2018冷再生二灰碎石的应用

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　　【摘要】本文主要研究了冷再生二灰碎石工艺的设计要点及施工方法，并结合实例对其做更深入的了解，为今后应用冷再生路面底基层技术提供参考。
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　　【关键词】冷再生；施工工艺
　　
　　分类号：TU521.2+5文献标识码：A-E 文章编号：2095-2104（2011）12-109―01
　　
　　前言
　　 我国幅员辽阔，道路纵横捭阖，中国有近350万公里公路，其维护艰难，资金需求庞大，可见一斑。而半刚性路面是我国公路路面结构的主要型式。由于诸多方面的原因，我国半刚性路面结构早期损坏严重，且早期修建的高速公路陆续进入大修期，高速公路大修任务繁重。大修中铣刨后的半刚性基层材料大量废弃，造成巨大的资源浪费、土地占压，并引发一系列的环境问题。本文针对我国公路大修中半刚性基层铣刨后浪费严重的现状，研究了高速公路二灰碎石基层再生后做刚性基层的技术。并展望其应用前景。
　　工艺一般情况介绍
　　 1）现状
　　 目前，我国冷再生技术的运用还不广泛，只是在几个省份开始冷再生施工的试点，施工方法大致是在原路面上加一定配比的水泥、石子，用洒水车与拌和机配套进行现场拌和，然后进行整平、碾压。但针对不同的路面结构，施工工艺也不相同，特别是施工配合比、施工机械的优化组合、工程质量、工程造价及工期的最佳配合，还没有现成的经验，需要总结实践经验，为工程施工提供条件。
　　 工艺介绍
　　 二灰碎石冷再生是指利用专门的路面冷再生设备充分利用原有的路面基层材料，并按一定比例加入一定量的添加剂(水泥、水、泥稀浆等)和新骨料，在自然条件下连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而修筑出所需性能和质量要求的新铺结构层的作业过程。
　　 美国、德国、法国、芬兰从20世纪90年代起将该工艺广泛应用到道路维修工程中，刚开始只是将该技术运用到低等级公路中，近几年开始应用到重交通道路上。
　　 我国近几年在公路的大中修工程中开始试验推广该项技术，但远远没有达到广泛应用的阶段。
　　 工艺特点
　　 1.提高原有道路性能。利用冷再生技术后能将二灰碎石基层强度提高，弯沉值减至原来的50％左右，由于统一采取了冷再生，基层的整体性有所提高。2.降低施工成本。根据国外的资料和国内已有的成功实例可知，与传统方法相比，二灰碎石冷再生的运用可降低成本30％～50％。3.节约能源。原路面材料的重复(循环)利用，减少了新能源的消耗，能较大程度地节约资源。4.缩短施工时间。不需要用其他机械对二灰碎石基层进行翻挖、破碎，同时由于不存在旧料的运输问题，节约了施工时间。5.保护环境，避免山石过多被开采。旧料就地再生利用，不存在旧料的运输和堆放问题。采用了专业的施工机械，具有封闭式的添加系统，防止了粉尘的飞扬。
　　 强度形成机理分析
　　 冷再生技术：是指将旧路面材料经加工后进行再利用，加入部分新骨料或细集料，并按一定比例加入一定量的添加剂和适量的水，在自然环境温度下连续完成旧路面的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型，重新形成基层或底基层的一种工艺方法。从宏观角度上看，水泥冷再生路面底基层，是由旧沥青混凝土、二灰碎石、路基土组成的一种具有固相、液相和气相组成的混合材料。由铣刨下的旧沥青混凝土粒料、旧二灰碎石粒料组成粗集料， 由旧二灰碎石粉末、 路基土粉末组成细集料，良好的集料级配，经拌和、压实后，充分发挥了集料的嵌挤、骨架作用，有助于冷再生底基层强度的提高。
　　实例
　　以下是该技术在道路建设中运用：
　　旧路路面冷再生施工工艺流程
　　 路面冷再生时，首先要对旧路进行弯沉检测，以详细了解旧路承载能力；对旧路结构材料进行钻芯取样，一般为50m取一点，以确定旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等，并掌握结构强度：对旧路结构材料进行土质分析，以确定添加剂种类。一般采用强度等级32.5级普通硅酸盐水泥。其施工工艺流程如下图所示：
　　
　　
　　
　　机具准备及材料要求
　　 (1)机具准备。工程开工前，应保证设备机具完好并
　　满足施工需要。主要机具包括冷再生铣刨机、稳定土拌和机、平地机、洒水车、运送水泥汽车、振动压路机、胶轮压路机、三轮压路机以及推土机。
