水泥稳定冷再生（精选八篇）
水泥稳定冷再生 篇1
关键词：水泥稳定,就地冷再生,施工工艺
0引言
我省现有国省干道因车流量增大、超载严重且多已达到或超出设计年限, 多数已无法满足通行需求急需大修或扩建。传统意义上路面大修基本采用翻修或挖除重建的方式, 对原老路挖除废料处理及新集料的开采, 破坏周围环境并造成资源浪费。沥青路面采用水泥稳定就地冷再生施工工艺将原沥青面层和基层旧料加以再生利用, 充分利用旧路材料恢复和提高旧路强度, 达到节能降耗, 减少环境污染, 降低工程造价目的。
沥青路面就地冷再生施工工艺省外已多次运用在国省干道大中修工程, 施工工艺已经得到推广, 施工设备的进步和发展使沥青路面就地冷再生利用技术日趋成熟。我公司开始对老路沥青材料路面再生利用技术研究开发, 成功的利用水泥稳定就地冷再生施工方法完成路面大修工程, 形成了较为成熟施工工艺。
1施工特点
1.1保护环境和资源———因为旧料得以全部就地利用, 减少了新材料的开采, 节能环保。也不存在旧料运输和废料随意弃放的问题, 施工过程没有粉尘和废气的污染, 节约了资源, 保护了环境。
1.2成本较低———与传统的施工方法相比, 由于旧的道路材料得以全部利用, 降低材料采购成本。
1.3生产效率高———施工效率高, 工期短, 减小交通封闭时间, 社会效益明显。
1.4工序简单———由于原有旧路面的材料全部被就地利用, 不需要挖掘、外运、厂内加工及回填等一系列工作, 使得施工工序简化。
2施工工艺
2.1工艺流程
配合比设计→施工放样→整理原路面→准备新加料→摆放和撒布水泥→冷再生机拌和→整平碾压→接缝处处理→养生。
2.2操作要点
2.2.1配合比设计
原材料分析与级配设计:
在现场再生机按6m/min～8m/min匀速缓慢拌和进行取样, 试验室对所取混合料进行筛分, 分析混合料级配满足规范级配要求 (见表1) , 按5%水泥剂量进行试配强度满足设计需要 (见表2) 。
2.2.2施工放样根据设计图纸对路线中心线、边线进行测量放线。在路线两旁布设临时水准点, 每隔100m左右设置一个, 便于施工时就近对路面进行高程复核, 施工过程中, 要做到勤测、勤核、勤纠偏。
2.2.3整理原路面对当日施工路段进行清扫, 保持旧路面整洁。
2.2.4准备新加料原路面再生拌和后粒料级配无法满足规范要求按施工配合比添加新集料, 高程无法满足设计要求时按厚度及设计级配添加新料。计算每平米新料的添加量。将新加料均匀地撒布在旧路面上, 并检查新加料撒布是否均匀。
2.2.5摆放和撒布水泥根据计划当日完成工程量及每袋水泥 (50Kg) 的摊铺面积, 计算所需水泥用量, 将水泥送至撒铺路段, 按每延米用量均匀摆放。在工作面用石灰方格网进行标注撒铺, 人工将水泥均匀摊开, 注意使每袋水泥的撒布面积相等。水泥撒布完后, 检查水泥撒布是否均匀。
2.2.6冷再生机 (型号WirtgenWR2500S) 拌和水泥撒布长度达到80～120米时, 冷再生机即可开机工作。冷再生机械下刀深度按设计厚度控制, 行走按6m/min～8m/min匀速缓慢进行, 保证拌和均匀。添加水量由冷再生机控制。由于冷再生机械在添加水量受行走速度及拌和转子速度限制, 易形成偏差, 现场要经常检测, 保证含水量在规范允许值内 (最佳含水量±2%) 。冷再生机拌和要保证无漏刀现象, 相邻拌和至少重叠20cm。
2.2.7整平碾压冷再生机拌和完成后, 用J20振动压路机进行初压, 施工人员根据测量结果指挥平地机进行整平。检测现场高程、平整度、宽度符合要求后立即用CA30振动压路机进行振动压实4遍 (强振3遍、弱振1遍) , 最后用三轮压路机碾压2遍成型。
施工注意事项: (1) 在直线段由两侧向中心碾压, 超高段由内侧向外侧碾压。 (2) 相邻碾压应重叠30cm, 使整个宽度范围内均匀地压实到规定的密实度为止。 (3) 碾压过程中始终保持表面湿润, 禁止在已碾压的路段上调头或急刹车。 (4) 从加水拌和到碾压终止的时间不得超过使用水泥的初凝时间。
2.2.8接缝处理纵向接缝重叠宽度为100～150mm, 并应对所形成的横向接缝予以处理, 施工中尽量减少停机, 对停机超过水泥初凝时间, 冷再生再次施工时, 必须将整个冷再生机后退至已再生路段2m距离, 撒布水泥后, 按上述方法重新施工。
2.2.9养生碾压成型并检测合格后进行不少于7天养生, 冷再生结构层在养生期内始终保持湿润状态。
做好交通管制, 在养生期内严禁任何机动车辆通行。
3投资比较
对于6.9km的二级公路, 通过利用冷再生的工艺后, 投资减少了285501元, 见表3。
4总结
我公司利用沥青路面就地冷再生施工技术进行了多条国省道大修工程的施工, 不仅工程质量得到监理、检测单位的认可, 安全环保工作也得到各级领导的认可且工期相比较以往大修工程有了减短。经过三年的通车现以上工程均已顺利通过业主的竣工验收, 工程质量均为优良。
参考文献
[1]唐娴, 刘亚军.水泥就地冷再生基层施工应用研究[J].筑路机械与施工机械化, 2011 (07) .
[2]汪亚波, 刘森.水泥就地冷再生技术在沥青路面工程中的应用[J].山西建筑, 2012 (03) .
