冷再生施工技术在正港公路养护中的尝试

根据世界银行的调查,路面质量下降40%时进行修复需花费1美元,若因为修复不及时导致路面质量丧失了80%,修复就得花费4~5美元。路面状况与时间的关系见图1。因此应在路面质量下降早期采取措施迅速加以修复,而采用科学经济的冷再生技术不失为明智之举。

道路就地冷再生技术是指充分利用现有旧路材料(面层和部分基层),按照新的设计要求,选择性地掺入适量的骨料,按比例加入添加剂(水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青和乳化沥青等)和适量的水,在自然环境状态下就地连续地完成旧沥青路面的铣刨、破碎、拌和、摊铺、找平、压实,形成具有所需性能、质量满足要求的道路新基层。该技术是国外80年代后期迅速发展起来的一门新技术,在国外被广泛地应用于旧路维修、改造及升级中。在我国就地冷再生是新兴的一种再生技术,正处于迅速发展的前期。

就地冷再生施工主要有四种修筑方法:使用水泥就地冷再生、使用乳化沥青就地冷再生、使用水泥和乳化沥青就地冷再生、使用泡沫沥青就地冷再生。根据工程实际情况,我们在正港公路中修工程中采用的是使用水泥就地冷再生。

1 工程实例
正港线石家庄界至保衡线段中修工程,起点桩号为K77+023,终点为K92+263,全线长15.24km,其中南半幅采用水泥进行就地冷再生,再生深度为19cm。冷再生层直接做路面基层,其上再加铺8cm的沥青面层,再生面积77112m2。

1.1原材料质量控制
(1)水泥:采用强度等级32.5的路用普通硅酸盐水泥,初凝时间4小时以上,终凝时间较长(6小时以上)。
(2)集料:经冷再生机破碎后,取3处有代表性的样品混合均匀进行室内筛分分析试验,符合《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000)3.2.9条的要求。即无需掺配材料就符合规范要求。筛分结果如表1:

1.2混和料配合比设计
以水泥剂量分别为:4%、5%、5.5%、6%四种比例配料进行重型击实试验,结果如表2:
根据重型击实的试验结果,制取强度试件,经7天标准养生后浸水无侧限抗压强度试验结果如表3:
根据试验结果并考虑经济性,确定再生水泥稳定基层配合比为:水泥:石料=5.5:100,每平米水泥剂量为23.6kg。

1.3投入的机械设备
MPH122宝马冷再生机1台
PY160平地机1台
SD-175振动压路机1台
18t三轮压路机1台
推土机1台
50型铲车1台
水车2辆

1.5施工工艺
(1)路面清理
冷再生施工前应对旧路路面实施清理,将路面清扫干静,由测量人员根据设计要求及路面实际损坏情况进行施工放样,确定再生宽度及深度。
(2)人工摊铺水泥
先划出长度为1.13m、宽度为3.75m的方格,每格内卸上100kg水泥,然后人工将水泥均匀摊铺在网格之内。
(3)冷再生机拌合
冷再生机行进速度控制在6m/min左右,应随时检查破碎的深度及均匀度,以保证冷再生的混合料级配合理。冷再生机配备微机控制的自加水系统,洒水车为其随时加水。现场技术人员随时检查混合料的含水量情况,应使含水量大于最佳含水量的1%~2%。
(4)排压:根据拌合情况及时用推土机进行排压,以防止水分损失。
(5)封点整平
测量人员按21cm的松铺厚度采用挂线法进行封点,然后使用平地机快速的整平至设计高程,横坡、平整度符合规范要求。
(6)碾压
碾压分三阶段进行,压路机采用SD-175振动式压路机,第一阶段压路机不挂振动,碾压原则由边缘向中间,碾压速度控制在1.5~1.7km/h,并注意错轴宽度且不漏压,第二阶段用高振幅低频率碾压3~4遍,第三阶段使用三轮压路机,碾压原则要求同前,根据试验情况来看,振动压路机主要控制下层压实度,振压3~4遍后压实度可以达到94%左右,用三轮压路机碾压2~3遍后,可以达到规定的压实度97%以上。
(7)养生
经检测合格后,进入养生阶段,始终洒水保持冷再生结构处于潮湿状态,养生不小于7天,养生期间断行交通。
(8)接缝和调头的处理
两工作段的衔接处搭接拌和,前一段拌和后,留5~8m不进行碾压,后一段施工时,前段留下未压部分,应加部分水泥重新拌和,并与后一段一并碾压。冷再生施工应避免纵向接缝,接缝应密实,必要时采用搭接拌和,留10~20cm加部分水泥重新拌和与后一段一并碾压成型。经过拌和整形的冷再生水泥稳定土,应在试验确定的延迟时间内完成碾压。施工机械不宜在已压成的冷再生水泥稳定土层上“调头”,如必须在其上进行,应采取保护措施。

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