冷再生技術(shù)在滬寧高速公路擴建工程中的應用

1、冷再生技術(shù)在滬寧高速公路擴建工程中的應用余 常 俊(東盟營造工程有限公司 西安市 710075摘 要：滬寧高速公路擴建工程在新舊路面結(jié)構(gòu)層拼接時對舊的路面進行了病害修補，施工中將舊的瀝青混凝土層、基層、底基層分層銑刨，冷再生為新的底基層。本文結(jié)合高速公路擴建工程中交通管制的具體要求，對其冷再生機理作了簡要分析，從病害調(diào)查、新舊路面拼接方式、再生料配合比設計、冷再生施工方法等方面進行了總結(jié)。關(guān)鍵詞;擴建 冷再生滬寧高速公路擴建工程在從事新舊瀝青路面拼接以及路面修補過程中，有大量的廢舊路面結(jié)構(gòu)層被翻修，如果翻修中的銑刨材料被白白地廢棄，不僅占用了寶貴的土地資源，也會對周圍環(huán)境造成極大的污染。如何減

2、少有限的自然資源開采、合理利用廢料，解決廢料對環(huán)境的污染問題，又能降低工程成本，滿足交通高速發(fā)展的要求，是公路擴建及管養(yǎng)部門在資源綜合利用上值得研究的課題。舊瀝青路面結(jié)構(gòu)層再生利用的方法很多，在此筆者就滬寧高速公路擴建工程鎮(zhèn)江段將舊瀝青路面結(jié)構(gòu)層廢料冷再生用于底基層的施工方法與大家探討一下。1.概述滬寧高速公路江蘇段東起昆山花橋與上海相接，西至南京馬群，全長248.216km。是連接上海、蘇州、無錫、常州、鎮(zhèn)江、南京的黃金通道。滬寧高速公路江蘇段自1996年建成通車以來，隨著沿線經(jīng)濟的不斷發(fā)展，高速公路的渠化交通和車輛荷載次數(shù)的增加，雙向4車道的通行能力已越來越不能滿足日益增長的交通量要求，加

3、之該路段又處于長江三角洲水網(wǎng)地區(qū)，工后沉降、道路受水損嚴重，瀝青路面結(jié)合料在使用過程中的逐漸脆硬老化及超載超限車輛的增多，使路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)了車轍、沉陷、坑槽、裂縫、麻面、松散等病害，嚴重影響了行車速度和安全，道路服務水平明顯降低。為改善交通現(xiàn)狀，滬寧高速公路擴建工程建設指揮部采取“兩側(cè)拼接加寬為主、局部分離加寬”的辦法，將全線主線由雙向4車道擴建為雙向8車道。擴建過程中，對一般病害段落進行局部修補，對病害嚴重的段落進行了銑刨翻修，并按設計意圖將舊瀝青路面結(jié)構(gòu)層銑刨成臺階，以利于新舊路面結(jié)構(gòu)層的拼接。通過合理的配比經(jīng)廠拌法將銑刨下來的材料全部冷再生用于新的底基層，解決了資源不足和廢料綜合利用的問

4、題，對減少廢渣占用耕地、減少環(huán)境污染、原有路面廢舊材料的再生利用具有十分積極的意義。2 主要機械設備a銑刨設備：w2000型銑刨機2臺，銑刨寬度1.9-2.1m,銑刨最大深度30cmb運輸設備：ZL-50裝載機1臺，18T自卸車翻斗車20輛c清掃設備；S160滑移裝載機1臺d拌和設備：WDB500型水泥穩(wěn)定礦石拌和機2臺e攤鋪設備：WTU75D型攤鋪機2臺f碾壓設備: VSH-150型雙鋼輪壓路機1臺， BW-225單鋼輪振動壓路機1臺 ，XSM-220單鋼輪振動壓路機1臺，YL-16/20型膠輪壓路機1臺。g養(yǎng)護設備：灑水車1臺3.冷再生水泥穩(wěn)定料的反應機理滬寧高速公路擴建工程的廠拌法冷再生