水泥稳定冷再生 篇2
浅谈农村公路旧沥青路面水泥冷再生底基层施工技术
本文介绍了旧沥青路面水泥冷再生底基层施工工艺的优点和现场冷再生施工技术和工艺流程,以共同探讨该工艺的发展,达到提高道路的经济效益.
作 者：张捷 余红磊 作者单位：平舆县交通局,河南平舆,463400 刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(13) 分类号：U4 关键词：沥青路面 水泥冷再生 底基层 施工技术
水泥稳定冷再生 篇3
1.1水泥稳定就地冷再生混合料用做基层或底基层时, 水泥剂量可采用4%～5%, 一般不宜超过5.5%。水泥稳定就地冷再生结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上, 在有冰冻的地区, 并应在第一次重冰冻 (-3～5℃) 到来之前半个月到一个月完成。在雨季施工时, 应特别注意气候变化, 勿使水泥和混合料遭雨淋。降雨时应停止施工, 已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。
1.2水泥稳定就地冷再生结构层施工时, 应遵守下列规定:
(1) 添加的碎石等外掺料和水泥应撒布均匀。
(2) 应严格控制基层厚度和高程, 其路拱横坡应与面层基本一致。
(3) 应在混合料处于或略大于最佳含水量 (气候炎热干燥时, 基层混合料可大1%～2%) 时进行碾压;当使用大吨位压路机时, 压实度宜提高1%～2%。
(4) 水泥稳定就地冷再生结构层宜采用18t以上的振动压路机碾压。压实厚度15～20cm, 采用18～20t振动压路机碾压;超过20 cm以上压实厚度应采用25t以上振动压路机;冷再生结构层碾压工序应在水泥初凝前完成。
2施工工艺
2.1
水泥稳定就地冷再生的工艺流程宜按图1顺序进行;整个施工及养护过程中, 应对再生路段 (路幅) 封闭交通, 各路口设置警示牌, 提醒司机及行人。
2.2施工放样
在再生施工之前, 应在道路的两侧放置一系列的标桩 (杆) 作为基线, 用来恢复道路的中心线。标桩 (杆) 的间距, 曲线距离不应超过20米, 直线距离不应超过40米。
2.3准备原道路
清除原道路表面的石块、垃圾、杂草等杂物和积水, 并清理边线。对原路的翻浆、车辙、沉陷、波浪、坑槽等病害进行处理, 使原路基本平整。
2.4准备新加料
(1) 计算材料用量:
根据原道路再生深度内的平均密度, 计算每平米新料的添加量。根据每车料的质量或体积, 计算每车料的堆放距离。人工摆放和撒布水泥, 应根据水泥剂量, 计算每一平方米水泥稳定层需要的水泥用量, 并确定水泥摆放的纵横间距。使用水泥稀浆车, 应计算水泥浆的喷入量。
(2) 新加料装车时, 应控制每车料的数量基本相等。
在同一料场供料的路段内, 由远到近将料按上述计算距离卸置于原路面的中间。卸料距离应严格掌握, 避免有的路段料不够或过多。将新加料均匀地撒布在旧路面上, 并检查新加料撒布是否均匀。
2.5冷再生机组就位
使用推杆连接再生机组, 并连接所有与再生机相连的管道。检查再生机操作人员是否已将所有与稳定剂添加量有关的数据输入计算机。
2.6人工摆放和撒布水泥。
计算出的每袋水泥的纵横间距, 在旧路上做好安放标记。应将水泥当日直接送到撒布路段, 卸在做标记的地点, 并检查有无遗漏和多余。将水泥均匀摊开, 并注意使每袋水泥的撒布面积相等。水泥撒布完后, 表面应没有空白位置, 也没有水泥过分集中的地点。
2.7冷再生机铣刨与拌和
冷再生机推动稀浆车或水车在原路面上行进。冷再生机行进速度应根据路面损坏状况和再生深度进行调整, 一般为6m/min～12m/min, 使得铣刨后料的级配波动范围不大。网裂严重地段应降低再生机组行进速度, 提高铣刨转子转速。再生机后应有专人跟随, 随时检查再生深度、水泥含量和含水量。施工中再生深度的检查以相邻已经再生或原路面为标准, 用钢纤刺入土中, 测量其刺入深度, 看其深度是否合格。再生机后宜安排4～5人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料, 以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性。带有熨平板的再生机, 应经常检查熨平板后混合料的厚度。
2.8
每次再生的长度以保证后续作业能正常进行为宜, 使再生的长度尽可能长些, 以减少横向接缝。一次 (不停机) 再生的长度一般为150m～250m。每段再生结束后, 应检查铣刨毂的刀架、刀头, 发现损坏立即更换。
2.9碾压整形
各部分碾压到的次数尽量相同, 路面的两侧应多压2～3遍。使用轮胎式再生机时, 在整形之前, 必须首先压实轮迹间松散的材料。在再生机后应紧跟一台钢轮振动压路机或凸块式振动压路机进行初压, 采用高幅低频进行压实, 压实遍数应足以保证再生层底部2/3厚度范围内的压实度达到规定要求。钢轮压路机的工作速度不超过3km/h。在初压完成后, 用平地机整形。对于局部低洼处, 应用齿耙将其表层5cm以上耙松, 并用新拌的混合料进行找平。整形时将高处料直接刮出路外, 不应形成薄层贴补现象。整形后, 当混合料的含水量为最佳含水量时, 立即用光轮压路机先以高幅低频振动模式后以低幅高频模式进行压实。直线和不设超高的平曲线段, 由路肩向路中心碾时, 应重叠1/2轮宽, 后轮必须超过两段的接缝处, 后轮压完路面全宽时, 即为一遍, 一般碾压6～8遍。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车。碾压过程中, 再生层的表面应始终保持湿润, 如水分蒸发过快, 及时补撒少量的水, 严禁大量洒水碾压。碾压过程中, 如有“弹簧”、松散、起皮等现象, 应及时翻开重新拌和 (加适量的水泥) 或用其他方法处理, 使其达到质量要求。经过拌和、整形的水泥稳定就地冷再生层, 宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压。在碾压结束之前, 用平地机再终平一次, 使其纵向顺适, 路拱和超高符合设计要求。
