屬于道路翻修的范疇，它是80年代后期在冷銑削工藝的基礎(chǔ)上迅速發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。這種技術(shù)包括了四個(gè)主要工序：首先是準(zhǔn)備舊路面的再生材料包括破碎和翻松舊路；其次是加入添加劑和水并加以拌合；第三是成型和壓實(shí)；最后是在再生的路面上加鋪磨耗層。為了增強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)作用還可以加鋪粘結(jié)層和結(jié)構(gòu)層。再生層在采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)前，先用平地機(jī)整型，最后再用輪胎壓路機(jī)完成最終壓實(shí)，從而獲得良好的表面特性。

　　現(xiàn)場(chǎng)冷再生是利用專用再生機(jī)械對(duì)舊瀝青混凝土路面在一定深度范圍內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)銑刨、破碎、加入新料(水泥、乳化瀝青、再生劑等)拌和、攤鋪等工序,隨后進(jìn)行找平和碾壓,最終形成一種特殊級(jí)配的道路基層(或底基層)。

　　2施工方案

　　就我國(guó)道路結(jié)構(gòu)來(lái)講,以水泥作為添加料對(duì)瀝青混凝土路面進(jìn)行就地冷再生是最常用的一種方案。水泥的通常用量按重量計(jì)在3%～5%之間比較合適。具體數(shù)據(jù)需要通過(guò)試驗(yàn)確定。為了獲得良好的壓實(shí)效果,同時(shí)還要加入適量的水。

　　水泥的加入方法有兩種。一種是利用人工或?qū)Ｓ脵C(jī)械將水泥預(yù)先撒布在需要再生的路面上。另一種方法是采用水泥稀漿攪拌輸送車,將需要添加的水泥和水?dāng)嚢璩伤�泥稀漿,再通過(guò)再生機(jī)上的控制系統(tǒng)將其輸送到再生機(jī)的拌和倉(cāng)中。上述兩種加入方法各有利弊。預(yù)撒水泥法工藝簡(jiǎn)單,水泥和水的用量容易控制。缺點(diǎn)是在施工過(guò)程中容易產(chǎn)生灰塵。

　　采用水泥稀漿攪拌輸送車,避免了灰塵的產(chǎn)生,但是由于在施工中,再生機(jī)要分幾個(gè)工作行程才能完成一個(gè)作業(yè)段內(nèi)整幅路面的銑刨,而再生層的最終碾壓要等到整個(gè)作業(yè)段全部施工工序完成之后才能進(jìn)行,這就造成先銑刨的路面和后銑刨的路面到最終碾壓時(shí)所等待的時(shí)間間隔相差很多。在較熱或較干燥的氣候里,隨著時(shí)間的拖延,先銑刨的路面水分蒸發(fā)得較多,而后銑刨的路面水分蒸發(fā)得較少。如果預(yù)先加入的水量相同,則在最終碾壓時(shí),道路各個(gè)部位的含水量就不同。因此這種方法不容易控制含水量。預(yù)撒水泥法是灰水分開,所以在調(diào)整加水量時(shí)不會(huì)影響水泥的用量。本次施工采用預(yù)撒水泥法。

　　3施工實(shí)踐

　　某公路原路面結(jié)構(gòu)層為8cm的瀝青混凝土面層和2層16cm二灰碎石結(jié)構(gòu)。冷再生處理后作為新路面基層結(jié)構(gòu)中的底基層使用。

　　3.1室內(nèi)試驗(yàn)

　　到施工現(xiàn)場(chǎng)取不同路段第一次拌和后的混合料回試驗(yàn)室,進(jìn)行篩分試驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)存在碎石含量差異較大的現(xiàn)象。在施工中要對(duì)每一段都進(jìn)行水泥劑量標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)顯然是不現(xiàn)實(shí)的,為此我們將從現(xiàn)場(chǎng)各處取回的混合料均勻拌和,篩分得到4.75mm以上碎石含量為47%,并利用此混合料,進(jìn)行不同水泥含量下的擊實(shí)試驗(yàn),以得到不同水泥含量下混合料的最佳含水量和最大干密度,然后進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

