■林 忠 ■重慶交通大學土木建筑學院,重慶 400074
道路的就地冷再生技術,是指充分利用現有舊鋪層材料,必要時加入部分新骨料,并按比例加入一定量的添加劑和水,在自然環境溫度下就地連續地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型,重新形成具有所需承載能力結構層的一種工藝方法。
隨著經濟社會的快速發展,交通量呈現出井噴式的快速增長,其中大車與重車的比例逐年提高,瀝青路面出現大面積的提前損壞現象。對瀝青路面再生技術的研究,可促進資源節約型、環境友好型社會的構建,是有效貫徹執行可持續發展戰略的體現。
瀝青路面就地冷再生技術可分為路面面層再生技術和深層復拌再生技術兩大類,對于路面面層就地冷再生,其適用條件為:路面結構層的強度符合承載要求以及道路排水設施未受損。路面面層就地冷再生技術適用的路面厚度約6-13mm的情況。具體來說,以下三種情況均適用:(1)瀝青路面老化、高溫低溫損害、反射與疲勞裂縫而造成的路面開裂。(2)由于瀝青混合料的流動性、擠壓及粗糙材料而使路面形成車轍所造成的路面結構變形。(3)由于斷裂、泛油以及結構層間粘接力的降低而造成的路面破損。深層復拌就地冷再生技術的適用于道路穩定層的改造工程。與前者相比,就地復拌冷再生技術的主要特點是拌和深度一般可達10-20cm,當處理土基穩定層時,拌和深度甚至可以達到40cm,能夠滿足道路深層的再生改造需求。
(1)銑刨。為了確保冷再生混合料的質量,施工前首先應對路面灑水并將雜質清理干凈。然后對原路面的鼓包、波浪等部位進行銑刨;低洼處要填平,然后破碎路面整體。破碎完畢后整平、碾壓。銑刨下的舊路材料最大粒徑通常應小于40mm,對于塊徑較大的需要人工破碎。
(2)添加劑攤鋪。向舊料加入適量水,以使舊料含水量達到最佳含水量,整平。然后計算單位面積冷再生混合料所需要的添加劑量,再根據冷再生結構層的寬度,確定擺放添加劑的行數及間距,然后打格鋪灰。此過程中,必須特別注意添加劑應該均勻攤鋪。
(3)機械拌和。首先應根據工地實際情況,確定合理的施工段長度。拌和過程中操作員要時刻注意確保行駛路線的順直,并保證各幅間至少搭接30cm。邊拌過程中還要注意灑水,實時測量混合料的含水量,使冷再生混合料的含水量保持在最佳含水量附近,以滿足水泥水化的需要,同時彌補碾壓過程中含水量的損失。
(4)找平與碾壓。混合料拌和完成后,先用壓路機靜壓1-2遍,然后通過找平以確保基層的橫坡度、縱坡度、平整度都達到設計要求。找平工作完成后,用振動壓路機先靜壓1-2遍然后再振動4-5遍直至達到設計壓實度。碾壓時要特別注意錯軸寬度,由路兩側向路中心依次碾壓。
(5)接縫處理和養生。相鄰兩個施工段要注意前后搭接,前段與后段之間相鄰的2-3m不要碾壓,待后一段施工時該處再加水泥進行重新拌和,以確保接縫處兩個施工段的連接與一致。在整個養生期間,都要注意對冷再生層進行淋水養護,始終保持頂面濕潤。
在就地冷再生施工過程中應注意幾個要點
(1)穩定劑選擇問題。施工中采用的水泥應盡量使用緩凝型水泥,以確保施工進度與工作效率,再生過程中必須嚴格控水泥用量,水泥用量切不可過大。
(2)碾壓遍數、碾壓含水量及碾壓速度的控制問題。碾壓時要嚴格控制碾壓遍數及速度。碾壓時注意控制再生混合料的含水率,含水率過大與過小不僅會影響混合料的密度和強度,還會增大再生混合料的干縮性,使結構層形成裂縫。碾壓結束后,立即開始養生,養生期一般為7d。
(3)級配控制問題。施工過程中,應根據原路面不同狀況對路段進行劃分,及時檢測混合料級配,將其與設計配比進行對比。如果現場級配與設計級配有一定偏差,應分析偏差產生的原因,并調整轉子轉速及機械行走速度。
(4)冷再生施工前應對所有施工人員進行培訓,讓所有人知道自己該干什么以及怎樣去干,以此來保證施工中的密切配合,形成一個標準流程。
(1)成本低且節能。傳統的瀝青路面養護方法是將舊路面銑刨,撒上粘層油,再采用新的混合料進行攤鋪。而就地冷再生則是完全利用舊的瀝青混合料,再生維修時只添加再生劑和部分新瀝青混合料,減少了廢舊材料的運輸和瀝青加熱消耗的能源,使得路面的維修的成本顯著降低。
(2)低碳環保。采用就地冷再生技術,不需要開采大量的砂、石、瀝青等原材料;不需要大面積、長距離運輸,減少運輸過程碳排放;沒有瀝青混合料加熱拌和所產生的污染。
(3)縮短工期。就地冷再生技術由于不存在廢舊材料的運輸,不需要其他機械對廢舊材料的耙松和破碎,更重要的是施工過程的一次性作業特點大大簡化了施工工序,從而縮短了施工時間。
(4)路基損壞顯著降低。就地冷再生級配設計合理,采用最合適的添加劑,配比準確,能夠很好地保證施工質量;再生機輪胎在路基上只需要通過一次,減少了機械對路基頻繁施加的高應力載荷,同時,車輛運輸所帶來的路基重復荷載也顯著減少。
(5)交通干擾程度低。就地冷再生可以在進行路面修補時只需封閉其中一個車道,不影響其他車道交通的開放,可以最大限度地減少道路維修給交通運行帶來的干擾與影響。冷再生施工還可以降低揚塵對周圍環境的影響,有利于文明化施工。
就地冷再生與傳統瀝青路面維修方式相比,能夠高效利用原材料,提高舊路等級,具有成本低、工期短、環保、交通干擾小、適用范圍廣等優點。此外,這種技術還能徹底消除面層的裂縫,擁包,松散和車轍等病害,也可以對道路基層病害做適當處理,具有較大的經濟效益與社會效益。隨著交通量不斷增加,原有道路越來越不能滿足交通需求,原有道路的養護改造也逐漸加強,因此,路面就地冷再生工藝和技術的應用推廣具有美好的前景。
隨著建立資源節約型、環境友好型社會的推進,可持續發展觀越來越為廣大人民所接受。瀝青路面就地冷再生技術也越來越受到人們的青睞。就地冷再生技術優勢明顯,其社會效益、經濟效益變得越來越突出。在強調可持續發展的今天,深入研究路面就地冷再生技術,對我國公路的建設和發展具有里程碑式的意義。
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