北京中医医院酒渣鼻 http://www.olandoweb.org/chaoliu/xinchao/1507.html
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新的《公路沥青路面设计规范》将于年9月1日实施。工程中,一个就地冷再生工程的方案设计至关重要,一个失败的冷再生项目往往与一个糟糕的设计方案密切相关。再生多厚、用什么粘接材料、用哪个合适的级配、材料的配合比、要不要添加新材料等等影响工程质量的参数都需要认真考量。
沥青路面厂拌热再生
适应性
1HMA性能优,可用于沥青路面表层。
2可以用来修正原沥青路面的设计问题,使其性能优化。
3可修复路表面绝大多数的破坏,如松散、泛油、推挤、集料磨光、车辙和裂缝等。
4可以在厚度不变或变化较小的情况下改善路面结构。
5可以维持原路面的线形和高程不变。
限制条件
1生产过程中的产量和生产效率受RAP用量的影响。
2厂拌热再生施工对交通的干扰大。
3混合料运输费用高。
典型结构:
符号意义说明
AC—新建沥青混凝土;
ATB—新建密级配沥青稳定碎石;
HR—厂拌热再生沥青混凝土;
HRATB—厂拌热再生密级配沥青稳定碎石;
HIR—就地热再生沥青混凝土;
CR—乳化沥青及泡沫沥青冷再生混凝土;
FDR—水泥、石灰冷再生混凝土。
沥青路面厂拌热再生典型结构
公路等级
交通荷载等级
典型结构
高速公路
特重、重、中
3~6cmHR(细粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
3~6cmAC(细粒式)
5~8cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
8~12cmAC(双层)
6~9cmHR(粗粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
12cmAC(双层)
10~15cmHRATB厂拌热再生密级配沥青稳定碎石
下承层
一级公路
特重、重、中
3~5cmHR(细粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
3~5cmAC(细粒式)
4~6cmHR(细/中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
8~10cmAC(双层)
5~8cmHR(中/粗粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
轻
4~6cmHR(细粒式厂拌热再生沥青混凝土)
下承层
3~6cmAC(细粒式)
6~9cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
二级公路
重、中
4~6cmHR(细粒式厂拌热再生沥青混凝土)
下承层
3~6cmAC(细粒式)
6~9cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
轻
4~6cmHR(细粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
3~4cmAC(细粒式)
5~6cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
表面处治层
5~8cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
三、四级公路
中、轻
3~4cmAC(细粒式)
5~6cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
表面处治层