2.10接缝和调头处的处理
(1) 纵向接缝的处理
道路宽度小于7m, 纵向重叠较多时, 不宜半幅施工, 应考虑全幅施工, 以减少重叠量, 提高施工效率。一般重叠宽度为50～150mm。路面材料越厚, 材料粒度越粗, 重叠量越大。相邻两次作业间隔12h以上时, 重叠量应增加。在纵向接缝上, 根据已建再生层的完成时间, 改变水泥稀浆 (或水) 的喷入量。纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹。
(2) 横向接缝的处理
应对所形成的横向接缝认真处理, 施工中应尽量减少停机现象。停机超过水泥初凝时间, 再生机再次施工时, 必须将整个再生机后退至再生过的路段1.5m的距离, 并重新撒布水泥。
(3) 调头处的处理
如机械必须到已压成的水泥稳定就地冷再生层上调头, 应采取措施保护调头作业段。一般可在准备用于调头的约8～10m长的稳定土上, 先覆盖一张厚塑料布或油毡纸, 然后铺上约10cm厚的土、砂或砂砾。
3养生及交通管制
3.1水泥稳定就地冷再生层宜养生7d后铺筑上层混合料。如果上层混合料仍为无机结合料稳定类材料时, 宜在下层表面撒少量水泥或水泥浆。
3.2每一段碾压完成并经压实度检查合格后, 应立即开始养生。
3.3宜采用覆盖 (吸水土工布等) 进行养生。养生结束后, 必须将覆盖物清除干净。对于基层, 可采用沥青乳液进行养生。
3.4无上述条件时, 也可用洒水车经常洒水进行养生。每天洒水的次数应视气候而定。整个养生期间应始终保持稳定土层表面潮湿, 应注意表层情况, 必要时, 用两轮压路机压实。
3.5基层的养生期不宜少于7d。
3.6在养生期间未采用覆盖措施的水泥稳定就地冷再生层上, 除洒水车外, 应封闭交通。不能封闭交通时, 应限制重车通行, 其他车辆的车速不应超过30km/h。
以上叙述了沥青路面水泥稳定就地冷再生基层施工从准备到施工工艺几个方面的问题。实际施工中应结合设计图纸和监理意见具体问题具体分析, 这里只是起抛砖引玉的作用, 请大家多多指正, 提出宝贵的意见。
参考文献
[1]公路工程质量检验评定标准
水泥稳定冷再生 篇4
1 配合比
冷再生取样筛分, 试验室进行配合比试配, 具体数据如下:
依据设计文件要求及现场级配, 采用P·C42.5 (袋装) , 水泥剂量3.5~4.5%之间进行了击实试验, 各项指标见下表:
根据试验数据结果, 确定水泥剂量为4.0%, 含水量为6.6%, 最大干密度为2.030g/cm3。
2 人员、机械
冷再生机:徐州路兴维特根冷再生机。
压路机:20T三轮压路机1台, 24T振动压路机1台。
洒水车:2辆。
施工人员:若干名。
3 现场施工
3.1 准备工作
现场水泥应供应充足, 按用量堆放于各个断面, 有足够的施工断面供机械连续施工, 洒水车现场保障用水。
3.2 水泥摊铺
本工程冷再生基层的水泥剂量设计为4.0%。铺水泥前由测量人员放出施工断面的边线, 依据施工断面的长短确定水泥的用量, 水泥采用人工均匀摊开。在施工断面上铺出150米左右工作面, 然后在施工中以150米为一施工断面流水向前施工。
3.3 冷再生机施工
水泥摊铺达到100米时, 冷再生机即可工作。冷再生机推动洒水车前行。冷再生机的下刀深度依据设计要求控制, 行使匀速缓慢, 保障拌合的均匀性。现场技术人员应随时检测含水量, 根据天气变化及时调整, 保证施工时混合料的含水量大于最佳含水量1~2%。
3.4 碾压成型
冷再生机拌合后, 按设计要求振动压路机振动压实, 并以50m长度作一个整型、压实断面组织施工, 最后用压路机静碾压成型。注意事项:
(1) 直线段碾压时由两侧向中心碾压, 超高段由内侧向外侧碾压。
(2) 相邻碾压应重叠不少于30cm。
(3) 碾压过程中要保持表面湿润, 严禁在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车。
(4) 从加水拌和到碾压终止的时间应不超过水泥的初凝时间。
3.5 养生
碾压成型后检测合格方可进行不少于7天的覆盖洒水养生, 洒水车应匀速行驶确保施工断面每个部位都能洒到。
3.6 碾压遍数的确定
经现场压实度的检测, 使用24T振动压路机静压1遍, 振动2遍, 20T三轮静压2遍, 基本达到规定压实度。
4 施工中需要注意的问题
通过现场取芯检测, 冷再生基层路段成型良好, 芯样完整、表面有少许空洞。厚度、宽度、平整度、横坡、高程满足设计要求。7天强度最小为3.4MPa, 最大的为4.4MPa, 最后确定水泥剂量4.0%为本项目的施工水泥剂量。施工中注意问题。
由于本项目旧路面材料和结构层存在不同程度的差异, 要提前做好老路状况的调查及材料级配分析。
选择合适的碾压机械组合, 振动压路机宜在18~22T, 碾压时开1遍强振, 避免因振动过大对下承层造成破坏, 从而影响基层的质量。
