朱忠德

(湖南省郴州公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司)

1 再生方法分類

(1)冷刨法。

冷刨是指采用專門設(shè)計(jì)的設(shè)備有控制地銑刨現(xiàn)有路面至合適的深度,經(jīng)處理后形成的紋理表面可立即作為正常行駛面使用,也可用其他瀝青再生方法進(jìn)一步加以處理或經(jīng)清掃和噴灑粘結(jié)層后加鋪瀝青混凝土或再生混合料層。冷刨過(guò)程中產(chǎn)生的路面銑刨舊料可采用熱再生或冷再生法加以利用,重新鋪回路面結(jié)構(gòu)中。冷刨法可消除路面表面多種損壞形式,提高表面摩擦系數(shù)、糾正路面縱斷面和橫披,可為其它類型瀝青路面再生方法提供前期的路表面準(zhǔn)備工作,相對(duì)于其他重建方法節(jié)約了能源。

(2)廠拌熱再生。

將瀝青路面的面層銑刨舊料與新集料、新瀝青和再生劑(按需要)在工廠混合生產(chǎn)再生混合料。廠拌熱再生使用傳統(tǒng)的方法軟化舊料以使其與新集料、瀝青和再生劑混合,并采用專門設(shè)計(jì)或改進(jìn)的用于熱再生的間歇式或連續(xù)式拌合站。通常,熱拌再生混合料中舊料的摻配比例有一定的限制,對(duì)間歇式拌合站大約為 15%～25%,連續(xù)式拌合站大約為 30%～50%。廠拌熱再生可以再生利用瀝青等寶貴資源,有效改善路面的結(jié)構(gòu)特性,能修復(fù)路面表面的變形及裂縫類病害,形成的再生路面與傳統(tǒng)的熱拌瀝青混凝土路面性能相當(dāng)。

(3)就地?zé)嵩偕?/p>

將原路面在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行加熱軟化、銑刨至預(yù)定深度并根據(jù)銑刨料實(shí)際情況加入適當(dāng)?shù)男虏牧匣蛟偕鷦?經(jīng)拌和、碾壓、攤鋪而形成新的再生結(jié)構(gòu)層。受制于熱刨機(jī)具,就地?zé)嵩偕奶幚砩疃纫话銥?20～80 mm。就地?zé)嵩偕褂靡幌盗性O(shè)備,如預(yù)熱機(jī)、加熱機(jī)、翻松機(jī)、拌和機(jī)、攤鋪機(jī)和壓路機(jī),形成一系列施工車組。就地?zé)嵩偕芟访姹砻媪芽p,修復(fù)車轍、波浪、擁包等變形破壞,恢復(fù)路面摩擦系數(shù),減少施工中的交通中斷,節(jié)省運(yùn)輸成本。

(4)冷再生。

主要指對(duì)原路面進(jìn)行再生利用的過(guò)程中不需要熱能的使用。就地冷再生是將原路面在現(xiàn)場(chǎng)銑刨破碎至預(yù)定深度,根據(jù)實(shí)際情況決定是否加入新集料,并加入適量的穩(wěn)定劑(如瀝青類穩(wěn)定劑、無(wú)機(jī)結(jié)合料類穩(wěn)定劑等),經(jīng)拌和、碾壓、攤鋪而形成新的再生結(jié)構(gòu)層。就地冷再生施工速度快、對(duì)現(xiàn)有交通影響小、并因減少大量運(yùn)輸車輛而更具經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益;但若己有大量的舊路面銑刨料堆置,或是必須將舊面層翻除后對(duì)基層進(jìn)行翻修而不能采用就地再生方法時(shí),則廠拌冷再生就是最恰當(dāng)?shù)倪x擇。

對(duì)于出現(xiàn)反射裂縫的路面,常規(guī)的維修方法是修筑熱拌瀝青混合料罩面層,McKeen等人的研究表明,2～4年后反射裂縫通常會(huì)貫穿瀝青混合料罩面層反射到路面表面層。美國(guó)愛荷華州交通部及公路研究所通過(guò)對(duì)其州內(nèi) 18條冷再生道路進(jìn)行分析評(píng)價(jià),提出采用冷再生方法對(duì)出現(xiàn)反射裂縫病害的路面進(jìn)行維修,可以有效延緩和減輕反射裂縫的再次形成,對(duì)愛荷華州年平均日交通量小于 2 000次/車道的冷再生道路,其平均使用壽命為15～26年。除此之外,冷再生還可以消除其他類型的路面表面病害,有效改善路面的結(jié)構(gòu)特性,提高路面行駛質(zhì)量,減少環(huán)境污染,節(jié)省能源。