　　表1不同含量添加劑擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果　

　　設(shè)計(jì)要求冷再生處理層的7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度達(dá)到1.5MPa。根據(jù)對(duì)以往國(guó)內(nèi)外冷再生材料運(yùn)用的實(shí)例分析研究,并充分考慮多種因素的不利影響,試驗(yàn)室確定水泥用量為外摻5.0%。由于現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中,從外摻水泥后進(jìn)行二次拌和開始到碾壓成型需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程,為了控制這個(gè)時(shí)間,試驗(yàn)室又進(jìn)行了時(shí)間延遲的試驗(yàn),對(duì)水泥外摻5.0%的混合料分別做了延遲2h、4h、6h的擊實(shí)試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表2。

　　表2時(shí)間延遲試驗(yàn)　　

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù),試驗(yàn)室建議從摻水泥后進(jìn)行二次拌和開始到碾壓成型須在4h以內(nèi)完成。

　　3.2施工工藝

　　3.2.1老路銑刨拌和

　　根據(jù)測(cè)量結(jié)果、設(shè)計(jì)高程、冷再生基層厚度要求,利用Wirtgen2000DC冷再生機(jī)把老路面破碎、銑刨,冷拌至預(yù)定的深度。并派專人跟隨冷拌機(jī),隨時(shí)檢查拌和深度,并配合拌和機(jī)操作人員調(diào)整拌和深度,以確保冷再生底基層的設(shè)計(jì)厚度。杜絕冷拌不到位的現(xiàn)象發(fā)生,保證冷拌質(zhì)量。

　　3.2.2初步整形

　　用裝載機(jī)配合自卸車進(jìn)行縱向調(diào)料,調(diào)料距離近的可用裝載機(jī)或平地機(jī)直接調(diào)配,距離遠(yuǎn)的需用裝載機(jī)配合自卸車調(diào)料,把高出標(biāo)高的多余料轉(zhuǎn)調(diào)至低的部分。先用裝載機(jī)或平地機(jī)粗平一遍,然后恢復(fù)10m中、邊樁,并對(duì)木樁進(jìn)行高程測(cè)量。通過(guò)掛線測(cè)量法來(lái)初步控制高程。用白灰將地點(diǎn)標(biāo)高與松鋪標(biāo)高的高差標(biāo)記到地上,先用裝載機(jī)大體整平高程出入較大的點(diǎn)位,多挖少補(bǔ),再用平地機(jī)二次找平,重復(fù)上述過(guò)程,直至表面平整,基本達(dá)到規(guī)定路拱度和松鋪高程。整平過(guò)程中,嚴(yán)格控制路幅寬度和高程,對(duì)局部翻漿部位及時(shí)換填,并保證換填料質(zhì)量。為準(zhǔn)確控制冷處理層的高程,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù),本次初平預(yù)設(shè)的松鋪系數(shù)為1.15。

　　3.2.3灑水悶料

　　試驗(yàn)確定冷處理的最佳含水量為10.5%,提前24h現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定拌和路段含水量,若含水量過(guò)小,則需灑水悶料,使含水量控制在比最佳含水量大1%～1.5%。灑水要均勻,嚴(yán)禁灑水車在灑水段內(nèi)停留、調(diào)頭、滯留。防止出現(xiàn)局部水分過(guò)多現(xiàn)象。具體灑水量可由下式計(jì)算:　　

　　式中:L為每車水可灑路面的長(zhǎng)度,m;T為每車載水量,kg;w為路幅寬度,m;h為冷拌層厚度,m;ω0為最佳含水量,%;ω為實(shí)際含水量,%;Pd為最大干容重,kg/m3。

　　3.2.4攤鋪水泥

　　根據(jù)水泥穩(wěn)定土層厚度、預(yù)定的干密度及試驗(yàn)確定的水泥劑量,計(jì)算出每㎡水泥穩(wěn)定土需要的水泥用量,根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定每袋水泥撒布面積、擺放縱橫間距。并據(jù)此用白灰打出框線,將水泥均勻卸到框線內(nèi),然后人工用刮板將水泥均勻攤開,并注意使每袋水泥的攤鋪面積相等。水泥攤鋪完后,表面應(yīng)沒(méi)有空白位置,也沒(méi)有水泥過(guò)分集中的區(qū)域。水泥運(yùn)送車應(yīng)配備防雨設(shè)備。水泥攤鋪量可由下式計(jì)算:　