采用流水施工, 各道工序有序地紧密结合, 尽量缩短从拌和到完成碾压之间的时间。
由于旧路面的结构层厚度不一, 与下承层之间可能存在夹层, 操作手应随时观察并调节冷再生机的下刀深度。
5 结束语
随着国民经济的发展, 环保意识的增强以及降低工程造价的要求提高, 以往的路面维修方法费用较高并产生大量的废弃材料, 造成一定程度的环境污染和资源浪费。因此在公路大中修工程上进行水泥稳定碎石冷再生技术的推广与应用具有深远的社会意义。
摘要：水稳冷再生是在原老旧路面的基础上, 按设计图纸的要求, 加入适量的碎石、水泥、水等材料, 利用再生设备, 完成对旧路结构层的铣刨、添料、拌和、摊铺等工序, 然后进行整平与碾压, 最后铺筑出新的道路基层。
水泥稳定冷再生 篇5
某线工程位于我省境内, 全长201km。为县级公路, 黑色路面, 宽度11m, 修建于1995年。至2007年, 原路面龟、网裂较多, 个别路段出现沉陷, 特别是桥头部位跳车现象比较突出, 路面已达到大修期。本次大修采用平原微丘区二级公路标准。设计行车速度80km/h。路基宽12m, 路面宽11m。路面横坡1.5%, 路肩横坡2%。设计路面弯沉值为64.4 (1/100mm) 。路面结构面层为3cm厚SBS改性沥青混凝土 (AC-10) 、4cm厚中粒式沥青混凝土 (AC-l6) 以及23cm厚水泥稳定冷再生基层。
全部工程自2007年4月15日开工, 至2007年7月15日结束, 工期3个月。其中冷再生施工工期共计57天。
2 方案选择
原路结构为天然砂砾垫层, 路拌水泥稳定砂砾基层, 面层为3cm沥青碎石加2cm沥青混凝土。大修前, 基层各种病害面积累计达73800m2, 占路面总面积的近三分之一, 病害类型主要是龟裂、网裂, 沉陷等较严重的病害较少, 路面弯沉值实测为164 (1/100mm) , 路基比较稳定。本段公路交通量比较大, 年均日混合交通量为4599辆, 但由于高速公路的建成通车及东部绕城公路的兴建, 会分流部分过境车辆, 预测交通量为稳中有降的趋势。
针对这种现状, 有两种可行的大修设计方案:一是在原路面上加铺15-20cm厚的厂拌水泥稳定砂砾基层做为补强层;二是采用现场水泥稳定冷再生基层。面层的设计方案相同。由于冷再生的施工工艺简单, 施工速度快, 对环境和资源的破坏小, 特别是节省不可再生的自然资源, 质量相同而造价不高, 因此采用冷再生基层就是十分经济科学的选择。
3 混合料设计
现场水泥稳定冷再生基层的混合料设计方法同厂拌法类似, 总体上相差不多, 但要注意以下几个不同点。
3.1 取样
与厂拌法相比, 取样材料主要来自于原路, 仅因调整级配而需要增加的材料取自料场。在现场取样应该使用冷再生机, 取样应注意代表性, 一般旧路基层材料变化的路段均应分别取样。取样频率宜不少于每千米一处, 以便最大限度地发现旧路集料的变化情况, 为调整混合料设计提供依据。本工程在不同路段分别取样共计20处, 取样厚度20mm, 旧路材料均匀性比较好。
3.2 试验
进行材料筛分试验、EDTA水泥剂量滴定试验、土工击实试验等。测定试样含水量时, 应将代表试样 (旧混合料) 完全风干, 测定旧混合料完全风干后的含水量。
3.3 配合比设计
根据旧混合料和新加料的级配确定合成级配, 绘制级配曲线, 使设计合成级配在相应的级配范围内。设计的合成级配宜接近级配范围的中值。当反复调整不能满意时, 应更换新加料设计。将旧混合料分成以下5个部分:
a.粒径大于37.5mm的材料;b.粒径在19~37.5mm之间的材料;c.粒径在13.2~19mm之间的材料;d.粒径在4.75~13.2mm之间的材料;e.粒径小于4.75mm的材料。
将全部通过37.5mm的材料, 再按照筛分结果重新组合成代表性试样, 并用19~37.5mm材料代替37.5mm以上的材料。
3.4 结果
a.2~4cm碎石添加量为10%;b.最佳含水量为8.5%;c.最大干密度为2.17g/立方厘米;d.试件的7天无侧限抗压强度应不小于2.8MPa;e.现场水泥稳定冷再生基层的20℃抗压模量取1000MPa。
4 施工
4.1 施工前的准备
a.人员落实:现场管理人员8人, 机械操作人员15人, 力工40人;b.机械落实:铲车l台, 刮平机l台, 维特根2200CR冷再生机1台, 压路机4台 (12t振动1台, 20t振动2台, 25t胶轮1台) , 水车3台;c.测量放样:施工前需确定路线中线, 埋设里程桩, 计算路线纵断高程, 控制标高。
4.2 洒布碎石
收料员精确测算每车料可洒布的面积, 严格指挥倒料, 防止出现“大堆”现象。主要依靠铲车洒布, 人工配合, 保证均匀。洒布长度应超过计划工作面120m。要求自卸车卸料要均匀, 石料供应充足不间断。特别要注意的是, 在洒布碎石前, 老路面坑槽、沉陷和翻浆等严重病害要提前处理。碎石洒布后, 其顶面标高应调整到设计高程。
4.3 洒布水泥
a.划格。根据水泥剂量确定每袋水泥可洒布面积。并据此用白灰划出方格。确定单位面积内水泥袋数;b.人工均匀摊开。表面应没有空白位置, 没有水泥过分集中区域;c.注意事项。洒布水泥应有严格的时间限制。即在再生机组就位前完成本作业面洒布即可。绝对禁止一次性洒布过多、过早。防止大风天气扬尘, 对环境造成污染。避免在雨天施工造成的浪费。d.具体要求: (1) 严格遵守“划格”程序, 保证水泥使用在计划控制内进行; (2) 洒布水泥人员各司其职, 不可随意调动; (3) 水泥供应及时、充足。