5~8cmHR(中粒式)厂拌热再生沥青混凝土
下承层
注:根据实际情况,对轻交通荷载等级公路可在沥青表面层以上进行表面处治或加铺封层。
沥青路面厂拌冷再生
适应性
1修复面层和基层的病害。
2对反射裂缝和行驶质量低下等病害的修复效果良好。
3可改善路面的几何线形和修复任何类型的裂缝。
限制条件
1需要相对温暖、干燥的施工条件,气候条件要求高。
2再生后路面水稳定性差,易受水分的侵蚀和剥落。
3路面通常需要2周的养生时间。
4维修路面等级一般较低。
5混合料运输的费用较高。
典型结构:
符号意义说明
AC—新建沥青混凝土;
ATB—新建密级配沥青稳定碎石;
HR—厂拌热再生沥青混凝土;
HRATB—厂拌热再生密级配沥青稳定碎石;
HIR—就地热再生沥青混凝土;
CR—乳化沥青及泡沫沥青冷再生混凝土;
FDR—水泥、石灰冷再生混凝土。
厂拌冷再生沥青路面典型结构
公路等级
交通荷载等级
典型结构
结构编号
高速公路、一级公路
特重、重、中
8~12cmAC(双层)
6~10cmCR(粗/中粒式)
下承层
III-1
二级公路
重、中、轻
4~6cmAC(细粒式)
6~10cmCR(粗/中粒式)
下承层
III-2
三、四级
公路
重、中
同III-2
2~4cmAC(细粒式)
6~10cmCR(粗/中粒式)
下承层
III-3
轻
III-3
沥青表面处治层
4~6cmCR(细粒式)
下承层
III-4
沥青路面就地冷再生
适应性
1能够对大多数路面破坏类型进行结构性的处治。
2能够拓宽路面,改善行驶质量。
3可以使路面恢复所需的线形、断面和高程。
4消除原路面的车辙、不规则和不平整的区域。
限制条件
1需要相对温暖、干燥的施工条件,气候条件要求高。
2再生后路面水稳定性差,易受水分的侵蚀和剥落。
3路面通常需要2周的养生时间。
典型结构:
符号意义说明
AC—新建沥青混凝土;
ATB—新建密级配沥青稳定碎石;
HR—厂拌热再生沥青混凝土;
HRATB—厂拌热再生密级配沥青稳定碎石;
HIR—就地热再生沥青混凝土;
CR—乳化沥青及泡沫沥青冷再生混凝土;
FDR—水泥、石灰冷再生混凝土。
就地冷再生沥青路面典型结构
公路等级
交通荷载等级
典型结构
结构编号
一级公路
特重、重、中
4~10cmAC(单/双层)
8~16cmCR(粗粒式)
下承层
IV-1
二级公路
重、中、轻
4~6cmAC(细粒式)
8~16cmCR(粗粒式)
下承层
IV-2
三、四级
公路
重、中
3~6cmAC(细粒式)
8~16cmCR(粗粒式)
下承层
IV-3
轻
IV-3
沥青表面处治层
8~16cmCR(粗粒式)
下承层
IV-4
沥青路面全深式冷再生
适应性
1在不改变路面结构厚度的情况下,可以显著提高路面的结构强度。
2可以将旧路恢复到需要的线形,消除轮迹处的车辙,恢复路拱和坡度。
3可以消除龟裂,横向、纵向以及反射裂缝,提高路面行驶质量。
4可以提高路面的抗冻能力。
5生产费用低,工程造价低,工艺环保。
限制条件
1需要相对温暖、干燥的施工条件。气候条件要求高。
2再生后路面水稳定性差,易受水分的侵蚀和剥落。
3路面通常需要2周的养生时间。
典型结构:
符号意义说明
AC—新建沥青混凝土;
ATB—新建密级配沥青稳定碎石;
HR—厂拌热再生沥青混凝土;
HRATB—厂拌热再生密级配沥青稳定碎石;
HIR—就地热再生沥青混凝土;
CR—乳化沥青及泡沫沥青冷再生混凝土;
FDR—水泥、石灰冷再生混凝土。
全深式冷再生沥青路面典型结构
公路等级
交通荷载等级
典型结构
结构编号
二级公路
重、中、轻
12~15cmAC(双层)
15~22cmFDR
下承层
IV-1
三、四级公路
中、轻
3~5cmAC(细粒式)
15~22cmFDR
下承层
IV-2