5、施工，就是在自然環(huán)境溫度下，將舊的瀝青路面材料(瀝青混凝土路面的上、中、下面層，二灰碎石基層，少量的二灰土底基層料分層冷銑刨，分別運到拌和場內(nèi)按材料的原有結(jié)構(gòu)層次存放，這些結(jié)構(gòu)層經(jīng)過銑刨機的銑刨，破壞了原有的板塊狀態(tài)，在以水泥為穩(wěn)定劑，摻加適量水的條件下，將各種銑刨材料按一定的比例經(jīng)機械充分拌合后，使水泥、二灰、土和水之間發(fā)生了一系列物理、化學或物理化學反應，從而改變了混合料的性能，形成再生混合料，經(jīng)過現(xiàn)場攤鋪、碾壓成型、養(yǎng)護后，形成新的路面結(jié)構(gòu)層。滬寧高速公路擴建工程在新舊路面拼接中使用了冷再生施工工藝，就是將舊的路面結(jié)構(gòu)層材料冷再生用于新的路面底基層。4.路況調(diào)查拼接前先由業(yè)主、施工、監(jiān)理

6、單位組成路面病害聯(lián)合調(diào)查小組，對全線路面進行調(diào)查。施工單位根據(jù)路面損壞情況，按病害發(fā)生的起訖點樁號、行車道位置、病害性質(zhì)填寫“路面病害調(diào)查表”，整理后上報“路面病害擬修補方案審批表”，由業(yè)主、施工、監(jiān)理單位及有關(guān)專家組成專家組進行分類診斷，下達路面施工指導意見，以便翻修。在翻修過程中，對病害嚴重的地段、新舊路面結(jié)構(gòu)層設計拼接縫位置按要求進行銑刨，并在銑刨過程中，逐層檢查，認真填寫“新發(fā)現(xiàn)病害情況記錄表”，以便確定下一層的處治方案。病害統(tǒng)計情況簡述如下:(1路面橫向裂縫嚴重，間隔在512m左右，大部分有唧漿現(xiàn)象；存在包括松散、網(wǎng)裂、橫向裂縫、沉陷、車轍、 泛油、 擁包、修補處新舊瀝青結(jié)構(gòu)層分離、

7、修補后損壞等病害。(2瀝青結(jié)構(gòu)層銑刨完畢發(fā)現(xiàn)：基層厚度不足，設計厚度為20cm，現(xiàn)場調(diào)查的基層厚度基本上在18cm以下，最薄處只有10cm，而且厚薄不均；基層松散連續(xù)長度0.24.0m，局部松散嚴重；基層存在“兩層分離”現(xiàn)象、縱向裂縫嚴重，有的呈樹冠狀，向內(nèi)側(cè)延伸至超車道；有的基層中夾有泥層或泥土塊。在進行路面病害調(diào)查時，對路面結(jié)構(gòu)層破壞不太嚴重或較難判斷其下層是否受損的部位進行鉆芯取樣，取芯至基層頂面，根據(jù)樣品受損程度，決定路面結(jié)構(gòu)層的處治方案。5.銑刨原則(1根據(jù)病害調(diào)查結(jié)果，對病害地段進行銑刨；結(jié)合設計尺寸將舊路面結(jié)構(gòu)層銑刨形成拼接臺階，在銑刨過程中嚴禁漏刨、超銑刨。當超車道面層全部松散

8、、行車道有裂縫時，則對行車道結(jié)構(gòu)層進行逐層銑刨，每銑刨一層，應利用S160滑移裝載機在人工配合下對結(jié)構(gòu)層面進行清掃、人工配合用森林滅火機吹凈，由質(zhì)檢工程師與監(jiān)理工程師對其層面進行檢查，必要時報請業(yè)主有關(guān)負責人參加，以便確定是否對該結(jié)構(gòu)層進行翻修處理。原則上，舊瀝青結(jié)構(gòu)層、二灰碎石基層、底基層各層之間的拼接臺階按設計尺寸分層銑刨，以保證拼接位置的正確性；舊瀝青路面非設計拼接縫位置的第一次銑刨厚度按病害調(diào)查和原結(jié)構(gòu)層厚度控制；中下面層銑刨后，垂直切縫拼接；為滿足橋頭瀝青層厚度的要求，橋頭過渡段由伸縮縫外邊線向路基方向40cm開始銑刨，基層銑刨厚度變化從04cm；原橋面瀝青鋪裝層全部銑刨或由人工配合