4.4 再生机
a.再生机就位前放出标线, 控制再生机前进方向;b.根据路面宽度确定再生机每次搭接宽度。搭接宽度不应小于15mm;c.施工过程中随时检测再生层深度及混合料的含水量。2200型冷再生机的最大再生厚度为25mm。一般为保证再生质量, 再生厚度不宜小于20cm;d.确定合理的工作段长度, 给整平和碾压预留足够的时间。确定工作段长度主要与水泥的初凝时间、再生机的前进速度和该工程道路宽度及碾压设备的数量等有关。根据试验段现场实验, 本工程确定的最佳工作段长度为150m。即在水泥的初凝时间内完成该段全路幅施工工作 (含混压) .同时又能充分发挥机械的工作效率。确定工作段长度时要注意:本型号冷再生机每幅再生宽度是固定的, 为2.2m, 这是机械构造决定的, 不能变化;e.再生速度的确定。通过试验, 在充分考虑到工作效率和再生时拌和料的均匀程度等因素后, 确定再生机的行走速度为6~8m/min。
4.5 整平和碾压
操作规程:每单幅再生完成后, 12t压路机随即静压1遍, 防止水分蒸发。再生全幅后12t再静压或振动压1遍, 暴露潜在不平整。刮平机由施工员指挥进行刮平作业。测量员进行纵断、横断及横坡控制。整平程序应尽快完成, 给碾压预留充足时间。碾压是冷再生施工的关键环节, 因此要严格控制混合料的含水量和碾压方法及遍数。碾压要在混合料处于最佳含水量时进行。先用20t静压2遍, 再用20t振动压4遍, 最后用胶轮压路机光面压实3~4遍。碾压过程中, 如水分蒸发过快, 应补洒少量水。用灌沙法检测压实度, 保证达到设计要求。
特别注意:水泥是水硬性材料, 施工中应充分考虑水泥的初凝和终凝时间。碾压应在试验确定的初凝时间内完成。
4.6 养生
养生的好坏直接影响再生层的强度和表观质量。可用洒水车进行洒水养生, 7天内, 除洒水车外, 禁止车辆通行。
5 结论
5.1 施工方便, 冷再生施工工艺简单, 速度快;
不用挖除旧路面, 不破坏原路结构;旧路面标高抬高不多, 原有路基和排水系统基本保持不变;施工作业面窄, 可以半幅施工、半幅通车。
5.2 质量好。
本工程冷再生结束后, 基层顶面实测弯沉值为85 (1/100mm) , 比原路提高了48%, 基本上达到了旧路新建时的强度标准。试件的7天无侧限抗压强度实测最小值2.8MPa, 平均在3.5MPa以上, 基本上与厂拌水泥稳定砂砾基层相同。虽然因旧路材料质量的不可控性而在设计时略微调低其抗压模量, 但是其实际质量完全可以与厂拌水泥稳定砂砾相比。
摘要：目前, 我省路面结构基本上都是采用半刚性基层, 在重载作用下基层很多已出现开裂、破碎等破坏, 在路面维修、改造时需要一并予以处理。如果采用冷再生技术, 将沥青面层和基层旧料加以再生利用, 不仅可以节约大量的筑路材料, 充分利用旧路材料, 恢复和提高旧路强度, 还有利于节约能源, 避免环境污染, 降低工程造价。
关键词：水泥稳定冷再生基层,大修,应用
参考文献
水泥稳定冷再生 篇6
关键词：粉煤灰,冷再生混合料,无侧限抗压强度
本文采用水泥粉煤灰为再生剂, 研究再生剂对冷再生材料路用性能影响, 根据试验结果推荐冷再生材料配合比, 可供同行参考。
1 材料组成分析
1.1 回收沥青路面材料级配评价
对取自沈营线二级公路废旧沥青路面材料进行破碎分析, 由于筛分细料较多, 需要添加一定级配的碎石来调整冷再生材料的级配组成, 调整后的级配见图1所示。
1.2 再生剂选择
水泥采用辽宁恒威水泥集团有限公司生产的P.S32.5R矿渣硅酸盐水泥;试验所用粉煤灰为沈海热电厂排出的粉煤灰, 技术性能主要包括粉煤灰有效成分含量、烧失量、比表面积和含水量, 满足规范要求。
2 混合料配合比
冷再生材料配合比见表1。
注:表中RAP为添加一定级配碎石后的回收沥青路面材料。
3 冷再生材料路用性能分析
3.1 无侧限抗压强度
将养生7d、28d龄期冷再生材料试件进行无侧限抗压强度试验, 结果见图2。
由图2可以看出四种不同冷再生材料配合比7d无侧限抗压强度满足《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》要求。无侧限抗压强度随着龄期增长而增加, 综合考虑性能经济因素, 选择一个最佳配合比为m (水泥) ∶ m (粉煤灰) ∶m (RAP) = 6∶9∶85。
3.2 抗压回弹模量
抗压回弹模量是路面结构设计进行路面厚度和力学验算的主要参数之一, 将试件养生28d, 测得抗压回弹模量见表3。
3.3 劈裂强度
劈裂强度是路面结构设计进行路面厚度和力学验算的主要参数之一, 将养生7d、28d龄期试件进行劈裂强度试验, 测定劈裂强度试验结果见图3。
由图3可以看出, 随着再生剂剂量增加以及龄期增长劈裂强度值逐步增大。
4 冷再生施工
4.1 施工分析
再生机就位前放出标线, 控制再生机前进方向。根据路面宽度确定再生机每次搭接宽度, 搭接宽度不应小于15cm。施工过程中随时检测再生层深度及混合料含水量。2200CR冷再生机最大再生厚度为25cm, 一般为保证再生质量, 再生厚度不宜小于20cm。确定合理工作段长度, 给整平和碾压预留足够时间。确定工作段长度主要与水泥初凝时间、再生机前进速度和该工程道路宽度及碾压设备的数量等有关。根据试验段现场实验, 本工程确定最佳工作段长度为150m。再生速度确定, 通过试验在充分考虑到工作效率和再生时拌和料的均匀程度等因素后, 确定再生机的行走速度为6～8m/min。