(5)全厚式再生。

全厚式再生實(shí)際上是一種冷再生方法,所不同的是,全厚式再生過(guò)程中將舊路面所有瀝青混凝土層及一定厚度的下臥層材料(基層、底基層和路基)統(tǒng)一銑刨,將軟弱底層材料穩(wěn)定處理后再將再生層和上覆加鋪層逐層鋪回。因此,對(duì)路面結(jié)構(gòu)層中下層出現(xiàn)病害的情況特別適用。全厚式再生可大量利用舊路面回收材料,減少運(yùn)輸成本,消除廢舊路面材料的棄置問(wèn)題,并能有效提高路面結(jié)構(gòu)層尤其是基層的承載力等結(jié)構(gòu)特性,改善路面行駛質(zhì)量,適用于修復(fù)多種路面病害類型。

以上幾種瀝青路面再生方法都優(yōu)于傳統(tǒng)的加鋪瀝青混凝土層或重修等維修養(yǎng)護(hù)方法,但各種再生方法各具優(yōu)缺點(diǎn),并不是對(duì)所有路面損壞類型各種方法都同樣適用。因此,對(duì)需要采用再生技術(shù)進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)的具體路面工程,需首先調(diào)查其路面損壞類型、損壞程度以及相關(guān)的配套工程條件,從而確定合理的再生方法和再生方案。

2 冷再生的優(yōu)缺點(diǎn)

(1)可用于處治多種路面病害類型。

(2)冷再生技術(shù)可大大減少路面中反射裂縫的出現(xiàn)。

(3)可在不改變路面縱橫線形的前提下改善路面的結(jié)構(gòu)承載力。

(4)與傳統(tǒng)的路面維修技術(shù)相比,可減少路面施工過(guò)程中對(duì)能源、集料、瀝青等的需求,從而可以降低工程成本。

(5)可以減少環(huán)境污染,節(jié)約自然資源,解決廢物堆置問(wèn)題等,有利于環(huán)保。

當(dāng)然,冷再生技術(shù)同時(shí)也有其適用性和局限性,主要為以下幾方面。

(1)與傳統(tǒng)的路面維修技術(shù)相比,路面冷再生過(guò)程中材料及施工的變異性較大,易對(duì)冷再生路面結(jié)構(gòu)的性能帶來(lái)不利影響。

(2)冷再生混合料通常需要一定的養(yǎng)生期才能達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度。

(3)冷再生施工過(guò)程受周圍環(huán)境的影響較大,主要是溫度和濕度的影響。

3 就地冷再生施工工藝

3.1 施工放樣

(1)在再生施工之前,在道路的兩側(cè)放置一系列的標(biāo)樁(桿)作為基線,用來(lái)恢復(fù)道路的中心線。

(2)標(biāo)樁(桿)的間距,曲線距離不應(yīng)超過(guò) 20m,線距離不應(yīng)超過(guò) 40m。

3.2 準(zhǔn)備原道路

(1)清除原道路表面(包括不需要再生的相臨行車道和路肩)的石塊、垃圾、雜草等雜物和積水,并清理邊線。

(2)清除再生路段上存在的井蓋等類似結(jié)構(gòu)物。

(3)對(duì)原路的翻漿、車轍、沉陷、波浪、坑槽等病害進(jìn)行處理,使原路基本平整。

3.3 添加新加料和水泥

(1)計(jì)算每平米需要的新加料質(zhì)量,以利于新加料的攤鋪或加入。

(2)人工擺放和撒布水泥,應(yīng)根據(jù)水泥劑量,計(jì)算每一平方米水泥穩(wěn)定層需要的水泥用量,并確定水泥擺放的縱橫間距。

(3)使用水泥稀漿車時(shí),應(yīng)計(jì)算水泥漿的噴入量。

(4)根據(jù)計(jì)算出的每袋水泥的縱橫間距,在舊路上做好安放標(biāo)記。

(5)將水泥均勻攤開,并注意使每袋水泥的撒布面積相等,水泥撒布完后,表面應(yīng)沒(méi)有空白位置,也沒(méi)有水泥過(guò)分集中的地點(diǎn)。

3.4 冷再生機(jī)組就位

(1)檢查再生機(jī)操作人員是否已將所有與穩(wěn)定劑添加量有關(guān)的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。

(2)使用水泥稀漿車,應(yīng)檢查水泥稀漿車內(nèi)的水泥和水是否充足。

(3)排除系統(tǒng)中的所有空氣并確保所有閥門均處于全開度位置。

(4)檢查再生路段內(nèi)的導(dǎo)向標(biāo)志,確保導(dǎo)向標(biāo)志明確。

3.5 舊路銑刨、破碎

(1)冷再生機(jī)行進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)路面損壞狀況和再生深度進(jìn)行調(diào)整,一般為 6～12m/min,使得銑刨后料的級(jí)配波動(dòng)范圍不大。

(2)網(wǎng)裂嚴(yán)重地段應(yīng)降低再生機(jī)組行進(jìn)速度,提高銑刨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