　　 材料要求。①经破碎旧路沥青混凝土面层及上基层获得的混合料作为冷再生结构的骨料及填充料。②水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可使用，但席选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6小时以上)的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。宜采用强度等级32．5级或42．5级水泥。(据有关资料介绍旧路路面冷再生施工，选用水泥的初凝时间多在4小时以上，工程选用32.5级水泥，初凝时间5小时39分钟，终凝时间94,时24分钟。因此最好能选用初凝时间4小时以上的水泥)。③水：采用不含有害物质或饮用水。
　　3、施工程序
　　 (1)路面清理。
　　 冷再生施前应对旧路路面实施清理，清除路面垃圾，拆除旧路侧缘石，由测量人员标线，确保规定铣刨宽度。
　　 铣刨破碎与铣刨速度的控制。①采用铣刨机铣刨，使旧路路面及上基层破碎后混合料均匀。铣刨速度应根据调查的旧路结构状况及混合料破碎后配合比合理选定，一般情况下，基层为石灰土材料时，适宜的工作速度为5～6m／min，基层为无机结合料时，应控制在4～5m／min以内。铣刨深度一般为20cm或按设计规定。铣刨过程中随时检查铣刨深度及铣刨速度，以保证冷再生铣刨度及破碎的混合料级配合理。②对已破碎的混合料应由试验人员现场取样实施筛分，确认混合料的实际级配，以计算冷再生水泥量的投入。表2为武清开发区禄源道改造工程冷再生基层试验段的粒料筛分值，其旧路状况较好，即旧路油面在8～10cm，且没有特别严重的坑槽及龟裂、网裂现象，因此混合料5mm以上的粒料占57％以上，比规范要求的粒径偏大一些，经有关资料表明，这种级配的基层(或底基层)的板体性很好，不容易出现干缩裂缝。叫⑨测混合料的含水量，采用洒水车均匀补充混合料含水量，使其得到大于最佳含水量的1～2%。加水后需静停12小时以上，以保证含水量均匀。
　　表 2
　　筛孔（mm） 31.5 19.0 9.5 4.75 2.36 0.6 0.075
　　通过（%） 99.1 90.0 67.6 43.2 26.2 10.7 4.2
　　 (3)人工摊铺水泥。按设计含灰量计算每平方米应摊铺水泥用量。现场打格卸水泥，人工摊铺。应确保水泥摊铺量并均匀。
　　 (4)拌和与质量控制。采用稳定土拌和机拌和。应控制拌和深度，满足设计宽度，在拌和过程中，质检员应检查拌和深度及混合料的均匀度。
　　 (5)整型找平及碾压。应由测量人员给定纵断标高和横坡。首先使用推土机找粗平，并均匀排压，然后使用平地机找中平、细平至高程横坡，平整度符合设计要求。实施碾压前应检测含水量，必要时补水，使其符合最佳含水量。碾压分三个阶段进行。第一阶段使用振动压路机，碾压原则先轻后重，自路边向路中依次碾压，碾压速度应控制在1．5～1．7km／h并注意错轴宽度并不漏压。第一阶段碾压一遍后挂振碾压2～3遍。第二阶段使用三轮压路机，碾压原则要求同前，然后使用胶轮压路机碾压，碾压至密实度符合设计要求。碾压应一次成型。尽可能缩短从加水拌和到碾压终了的延迟时间，此时间不应超过3～4h，并应短
　　于水泥的终凝时间。
　　 (6)养生。潮湿养生不小于7天，养生期间应断行交通。
　　 (7)质量检测。冷再生基层、底基层实测项目检测。
　　4、冷再生含灰量控制
　　 冷再生结构水泥为外掺材料，武清开发区禄源道大修施工时认为其含量应控制在3-5％之间，水泥掺入量应适当，掺入最过多会产生较大的干缩导致结构开裂，水泥掺入量偏小则不利于冷再生结构的成型，其强度也达不到规定的要求，故应严格控制含灰量。现场采取打格计量卸灰，人工均匀摊铺。
　　5、冷再生含水量控制
　　 冷再生掺入材料为水泥，其水泥应通过水化热形成强度，在摊铺水泥前应洒水并验证使破碎混合料达到最佳含水量的1～2％，并应保持湿润(夏季施工应视气温情况调整)，含水量偏小不利于冷再生的成型，含水量过大会造成弹软并达不到强度要求。在碾压过程中如冷再生表面风干则应喷洒补水，在养生过程中应始终洒水保持冷再生结构处于潮湿状态，以利成型。
　　三、二灰碎石冷再生技术的忧点
　　 1、降低了施工成本 与传统施工工艺相比 每平米造价水平降低12%
　　 2、有利于废料处理 保护环境 节约资源 避免山石被开采过多
　　 3、能提高原二灰碎石结构层强度 并使弯沉值减至原来的50%~60%
　　 4、保持了原路面的几何特性
　　 5、工艺简单 能缩短工期 有利于交通管制
　　结语
　　 二灰碎石冷再生技术的应用有诸多益处。其工艺简单，可操作性强。从经济方面分析，由于铣刨价格较高，采用铣刨方式回收老路废料予以利用，不会大幅节省工程直接投资，但废料再生利用除能减少部分碎石、石灰等原材料的用量外，还可大量减少用土量，在我国资源紧缺，耕地面积迅速减少的今天，老路面的再生利用技术将得到越来越广泛的推广。
　　参考文献
　　【1】陈海涛．冷再生添加剂的分析与选择[J]．河北工业大学学报，2005(1)
　　【2】陈祥辉．沪宁高速公路扩建工程沥青路面保留及再生利用技术研究[J]．现代交通技术，2006(5)
　　【3】JTJ057-94 《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》[S]