4.2 整平
操作规程如下:每单幅再生完成后, 12t压路机随即静压1遍, 防止水分蒸发。再生全幅后12t压路机再静压或振动压1遍, 暴露潜在不平整。刮平机由施工员指挥进行刮平作业, 测量员进行纵断、横断及横坡控制。
4.3 碾压
由于冷再生混合料中含有较多水, 在压实过程中不但要求混合料尽可能密实, 根据施工经验每台摊铺机至少需配备双钢轮压路机一台, 15t以上单钢轮压路机一台, 30t以上胶轮压路机一台。初压:双钢轮压路机碾压2～3遍, 主要起稳压作用;复压:单钢轮压路机静压一遍, 振压≮2遍, 复压对混合料压实效果非常重要, 振压遍数视压实厚度而定, 由于压路机振动可能造成混合料拉裂, 裂缝深度一般在2cm以内, 可以通过胶轮压路机消除;终压:胶轮压路机碾压至少6遍。胶轮压路机对再生混合料表面以下15cm范围内才有作用, 5cm以内的效果最为明显, 终压2至3遍以后便开始结板, 具体视压路机的重量及轮胎气压而定。控制压实厚度, 现场检测结果说明:当压实厚度控制在8～15cm范围时, 压实效果最好, 厚度太薄, 压实时容易产生推移现象;厚度太厚时压实设备压实功有限, 难以作用到下层混合料。因此在摊铺过程中应辅以必要铣刨及分层摊铺等措施补压。由于冷再生混合料的强度形成需要一个较长的过程, 所以在施工过程中一旦发现压实度不足应采取补压方式进行。
5 结论
通过室内试验确定了冷再生最佳配合比, 通过对冷再生施工技术分析, 冷再生技术具有降低施工成本、节约集料和沥青胶结料、施工方便、保护环境等优点, 具有显著经济效益和社会效益, 因此冷再生技术运用值得推广。
参考文献
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水泥稳定冷再生 篇7
近年来, 辽宁省内路网规模趋于稳定, 但早期建成通车的国省干线公路大多进入到通车末期, 将面临着大规模的养护和维修, 以保持现有路网的运营和通行能力。在此趋势下, 路面再生技术受到了广大公路建设和管理部门的普遍关注。水泥冷再生技术以其造价低廉、易于施工等优点, 在我国具有较好的应用前景。我国早在上世纪90年代便开始了对水泥冷再生技术应用的探索, 并在2008年颁布的《公路沥青路面再生技术规范 (JTG F41-2008) 》中明确了此项技术的标准。比较而言, 高速公路再生工程的广泛开展, 极大促进了泡沫沥青冷再生、乳化沥青冷再生技术和各类热再生技术的发展, 而水泥冷再生技术因缺乏对其长期性能的检验故未能得到广泛的应用与推广。事实上, 水泥冷再生技术除了突出的成本优势外, 在节能减排方面的优势是很多再生技术所无法比拟的, 若能在充分把握其长期路面性能特点的基础上合理运用此项技术将会带来更大的经济和社会效益。基于上述前提和背景, 本文于2012年开展了普通公路水泥冷再生底基层沥青路面加速加载试验。利用从南非引进的足尺路面加速加载试验机MLS66, 在模拟超载150%的条件下对所铺筑的试验车道累计加载280万次, 分别从抗车辙能力和承载能力两方面评价了水泥冷再生底基层沥青路面的使用性能, 并以辽宁省高速公路沥青路面常规结构为参照对象, 对比了相同试验条件下两种路面结构在抗车辙能力和承载能力方面的差异, 总结了所铺筑的水泥冷再生底基层沥青路面结构的路面性能衰变特点, 为在辽宁省干线公路大修工程中大规模应用水泥冷再生技术提供了试验基础和参考依据。
2 试验设计与实现
2.1 路面结构型式与试验车道施工
本文所铺筑的水泥冷再生底基层沥青路面 (Cement Cold-Recycled Bottom Base Asphalt Pavement, 以下简称“CRAP”) 结构型式以及作为参照的辽宁省高速公路沥青路面常规 (Expressway Typical Asphalt Pavement, 以下简称“ETAP”) 结构型式如图1所示。
2.2 加载设备与试验条件设定
加载设备为南非产MLS66型足尺路面加速加载试验机, 如图2所示。根据试验目的, 设定试验条件, 主要如下:
(1) 试验轴载
本文所提及的CRAP结构考虑应用于普通公路, 但考虑到近年来普通公路的交通量也呈现出超、重载现象突出的特点, 故按超载150%确定试验轴载, 由此调节加载轮轴载为75k N (半轴) , 此前的ETAP结构加载试验, 其试验轴载与此相同。
(2) 累计轴次
参照《公路沥青路面设计规范 (JTG D50-2006) 》的轴载转换关系和重交通累计标准轴次、考虑到相关研究结论, 若模拟设计寿命周期内累计标准轴次作用, 需按所设定的试验轴载对车道加载200万次以上, 故累计轴次取240万次。
(3) 高温代表温度的选取
开展高温抗车辙能力测试时, 选定的控制温度宜为路面结构应用地区的代表温度。参考SHRP报告、LTPP报告中关于路表温度的计算模型计算了辽宁省内各地区路表高温代表值, 认为辽宁省沥青路面较为常见的高温范围为45~57.3℃之间, 由此选定45℃和55℃作为代表高温。试验中, 利用MLS66附带的路面控温系统, 在路表下2cm处布设温度传感器, 以实现路面高温的模拟。
(3) 横向轮迹分布模拟
开展高温抗车辙性能测试时, 利用MLS66附带的横向移动装置, 模拟实际行车荷载在车道横向范围内的轮迹分布, 参考相关研究结论, 将分布规律设定为正态窄分布。
(4) 加载段划分
为了便于分析温度或荷载单因素作用下对路面性能的影响, 试验将设定两个加载段落, 即划分出一个段落专门用于高温抗车辙能力测试, 划分出另一个段落用于环境温度下的抗疲劳性能测试。