沥青路面再生方式选择
再生方式初选择:
1厂拌热再生,能够修复沥青面层的各种破坏类型,并要求路面基层结构完好且强度足够。
2就地热再生,能够处治沥青表面层的病害,例如表面松散、坑槽、平整度及抗滑性能不足、轻微车辙等,并且原路面结构整体强度必须满足要求。
3沥青路面厂拌冷再生,一般用于处治原路面较深车辙、龟裂、网裂、非荷载损坏等病害类型,并且要求再生层的下层结构质量完好、强度足够。
4沥青路面就地冷再生,分为沥青层就地冷再生和全深式就地冷再生两种方式。沥青层就地冷再生一般用于处治原路面较深车辙、龟裂、网裂、非荷载损坏、行驶质量不足等破坏;全深式就地冷再生,能够对原路面基层结构进行补强,主要用于原路面基层产生破坏的情况。沥青路面就地冷再生,要求再生层的下层结构质量完好、强度足够。
5穿越城镇等标高受限路段,应尽可能采用厂拌再生方式,以减少对原路面标高的提升,也可以根据实际情况采用就地再生方式。
6再生方式初选之前,应对旧路面性能进行综合评价分析,可根据实际工程需要采用问卷式表格初步确定可选再生方式,如表2-1。可根据再生方式的适应性及限制条件、表2-2和表2-3筛选可选再生方案。
表2--1再生方式初选表格
序号
问题
答案
1
道路主要破损状况
类型
程度
密度
2
道路特殊及其他破损状况
3
道路结构能力
不补强
能否达到预期设计要求
能否承载维修设备
补强
加铺层的厚度
4
道路维修要求
预期设计年限
预期交通量增长和当量标准轴载
结构强度
道路等级
其他要求
5
是否需要线形纠正,如调整,拓宽
6
面层和下层排水设施是否满足要求
7
影响施工的因素
交通调节能力
工作时间
桥跨净空
长坡及道路宽度
路缘石和护栏
排水设施
可选方案
表2-2基于路面病害类型的再生方法选用指南
路面病害类型
厂拌热再生
就地热再生
厂拌冷再生
就地冷再生
全深式就地冷再生
表面类
松散
√
√①
泛油
√
√①
磨光
√
√
变形类
波浪
√
√②
浅车辙
√
√②
深车辙③
√
√
√
裂缝类
(荷载破坏)
疲劳裂缝
√
√
√
√
纵向裂缝
(轮迹处)
√
√④
√
√
√
边缘裂缝
√
√
√
√
滑动裂缝
√
√⑤
裂缝类(非荷载破坏)
块状裂缝
√
√
√
√
纵向裂缝
(纵向接缝处)
√
√④
横向裂缝
√
√
√
√
行驶质量
不平整
√
√
沉陷
√⑥
√⑥
√⑦
隆起
√⑥
√⑥
√⑦
修补类
缺陷
喷洒沥青
√
√
表皮修补
√
√
孔洞修补
√
√
深洞热拌
修补
√
√
反射裂缝
√
√
√
√
基层/底基层质量问题
√
注:①在面层厚度小于4cm时使用。
②车辙只发生于路面结构上面层3~5cm深度位置。
③指车辙由路面结构下层产生。
④仅限裂缝出现于面层时使用。
⑤处理深度需能达到打滑发生层。
⑥路面沉陷、隆起与基层质量相关时,不适用。
⑦路面损坏明显是由于路基或底层软弱引起,应采用此种方法。
表2-3基于原路面性能指标状况的再生方式选用标准
结构强度
指数(SSI)
破损状况
指数(PCI)
行驶质量
(RQI)
抗滑性能
(SFC或BPN)
可选用的再生方式
优、良
优、良
优、良
不足
表面就地热再生
表面厂拌热再生
就地热再生+表面处治
就地热再生+HMA层
中、次、差
-
表面就地热再生
表面厂拌热再生
就地热再生+表面处治
就地热再生+HMA层
中、次、差
-
-
厂拌热再生+HMA层/表面处治
就地热再生+HMA层/表面处治
就地冷再生+HMA层/表面处治
厂拌冷再生+HMA层/表面处治
中
-
-
-
厂拌热再生+HMA层
就地冷再生+HMA层
厂拌冷再生+HMA层
次、差
全深式冷再生+HMA层
再生方式终选择:
对初步选定的再生方式进行技术经济综合分析。建议采用再生方式的寿命周期费用进行终选。寿命周期费用是指在所选再生方式的服务年限内,道路的所有费用和效益。经济性对比分析,可依据表3.1进行。
