沥青路面就地冷再生技术的施工质量控制
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摘要:本文结合实际工程，对沥青路面就地冷再生技术的施工质量控制进行了分析, 阐述了沥青路面就地冷再生技术施工工艺和沥青路面就地冷再生技术质量控制，并对竣工后的质量进行了检测，检测结果表明冷再生技术的施工工艺合理可行。
关键词: 路面施工；冷再生技术；配合比设计；施工工艺；质量控制；质量检测
目前再生方式常见的有水泥、乳化沥青和泡沫沥青再生。泡沫沥青再生混合料更具柔性、耐疲劳,存放时间较长,施工受季节和气候影响小等特点,但用作基层时造价较高,且混合料级配需连续级配,沥青发泡需较高的温度和专用设备；乳化沥青具有无毒、无臭、不易燃烧、生产工艺简单、原料价廉易得、和易性好,便于冷施工的优点,乳化沥青再生层能有效提高路面的稳定性、耐磨性。
1、工程概况
韶关市某路段由于车流量剧增,原来的路面不堪重负,出现松散、坑槽、拥包、泛油等严重的路面病害。通过路况调查,评定该路面状况为中；由弯沉检测数据可知,该路段总的代表弯沉为73.10(0.01mm)；同时对原路钻芯取样进行劈裂强度试验,试验结果表明该路段基层强度均较弱。由于就地冷再生技术具有减少施工费用、节约石料和沥青、节约能源、保护环境、可迅速开放交通等优点,在考虑了经济和社会效益等因素后,决定采用就地冷再生技术进行路面施工。
该路段采用泡沫沥青+水泥再生和乳化沥青+水泥再生两种再生方式,以研究两种稳定剂的再生效果,K38+100～K38+900采用100%RAP材料再生,K38+900～K39+100采用60%RAP+30%碎石+10%石屑再生。右(左)幅采用泡沫(乳化)沥青+水泥再生,试验路全长1000m,再生深度为20cm,即对原路面面层4cm,基层16cm内的结构进行再生处理。
2、再生混合料配合比设计
2.1 原材料
沥青路面回收料为该道路路面维修中铣刨下来的旧料；新集料采用石屑和碎石,要求集料洁净、干燥、表面粗糙；水泥采用广东塔牌集团股份有限公司的塔牌42.5R普通硅酸盐水泥,其强度和凝结时间符合冷再生用水泥技术要求；发泡用道路沥青为新加坡进口的70#普通道路石油沥青,指标符合技术要求；采用BC-1慢裂阳离子普通乳化沥青(基质沥青为70#普通
道路石油沥青),各项指标均满足冷再生用乳化沥青技术要求；采用不含有害物质的饮用水。
2.2 级配
冷再生混合料配合比设计采用两种级配方案:A:100%RAP+1.5%水泥；B:10%石屑+30%碎石+60%RAP+1.5%水泥。
2.3沥青发泡试验
通过室内发泡试验得到70#普通道路石油沥青最佳发泡条件为:发泡温度:160；发泡用水量:2.0%。
2.4冷再生混合料配合比设计结果
冷再生混合料配合比设计结果见表1。
表2冷再生混合料配合比设计结果
3、沥青路面就地冷再生技术施工工艺
3.1施工机械
道路施工所采用的主要设备有：就地冷再生机1台、沥青罐车1辆、洒水车2辆、平地机1台、双钢轮压路机1台、单钢轮压路机1台、胶轮压路机1台,再生机械是从德国Wirtgen公司引进的2200CR再生机。
3.2冷再生施工工艺
(1)施工准备
施工前应清扫路表面,保持路表面干净、平整。作好施工总体计划,并作好施工期间交通疏导工作,准备施工作业面的遮挡等。
(2)水泥、碎石和石屑的撒布
水泥采用人工现场撒布,撒布应均匀；添加石屑和碎石的试验段,按照配合比设计,先铣刨8cm面层和部分基层,然后机械撒布碎石和石屑,经平地机整平并压实后进行后续再生施工。
(3)水和沥青的设定
根据沥青的最佳发泡条件、再生混合料最佳含水量、现场含水率及最佳沥青用量,设定再生机的进水、进泡沫沥青(或乳化沥青)用量。
(4)再生机施工
再生机按照规定的行进速度铣刨旧路面,拌和系统进行冷再生混合料的拌和,接着再生机将拌和好的混合料进行摊铺和初压。
(5)碾压与整平
冷再生混合料必须在最佳含水量附近进行充分压实,含水量略大于最佳含量1%～2%时,压实效果最佳。碾压顺序为双钢轮压路机采用高幅低频前静后振碾压2遍,单钢轮压路机采用低幅高频振动碾压6遍,平地机整平,然后胶轮压路机碾压6遍,最后用双钢轮压路机碾压2遍消除胶轮轮迹,使冷再生层达到规定的压实度和平整度。对于乳化沥青再生路段,为了防