2.3 路面性能评价
(1) 抗车辙能力
以车辙断面曲线及其深度为评价指标;试验中, 利用自动车辙断面仪记录车辙断面曲线, 而后根据车辙断面曲线计算车辙深度, 如图3所示。
(2) 承载能力检测
以弯沉及其反算模量评价路面结构的抗疲劳性能;弯沉的检测采用自动落锤式弯沉仪 (FWD) , 落锤荷载为0.7MPa;在加载段内, 标画测点, 各加载阶段 (10万次、20万次…) 测点位置不变, 如图4所示;对弯沉检测结果按《公路路基路面现场测试规程 (JTG E60-2008) 》进行数据处理和温度修正, 以便于比较与分析;结构层模量反算采用Mudulus弯沉分析软件。
3 试验结果与讨论
3.1 高温抗车辙能力评价
CRAP、ETAP两种结构的车辙断面曲线如图5、图6所示;由车辙断面曲线计算车辙深度, 得到车辙深度随加载次数的变化趋势如图7所示。试验条件下, 两种路面结构在车辙断面形态上相近:加载初期, 两种结构的车辙均呈现“V”型断面形态, 车辙深度随加载次数不断增大;当温度提高至55℃、累计加载至21万次后, 呈现出“W”型断面形态且车辙深度趋于不变;相同加载阶段, CRAP结构的车辙深度较ETAP结构大。
试验中注意到, 当“W”型断面形态出现后, 车辙槽底部出现明显的隆起且隆起位置随设备横向移动驻停位置变化而变化, 如图8所示。由沥青路面车辙变化的一般规律, 此现象的产生可认为是荷载和高温共同作用下沥青路面表面混合料发生失稳流动的反映, 即流动性车辙。此后, 沥青路面表面将失去对行车荷载的抵抗作用, 需要进行车辙填补, 以恢复路表的抗车辙能力。由此而言, 认为两种路面结构尽管在相同加载阶段车辙深度上存在着较大的差异, 但从车辙断面的发展趋势上看, 二者发生流动性车辙变形的阶段相近。
3.2 承载能力差异分析
抗疲劳测试是在环境温度下在加载段固定位置加载 (无横向轮迹分布模拟) 。按上述提及的弯沉修正方法, 以中心点20℃修正弯沉 (中心点弯沉指FWD承载盘正下方弯沉) 和半刚性基层反算模量为评价指标。CRAP、ETAP两种结构的20℃修正弯沉随加载次数的变化如图9所示。
如图9所示:加载期内, 两种路面结构弯沉随加载次数的增加而不断增大;比较而言, CRAP结构在各加载阶段的弯沉均大于ETAP结构;加载初期 (0~50万次) , 两种路面结构的弯沉随加载次数的变化不大, 继续加载, 呈现明显的增大趋势;CRAP结构在加载50万次后, 弯沉增加显著, 加载100万次后, 弯沉变化不大。
用所获得的弯沉反算半刚性基层模量, 其随加载次数的变化趋势如图10所示。
如图10所示:两种路面结构的半刚性基层模量随加载次数呈减小趋势;加载初期, 与ETAP结构相比, CRAP结构的基层模量衰减幅度较大, 当累计加载100万次后, 模量随加载次数趋于稳定;各加载阶段, CRAP结构的基层模量较ETAP结构大。
综合中心点弯沉和基层反算模量随加载次数的变化趋势:CRAP结构在承载能力上显然弱于ETAP结构;加载期内, CRAP结构的承载能力未出现明显的衰减趋势, 且在加载末期, 由其弯沉和基层反算模量的变化上看, 结构承载性能趋于稳定;导致两种结构在弯沉和基层反算模量量值差异原因, 可考虑结构的总厚度和结构层材料差异两方面。
4 结论与建议
(1) 相同试验条件下, CRAP结构在抗车辙能力和承载能力两方面均较ETAP结构弱;但考虑两种结构在结构厚度和结构层材料的差异, CRAP抗车辙能力和承载能力较弱的情况是显见的。
(2) 由两种结构车辙断面曲线及其深度发展趋势差异认为, 尽管CRAP结构的抗车辙能力较弱, 但对重载交通具有一定的适应能力, 且二者对路面高温和荷载共同作用的敏感程度相近。
(3) 两种结构均为半刚性基层沥青路面, 由CRAP结构的弯沉和基层反算模量的变化趋势认为, 可考虑将此结构应对干线普通公路重载交通情况, 可预见到在设计寿命周期内, 此结构的半刚性基层一般不易发生大规模的结构性失稳损坏。
(4) 综合两种结构在抗车辙能力和承载能力两方面的差异, 认为将水泥冷再生混合料作为路面结构的底基层, 对结构整体的承载能力影响不显著, 且由此作为普通公路沥青路面结构对重载交通具有较为明显的适用性;若考虑大规模应用水泥冷再生材料作为半刚性基层, 可适当考虑增加半刚性基层厚度, 以此获得更理想的基层承载条件。
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水泥稳定碎石基层再生利用探析 篇8
1.1 水泥稳定碎石的特点
水泥稳定碎石从道路的基层当中铣刨时, 一些碎石表面会被水泥砂浆所包裹, 因此, 再生利用的水泥稳定碎石在强度结构方面会有所变化。
(1) 再生利用的骨料的吸水能力变得比较差, 因此, 在同样配比的情况之下, 水灰比就会相对的减少, 强度会有所增大。
(2) 部分包裹着水泥砂浆的碎石的吸附力也会增强, 结力加大。
(3) 碎石表面的水泥砂浆存在比较多的裂缝, 水泥更容易进入到再生利用的碎石里面, 勃结力也会随着增大。
(4) 对原有的道路进行铣刨时, 碎石会产生新的断面, 使碎石表面的粗糙度增强。这些再生利用的水泥碎石特点与新材料显著不同。
1.2 水泥稳定碎石的来源