(3)再生機(jī)后應(yīng)有專人跟隨,隨時(shí)檢查再生深度、水泥含量和含水量,并配合再生機(jī)操作員進(jìn)行調(diào)整。

(4)施工中再生深度的檢查以相鄰已經(jīng)再生或原路面為標(biāo)準(zhǔn),用鋼纖刺入土中,測(cè)量其刺入深度,看其深度是否合格。

(5)若進(jìn)行多刀施工時(shí),應(yīng)時(shí)刻注意搭接的寬度,保證搭接寬度。

(6)帶有熨平板的再生機(jī),應(yīng)經(jīng)常檢查熨平板后再生層的厚度。

(7)每次再生的長(zhǎng)度以保證后續(xù)作業(yè)能正常進(jìn)行為宜,一次(不停機(jī))再生的長(zhǎng)度一般為 150～250m。

(8)每段再生結(jié)束后,應(yīng)檢查銑刨轂的刀架、刀頭,發(fā)現(xiàn)損壞立即更換。

3.6 碾壓整形

(1)使用輪胎式再生機(jī)時(shí),兩輪位置會(huì)被再生機(jī)的輪胎穩(wěn)壓,而兩輪之間會(huì)留下松散的材料,因此必須首先壓實(shí)輪跡間松散的材料。

(2)由于再生位置兩側(cè)已有舊路或壓實(shí)的再生層,故在壓實(shí)時(shí)應(yīng)先用重型壓路機(jī)將再生層底部壓實(shí),后用較輕的壓路機(jī)將上層壓實(shí),即采用先重后輕的原則。

(3)壓路機(jī)行駛速度、壓實(shí)方法,平地機(jī)整平及碾壓整形時(shí)的其他注意事項(xiàng)與規(guī)范相同。

4 實(shí) 例

某大修路段為 K154～K163段,舊路按一般公路二級(jí)路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修建,屬平原微丘類型,路基寬度超過(guò) 12m,路面寬度 9m。道路典型結(jié)構(gòu)為 7 cm貫入式 +20 cm砂礫 +土基。此路最早為低等級(jí)道路,后經(jīng)改造成為二級(jí)路,砂礫層按 20 cm設(shè)計(jì),但為調(diào)整坡度、改善平整度,故砂礫層厚度不均勻,實(shí)際施工中部分路段厚度加大。施工工藝主要包括以下步驟:封閉交通→準(zhǔn)備原道路→準(zhǔn)備新加料→冷再生機(jī)組就位→擺放和攤鋪水泥→冷再生機(jī)銑刨與拌和碾壓整型→養(yǎng)生。

冷再生使用德國(guó) Wirtgen公司生產(chǎn)的 WR2500S型就地冷再生機(jī),該機(jī)兼具路拌機(jī)和再生機(jī)的特點(diǎn),最大拌和深度可達(dá) 50 cm,最大再生深度可達(dá) 30 cm。該機(jī)工作寬度2.48m,工作效率高,每天可再生 5 000～10 000m2。

通過(guò)試驗(yàn)段的施工主要過(guò)程詳述如下。

4.1 準(zhǔn)備新加料

根據(jù)舊路再生深度內(nèi)的平均密度,計(jì)算每平米新料的添加量;根據(jù)每車料的質(zhì)量或體積,計(jì)算每車料的堆放距離,結(jié)果見表 1。

表 1 新加料相關(guān)數(shù)據(jù)

4.2 擺放和攤鋪水泥

(1)根據(jù)計(jì)算出的每袋水泥的縱橫間距做好安放標(biāo)記,不同試驗(yàn)段水泥劑量不同,間距也不相同。

(2)用刮板將水泥均勻攤開,并注意使每袋水泥的攤鋪面積相等,水泥攤鋪完后,表面應(yīng)沒(méi)有空白位置,也沒(méi)有水泥過(guò)分集中的地點(diǎn)。

4.3 舊路銑刨、破碎、拌和

(1)根據(jù)路面損壞狀況和再生深度調(diào)整再生機(jī)行進(jìn)速度和銑刨轉(zhuǎn)子速度,確定再生機(jī)行進(jìn)速度為8.5m/s,銑刨轉(zhuǎn)子為 2 000～2 200 r。

(2)對(duì)一次的再生長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)查,保證在水泥終凝前完成所有后續(xù)工作,一般每天開工時(shí)第一刀為 150m,后面各刀為 200～250m。

4.4 碾壓整形

調(diào)整壓路機(jī)碾壓組合、碾壓遍數(shù)及平地機(jī)刮平的時(shí)機(jī),最終根據(jù)配套施工機(jī)械采用如下組合。

(1)20 t單鋼輪壓路機(jī)初壓(靜壓)1/2遍。

(2)20(18)t低頻高振 1/2遍。

(3)平地機(jī)整型。

(4)20(18)t低頻高振 3～4遍。

(5)16 t高頻低振 3～4遍。

(6)如果表面發(fā)干用水車進(jìn)行補(bǔ)水,并用壓路機(jī)靜壓。

(7)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。

4.5 養(yǎng)生

灑水保濕養(yǎng)生 7 d。

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