止水分的散失造成混合料松散以及避免后期出现车辙,需采用胶轮压路机进行2次压实使表面致密。
(6)接缝的处理
当一个工作日结束、两个相连作业段连接、再生途中更换罐车或其他情况造成的停机均会形成横向接缝,重新作业开始前整个再生机组应后退至已再生路段至少1.5m的距离。相邻两个再生幅面应具有一定的搭接宽度,所有后续有效再生幅面的纵向搭接宽度不宜小于15cm。
(7)养生
冷再生层在加铺上层结构前必须进行养生,养生时间不宜少于7d。养生期间应严格限制重型车辆通行,行车速度宜控制在40km/h以内,为避免车轮对表层的破坏,可在再生层上均匀喷洒慢裂乳化沥青。养生完成后,在铺筑上层沥青层前应喷洒粘层。
4、沥青路面就地冷再生技术质量控制
4.1再生施工过程中的质量控制
根据施工现场的工艺操作情况,参照半刚性基层和底基层工地检测规范要求,并考虑到试验检测方法的可行性和通用性,初步拟定冷再生工程实施中的主要质量控制指标有7d无侧限抗压强度和压实度。
(1)再生材料无侧限抗压强度检验。按不同的施工路段,对再生混合料成品现场取样,送至试验室即时成型7～9个试件,进行7d无侧限抗压强度测定,测定结果如表2所示。
表2再生材料的无侧限抗压强度测定结果
试验结果表明:泡沫沥青和乳化沥青再生混合料的7d无侧限强度均较高,都满足技术要求。乳化沥青再生混合料强度较泡沫沥青再生混合料高些,添加新料再生段强度略高于全部采用旧料再生段。整个试验段再生混合料力学性能满足规范要求,再生效果良好。
(2)再生材料现场压实度检测。再生材料碾压成型后应按频率要求立即进行压实度的检测,表3、表4是压实度(灌砂法)检测结果。
表3 泡沫沥青冷再生材料现场压实度检测结果
表4 乳化沥青冷再生材料现场压实度检测结果
检测结果表明:乳化沥青冷再生混合料压实度均能满足要求,泡沫沥青再生段压实效果明显优于乳化沥青再生段。整个试验段基层压实较好,这与施工过程中控制好碾压工艺是分不开的。
4.2试验路成型后的质量检测分析
(1)芯样劈裂强度试验。再生基层竣工后15d左右,在试验路随机钻取了芯样。取芯发现,泡沫(乳化)沥青冷再生基层芯样完整性较好,添加新料的再生路段芯样完整性较100%采用旧料的再生路段更好些,密实度高。基层钻芯取样后,对芯样按自然养生时间进行了15干劈裂强度试验,试验结果见图1,1#～4#为100%RAP再生路段芯样,5#～8#为60%RAP+新添加料再生路段芯样。试验结果表明:泡沫(乳化)沥青再生基层竣工后15d左右时,已基本上形成了较高的强度,劈裂强度均达到了规范(>0.4MPa)的技术要求。泡沫沥青再生段劈裂强度均值为0.63MPa,乳化沥青再生段强度均值为0.47MPa,泡沫沥青再生段强度较乳化沥青再生段强度提高25.3%左右；添加新料再生段劈裂强度与全部采用旧料再生段劈裂强度值相当。
图1冷再生混合料15干劈裂强度试验结果
(2)再生层表面弯沉值的评定。基层完工20d后测定了冷再生基层表面的弯沉值,测定结果见表3。弯沉测定结果表明:旧路面经过泡沫(乳化)沥青再生后,弯沉较原路面有所降低,原路面的结构承载能力得到了提高。
表3再生层表面弯沉值测定结果(K38+100～K39+100)
5、结论
(1)就地冷再生技术具有节约资源、运输费用、施工时间；降低施工成本；减轻环境污染等优点。
(2)试验路成果表明:泡沫沥青和乳化沥青再生剂的再生效果相当,都值得推广,相对来说,泡沫沥青再生剂更稳定些；不论是采用添加新料再生还是全部采用旧料再生,其再生混合料性能都能满足技术规范要求,但从施工的难易程度和社会经济效益来看,全部采用旧料再生更值得推广。
(3)冷再生施工中要控制好含水量,做好含水量的检测,并在最佳含水量附近进行充分的压实,做好压实度的检测工作；施工过程中要做好原材料和再生混合料的质量控制,这是保证再生层质量和再生混合料力学性能的重要环节。
(4)沥青就地冷再生作为一种新型道路维修方案,具备明显的优势和巨大的发展潜力。应将室内试验结果与工程应用实例相结合,使就地冷再生技术得到大范围的推广与应用。
参考文献：
[1] 王淑娟，浅谈沥青路面就地冷再生技术的施工工艺控制[J]山西建筑，2010.08
[2] 王国斌，沥青路面就地冷再生施工技术及质量控制[J]山西交通科技，2011.01
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