对原有的道路进行改造时, 一般都是采用铣刨的手段采集水泥碎石, 铣刨机把原有道路的稳定碎石进行破碎后, 直接生成再生利用的水泥稳定碎石废料, 生成的废料通过传送带直接装入载车中, 整个铣刨过程非常简单, 操作也非常容易。因为从工地上直接采集回来的碎石废料含有水泥砂浆或一些比较大的石块, 因此, 还需要进一步的筛选, 将一些不符合条件的水泥稳定碎石废弃, 这样做的目的是为了保证碎石组成的一致性和稳定性, 筛网的网孔直径应根据实际情况而定。
2 施工技术的分析及其质量的控制
2.1 准备阶段
为了保证再生水泥稳定碎石废料的纯净和无污染, 需要采取以下措施:对原来的水泥稳定碎石进行铣刨破碎时, 不能够铣刨至道路的底部, 应保持5 cm左右的剩余, 以防止道路低层的其它杂质或泥土等混入到再生水泥碎石当中, 筛选过的碎石料应该分开堆放, 将一些不符合要求的碎石料弃用。
应对施工的过程进行严密的控制, 确保施工的过程紧凑, 在再生利用的水泥稳定碎石凝结前, 应该把再生水泥碎石摊铺完毕。在碎石的碾压过程当中, 要配备足够的碾压设备, 保证施工质量的稳定, 施工完成之后, 应该加强养护, 进行洒水养生, 提高洒水的频率和养生覆盖材料的质量。
2.2 原材料的控制
控制水泥稳定碎石的质量应该从源头抓起。首先, 搅拌厂应该建立相关的规章制度, 对一些不合格的废料应该拒绝回收, 在堆料场地堆放的废料应该分开堆放, 特别是对于一些比较细的碎石废料应该适当增加防护措施。此外, 由于水泥稳定碎石的一些特点, 在施工过程中, 应该保证好时间的分配问题, 在水泥的选择方面, 尽量选择凝结时间长一点的水泥, 一般初凝的时间应该保证在3小时以上, 最终凝结的时间应该保证在6小时以上, 根据季节的情况而定。
在施工之前, 应该对水泥稳定碎石的各种指标, 比如说相对密度、压碎值、含水量等进行检测, 检测符合要求之后方可利用这些碎石进行施工。
2.3 采用拌合机进行集中的拌合
保证水泥稳定基层的质量根本在于保证混合料的搅拌质量, 目前一般采用的是YBS300和400的稳定土搅拌机。其次, 针对再生水泥稳定碎石的特点, 在混合料的搅拌时必须采取一些相应的措施:第一, 严格限制搅拌的时间, 在混合料和水泥混合均匀之后, 才能够加水进行混合搅拌。第二, 加水搅拌需要一定的时间, 并且要保证搅拌已经均匀。
为了确保施工的连续性, 搅拌机的产量要求要足够大, 这样施工速度和材料的生产量才能够相互平衡, 减少摊铺机停机的情况发生。
为了保证混合料当中一些材料的均匀性, 在搅拌之前应该先对机器进行测试, 对细料仓、粗料仓和输料机的转速进行严格的控制。
在搅拌的时候, 对水泥的剂量也应该进行严格的控制, 不提倡采用大剂量的水泥。大量的研究表明, 当水泥剂量超过6%之后, 随着水泥剂量的增加, 混合料的干缩应变也会随之慢慢地增大。这样不仅会严重地影响工程的质量, 还会造成资金上的浪费。
混合料的强度以及干缩应变和水量的大小有着密切的联系。如果含水量太小的话, 再生利用的碎石料很难被压实, 影响道路的强度。含水量太大又会产生“此起彼伏”的现象, 很难被压实。同时, 混合料的水分蒸发时, 会产生严重的干缩裂缝。因此, 在进行搅拌时应该严格地控制混合料的含水量, 为了做好这一方面的工作, 应该安排一些具有施工经验的人员进行操作, 实时地调整水量, 使混合料能够达到施工的要求。
2.4 混合料的摊铺和碾压
摊铺时应该确保地层的干净整洁, 保持湿润, 同时在摊铺机的速度和与其它机器的配合方面也应该调整好。
在混合料的碾压的过程中, 应该注意以下几方面的问题:第一, 在碾压的过程中, 应始终保持表面湿润, 严禁大洒水。第二, 在施工之前, 应该做好延迟时间的实验, 延迟时间的实验往往被很多人所忽视, 但是, 这又是影响水泥稳定碎石施工质量的关键性因素之一。根据本人多年的施工经验, 混合料的延迟时间对混合料的干密度和强度有着不容忽视的影响。如果延迟时间太长, 会影响道路的压实度, 使混合料的强度降低。
3 水泥稳定碎石再生利用的效益分析
3.1 经济效益的分析
水泥稳定碎石的再生利用能够产生显著的经济效益, 与新材料相比, 水泥混合料的再生利用可以节省以下方面的费用:第一, 对原来道路产生的水泥基层碎石废料的处理费用;第二, 碎石基层新材料的购置费用;第三, 运输费用;第四, 缩短施工周期所节省下来的各种费用。调查显示, 对水泥稳定碎石进行再生利用可以直接节省将近30%的施工费用, 一些辅助的管理费用则可以节省将近5%。从以上的数据可知, 水泥稳定碎石的再生利用可以为施工单位带来可观的经济效益。
3.2 社会效益和环境效益
在最近的几十年当中, 水泥稳定碎石的再生利用引起了各单位和研究机构的重视, 因为它在环境保护方面发挥着极大的作用, 不仅能够减少环境的污染, 还能够减少开山采石造成的生态破坏, 同时减少了废弃物的排放。因此, 具有良好的环境效益和经济效益, 符合世界经济可持续发展的基本原则。而且在水泥稳定碎石的铣刨和运输过程当中, 即节省了能源, 同时减少了运输过程中货车的尾气排放, 使铣刨下来的废料最大化地转化成一种有价值的生产材料, 从而全方位地实现了环保。从长远的观点来看, 这种再生利用的技术所产生的社会效益和环境效益要比直接的经济效益更加有意义。
4 总结
综上所述, 水泥稳定碎石的再生利用的技术简单、方便, 且没有增加额外的费用, 施工总共节省35%的费用, 因此, 值得各施工单位推广。同时, 该项技术能够产生可观的经济效益、环境效益和社会效益, 符合我国国情。
参考文献
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