表3.1不同再生工艺预期服务年限
再生方式
再生工艺
预期服务年限
厂拌热再生
表面厂拌热再生
6~8
厂拌热再生+表面处治
10~12
厂拌热再生+HMA层
20
就地热再生
表面就地热再生
2~4
表面就地热再生+表面处治
6~10
复拌就地热再生
7~14
复拌热再生+HMA层
7~15
重铺热再生
6~15
厂拌冷再生
厂拌冷再生+表面处治
6~8
厂拌冷再生+HMA层
12~15
就地冷再生
就地冷再生+表面处治
6~8
就地冷再生+HMA层
7~15
全厚式就地冷再生
(基层就地冷再生)
全厚再生+表面处治
7~10
全厚再生+HMA层
15~18
再生方式选择流程:
沥青路面再生方式的选择,应综合考虑原公路及路面本身的技术现状、路面病害产生的原因、交通量情况、再生方案的技术经济性及相关政策文件等,以选择成本效益最好的再生方案。沥青路面再生方法选择流程见图。
沥青路面再生施工技术
就地热再生施工:
一、施工准备
(1)就地热再生施工前应进行现场周边环境调查,对可能受影响的植物隔离带、树木、加油站等提前采取隔离措施。
(2)热再生施工前,应对原路面进行检查,确认原路面满足再生施工的条件要求。
(3)就地热再生施工前,必须对就地热再生无法修复的路面病害进行预处理。
1、破损松散类病害:破损松散病害的深度超过就地热再生施工深度时,应予挖补。
2、变形类病害:根据再生设备的不同,变形深度为30—50mm时,再生前应进行铣刨处理。
3、裂缝类病害:分析裂缝类病害原因,影响热再生工程质量的裂缝应予处理。
(4)原路面特殊部位预处理
1、宜用铣刨机沿行车方向将伸缩缝和井盖后端铣刨2—5m,前端铣刨1—2m,深度50mm,再生施工时用新沥青混合料铺筑。
2、原路面上的突起路标应清除。
3、采用隔热板保护桥梁伸缩缝。
(5)在监理在场的情况下,对材料进行施工前的检查:
1、施工用的沥青、矿料、再生剂等应进行质量检查,符合设计要求后方可使用。
2、粗集料中的超粒径颗粒必须筛除。
3、检查再生剂内杂质含量,有无大颗粒杂质堵塞喷洒器具。
(6)铺筑试验段
热再生正式施工前,应选择合适路段进行试验段施工,试验段施工前将热再生设备调试好,试验段施工长度不小于m。通过试验段施工,确定热再生施工工艺、施工速度、碾压遍数、混合料松铺系数、施工温度等施工控制参数,以及检测混合料、沥青等在施工前后的各项指标,验证并调整再生剂掺量。通过试验段得出的施工配合比和确定的施工工艺经监理或者业主认可后,作为正式施工依据,施工过程中不允许随意更改,必须更改时,应得业主认可
冷再生施工技术:
前期准备⑴原路面清扫.处理。如果维修段路面原始标高在改造设计标高的允许范围内,基层冷再生施工前应将其清扫干净,路面铺筑过程中防止杂物混入混合料中影响冷再生基层的施工质量;如果路面原始标高超过改造设计标高范围较大,可将高出的部分刨出填入道路坑槽.沉陷低处等地方,路面标高调整完毕并清扫干净后才可进行再生施工。⑵放样。根据道路改造设计计算的混合料用量,计算出维修路段内路面上的混合料松铺层厚度,并放出相应的路面中线和边缘控制线,以及机械作业每幅的施工宽度边缘控制线和高程控制点。⑶外加材料。混合骨料和水泥应均匀铺撒在经适当处理并清扫干净的路面上,外加骨料可以调整路面的平整度,改善再生混合材料的级配,增加路面基层的有效厚度。冷再生施工⑴试验段铺筑施工道路改造施工应选取长度在~m的试验段进行再生路段施工试验,以便确定既有路面材料的各项技术特性,主要包括再生混合材料的配合级配,新料松铺混合料的调整系数,旧路既有材料的膨胀系数,施工机械的合理安排.组合施工,科学合理的施工作业长度的确定等技术指标。⑵整平对沥青路面再生层的横向.