　　式中:N為每袋水泥可撒布的面積,㎡;G為每袋水泥重量,kg;t為理論水泥用量;h和ρd同上。

　　3.2.5二次拌和

　　水泥撒布均勻后,采用兩臺(tái)穩(wěn)定土拌和機(jī)成梯隊(duì)進(jìn)行拌和,拌和時(shí),注意拌和到邊,保證拌和深度,嚴(yán)禁在拌和層底部留有素土夾層。拌和完后,應(yīng)先用膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍,找出潛在不平整,再用平地機(jī)找平。為保證拌和均勻平整,應(yīng)進(jìn)行二次濕拌。由于水泥的水化反應(yīng),二次拌和后混合料的含水量將會(huì)下降,因此需要及時(shí)補(bǔ)充灑水,補(bǔ)灑時(shí)水量一定要均勻,不可過(guò)量。

　　3.2.6整形

　　混合料拌和均勻后,立即用平地機(jī)進(jìn)行整形,直線段由兩側(cè)向路中心刮平,在平曲線段由內(nèi)向外側(cè)進(jìn)行刮平。初步整形完成后先用膠輪壓路機(jī)快速穩(wěn)壓一遍,以暴露潛在不平整。對(duì)于局部低凹處,先用齒耙將其表層5cm以上耙松并用新拌混合料找平,然后再用平地機(jī)整平,將高出的料刮到路外,不允許出現(xiàn)薄層貼補(bǔ)現(xiàn)象。在整形過(guò)程中,嚴(yán)禁任何車輛通行,并保持無(wú)明顯粗細(xì)集料離析現(xiàn)象。橫向接縫修整要平順,盡量避免縱向接縫。對(duì)已拌和成型的混合料,及時(shí)進(jìn)行橫坡度、平整度和高程測(cè)量,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)整修。

　　3.2.7碾壓

　　碾壓是冷再生施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此要嚴(yán)格控制混合料的含水量和碾壓方法。整形后,當(dāng)混合料含水量比最佳含水量大1%～1.5%時(shí),應(yīng)立即碾壓。

　　3.2.8接縫處理

　　同日施工的兩個(gè)作業(yè)段的銜接處,應(yīng)采用合適的搭接方法。前一段拌和整型后,留5～8m不進(jìn)行碾壓,后段施工時(shí),前段未壓部分須再加部分水泥重新拌和再與后段一起碾壓。經(jīng)過(guò)拌和、整形的水泥穩(wěn)定土,應(yīng)在試驗(yàn)確定的時(shí)間內(nèi)完成碾壓。避免縱向接縫,在必須分兩幅鋪筑時(shí),縱縫應(yīng)搭接拌和。

　　3.2.9養(yǎng)生

　　影響水泥強(qiáng)度的主要成份是硅酸三鈣(C3S)和硅酸二鈣(C2S),尤其硅酸三鈣對(duì)早期強(qiáng)度影響很大,所以冷再生后期成型養(yǎng)護(hù),直接影響結(jié)構(gòu)層的成型強(qiáng)度和表觀質(zhì)量,故應(yīng)有專人和專門設(shè)備進(jìn)行養(yǎng)生。

　　4施工中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　(1)施工中應(yīng)重點(diǎn)控制含水量,現(xiàn)場(chǎng)施工人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)含水量情況及時(shí)加水,確�，F(xiàn)場(chǎng)含水量比最佳含水量大1%左右。

　　(2)加入水泥拌和后,含水量會(huì)發(fā)生較大變化,根據(jù)試驗(yàn),布鋪水泥前,根據(jù)實(shí)測(cè)含水量,補(bǔ)灑適量的水分,保證布鋪水泥前含水量略大于10%。

　　(3)現(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)現(xiàn)初拌整平預(yù)留厚度按3cm過(guò)厚,今后實(shí)際施工應(yīng)按照2cm操作。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　舊瀝青混凝土路面冷再生技術(shù)以其節(jié)約資源、環(huán)保、成本低、施工簡(jiǎn)單等特點(diǎn)在道路改造工程中顯示出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),我國(guó)大量高速公路已經(jīng)或即將進(jìn)入大修年限,大量低等級(jí)公路也急需升級(jí)改造,舊瀝青混凝土路面冷再生作為新路面結(jié)構(gòu)層中的基層(底基層),實(shí)踐證明其安全可靠。

　　參考文獻(xiàn)

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