纵向坡度进行适当调整以满足设计和规范要求。当路面上的再生层完成两幅铺筑施工后应及时进行稳压,采用平地机将两幅再生层进行统一整平,以充分消除之前施工机械留下的轮迹,同时使再生层横.纵向水平坡度满足设计和规范要求。⑶压实混合料均匀摊铺后,应采用吨位为15t左右的轻型压路机进行初次碾压2~3遍,第一遍采用静压,第二.三遍都采用振压,使基层混合料能够初步稳定。⑷测量根据设计要求,精确测量出再生基层各高程控制点标高和基层横.纵向坡度。平地机施工过程中应按照相应测量结果进行及时调整,实现动态反馈测量信息的高效施工。⑸复压一定时间后,乳化沥青开始变化,再生基层混合料的颜色由褐变黑时,采用吨位在25t左右的胶轮压路机进行复压5~6遍。复压一定时间后再采用小吨位钢轮压路机进行补充碾压,进行混合料基层的表面修复施工,可将大部分细料压至基层表面,起到良好的防水效果。⑹养护做好基层混合料的早期养护,在施工期间和养护期间该维修改造路段均应封闭交通。在环境气候好的条件下,再生基层需封闭交通养护2~5d,在养护期间应时常检测再生基层中的混合料含水量,当层面含水量降至3%以下时,可进行路面上层结构层的铺筑施工。施工质量控制在沥青路面冷再生施工过程中,其各个环节的施工质量控制是关键,控制要点主要有:1)道路沥青路面维修改造采用冷再生施工技术时,在正式开始基层施工前应选取一定长度的试验段进行再生路段施工试验,以便确定既有路面材料的各项技术特性,明确施工过程中各道工序和环节的质量控制要点。2)拌合施工前,对旧沥青路面结构性能存有差异的路段,应调整相应的拌合配合比和基层拌合深度,严格控制混合料中水泥的用量以保证基层其他性能不受明显影响。再生基层的混合料拌合应充分均匀,并严格按设计要求控制好相应的含水量。3)沥青路面冷再生维修施工,在雨季时要特别注意天气变化,禁止在雨中进行道路基层冷再生施工。基层施工完成后,新型再生路面基层应进行沥青路面基层冷再生施工相应的质量检测,具体检测项目应符合规范中相应的规定和标准。
厂拌冷再生施工:
施工工艺和操作要点
铣刨原有病害路面
冷再生的第一步是在设计厚度下分层刨除现有的沥青路面,然后将铣刨料运至拌和厂。铣刨过程中,应采取一定措施以控制铣刨料的最大粒径。要求铣刨料的最大粒径小于31.5mm,拌和厂宜增加筛分和破碎设备,用于破碎超粒径的铣刨料。
由于在沥青面层铣刨料自重和高温的作用下,铣刨料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒,因此铣刨料料堆的高度不能太高,机械设备也不得在料堆上停留或行走。
对于较小粒径的铣刨料,为了减少铣刨料中的含水量对冷再生混合料质量的影响,粒径较小的铣刨料采取覆盖的措施。铣刨料的含水量应控制在3.0%以下。
拌和
1)厂拌冷再生沥青混合料的拌和楼通常不设置筛分板,因此铣刨料和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。可在冷料输送带上取样分析混合料级配。拌和楼需有乳化沥青和注水的精确计量装置。
2)拌和前,将铣刨料、乳化沥青、水按比例投放到拌和锅中拌和。冷再生混合料的拌和时间应短于热拌沥青混合料的拌和时间。乳化沥青混合料若过度拌和可导致乳化沥青提前破乳,使混合料劲度过大;而拌和不充分则可导致集料不能充分地被乳化沥青裹覆。
3)混合料拌和时集料可能不完全均匀地被乳化沥青裹覆,但没有必要来延长拌和时间来提高沥青的裹覆程度。因为在混合料的摊铺,碾压过程中,沥青可进一步地裹覆集料。若集料难以被沥青裹覆,则应调整拌和方式以使沥青良好地裹覆在集料表面。
摊铺
1)厂拌冷再生过程中最好通过强制通风以减少混合料中水分及易挥发物的含量。强制通风过程降低了混合料中的液体含量,使混合料足够坚强,能承受压路机的碾压作用。混合料的液态物质的散失速度主要由沥青改性剂的种类、混合料中的水分含量、集料级配、风速、气温及湿度等因素决定。
2)传统的摊铺机即可摊铺厂拌冷再生沥青混合料,混合料中适度的水分可防止熨平板下的混合料发生“撕裂”、“脱空”等现象,熨平板不必加热,以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。
2)冷再生沥青混合料每层摊铺厚度最好不大于px(为压实后的厚度),若需要多层铺筑,则在铺上一层前需养生一段时间(在好的养生条件下一般养生2~4天左右)。雨天不能摊铺,若气温低于10℃,也应停止摊铺。
压实
1)冷再生沥青混合料的压实可用双钢轮振动钢轮压路机和重型轮胎压路机碾压成型。冷再生沥青混合料比常规热拌沥青混合料(HMA)更稠,所以需要更重的压实设备,且很难将冷再生沥青混合料压实至HMA相同的密度范围。充分压实的冷再生混合料总空隙率在9%~14%范围。
2)以乳化沥青为再生剂的冷再生沥青混合料的碾压要在乳化沥青开始破乳时(乳化沥青的颜色由褐色变为黑色)进行;掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料的碾压可在摊铺后立即开始。直到混合料完全破乳时才开始压实,可能造成混合料上部形成硬壳,将使压实更困难,如果用钢轮碾压会产生严重的细裂纹。
3)初压可采用双钢轮压路机(11吨左右)静压1~2遍,然后用高频低幅的方式(10吨以上)振动碾压1~2遍。复压用大吨位(25吨或更高)的轮胎压路机一般需要4~6遍。终压采用双钢轮压路机碾压,以消除轮迹。压路机碾压时可喷少量的水雾,以防止压路机粘轮。冷再生沥青混合料常是“蓬松”状,因此需要增大松铺厚度以保证压实厚度满足要求。混合料中的含水量对压实至关重要,合适的水分含量可润滑集料,有助于压实。但过度的水分会导致混合料密度低,且水分会长时间的滞留在结构层中,混合料中过度的水分还会使摊铺后混合料的养生期延长。
养护
在铺筑下面层之前,冷再生沥青基层应养护一段时间,使混合料中的水分进一步散失。在较好的气候条件下,一般养生期为2~4天。
在养生过程中应及时检测路面中的含水量,当路面含水量降低至2%以下时,可铺筑上面的结构层。通常认为干的钻芯能基本完整地抽取出来,则混合料的养护足以摊铺加铺层。
养生期间应封闭交通。
材料与设备
1原材料要求
冷再生沥青混合料所用的原材料主要有乳化沥青、水泥、水及沥青面层铣刨料、路面基层铣刨料。
乳化沥青
冷再生沥青混合料基层采用优质拌合型慢裂乳化沥青,其技术要求满足下表的要求。
乳化沥青(BC-1型)技术要求表6.1.1
2水泥
普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥都可以使用,禁止使用外界影响而变质的水泥。宜采用强度等级为32.5以上的水泥;水泥各龄期强度、安定性等应达到相应指标要求;要求水泥初凝时间3小时以上、终凝时间不小于6个小时。
3水
普通饮用水,或洁净不含有害物质的水均可使用。
4沥青面层铣刨料
铣刨料为原沥青面层铣刨料,要求分层铣刨,铣刨料粒径规格基本一致,最大粒径不得超过31.5mm,没有大的团块。由于铣刨后的沥青混合料极易粘结,因此,混合料的堆放高度不宜过高,更不允许在混合料上停放机械或有机械行走。
施工机械
冷再生沥青混合料必须配备齐全的施工机械和配件,做好开工前的保养、试机工作,并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。路面基层施工,要求采用集中厂拌、摊铺机摊铺,按层次施工,要求配备足够的拌和、运输、摊铺、压实机械。
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