9、風鎬鑿除；底基層第一次銑刨深度由新拼接的基層底面標高和新基層厚度不小于36cm雙向指標控制；新舊路基結(jié)合部位置的底基層要進行二次銑刨，二次銑刨的深度由新路床頂面標高控制，以便于進行新舊路基結(jié)合部4m范圍內(nèi)的路床加固。對有裂縫、松散和厚度不足、局部有泥土層的基層，銑刨到底基層；基層嚴重松散路段，直接銑刨到底基層。不同材料不得混銑混裝，銑刨材料運到再生加工場也必須分類存放(路面廢料冷再生利用工藝流程如下圖。(2銑刨作業(yè)注意事項對無法銑刨的邊角料、二次切縫處的大塊舊料，要單獨裝運，由人工打成小塊后，采取人工鑿除、分類運至拌和場再增加破碎機預處理的方法，將其破碎成粒徑小于5cm的料回收利用，以滿足使用

10、要求。為防止銑刨材料結(jié)塊，在銑刨時可適當加大用水量，但銑刨機在施工作業(yè)中加水時不得泄漏，以防止水滲入保留的路面結(jié)構(gòu)層中，影響路面的使用質(zhì)量。 銑刨過程中要加強安全施工組織，防止施工車輛行駛時對新舊路面結(jié)構(gòu)層的拼接臺階或修補范圍內(nèi)新舊路面結(jié)合處的碾壓，以免發(fā)生啃邊現(xiàn)象，影響新舊結(jié)構(gòu)層的拼接效果。對于有夾泥的基層，銑刨前后應將泥塊剔除，以免影響成品質(zhì)量。6 配合比設計(1基本材料水泥：32.5級的早強緩凝硅酸鹽水泥，要求安定性滿足要求，使用溫度50。初凝時間為3h20min，終凝時間為6h35min，其它技術(shù)指標符合規(guī)范要求。銑刨材料：最大粒徑50mm，不結(jié)塊，拌和時含水量3%。石屑：最大粒徑4.

11、75mm，0.075篩分通過量8%，塑性指數(shù)7。水:一般生活用水。(2配合比試驗按滬寧高速公路擴建工路面施工指導意見(試行要求，對路面舊料取樣并進行常規(guī)化驗分析，按照舊料全部利用的原則，在水泥用量不大于2%、舊的銑刨材料滿足配合比要求的前提下，將舊路面層的瀝青銑刨材料與基層二灰碎石銑刨材料各按50%，摻2%的水泥，含水量控制在±2%以內(nèi)進行配比，要求混合料7天無側(cè)限抗壓強度不小于1.0Mpa。通過擊實試驗得出最佳含水量為8.3%，最大干密度為2.03g/cm3，然后進行7天無側(cè)限抗壓實驗，試驗結(jié)果分別見表1、表2。由于舊路面結(jié)構(gòu)層的損壞程度不一，銑刨材料不能滿足底基層用料，因此在施工

12、中根據(jù)舊路的面層、基層、底基層銑刨材料的數(shù)量適當調(diào)整配合比，引進了4.75mm以下的混合石屑摻2%的水泥與原銑刨材料配制生成新的底基層混合料，將含水量控制在最佳含水量±2%以內(nèi)。按隨機取樣進行液塑限聯(lián)合試驗，得出液限WL=18.8,塑限WF=16.8,塑性指數(shù)IP=2.0,通過配合比設計，試驗結(jié)果詳見表3、表4。7 施工方法7.1測量放樣及準備工作根據(jù)現(xiàn)場實際情況結(jié)合設計圖紙和擴建工程指揮部下發(fā)的路面施工指導意見和施工圖，確定路面病害的銑刨范圍和新舊路面各層次的拼接縫位置,放出各結(jié)構(gòu)層拼接臺階的銑刨邊線。再生料的攤鋪作業(yè)拼接前的準備工作如下：a路基外型檢查：包括路線偏位、寬度、橫坡度

13、、平整度縱的檢查。b路基強度檢查：壓實檢查用1215t三輪壓機，對檢查段落進行表層復壓， 出現(xiàn)松散、起皮要灑水潤濕后壓實；出 現(xiàn)彈簧要換填8%的灰土，重復碾壓工序至密實達到96%的壓實度為止。c路基沉降檢查，根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)分析，原則上施工段落連續(xù)2個月平均沉降速率3/每月，才允許鋪筑底基層。d路基彎沉檢查：用BZZ-100標準車以規(guī)定的頻率檢查路基表明彈彎沉，按檢測時的環(huán)境條件推算彎沉代表值(保證率97.7%要求不大于設計彎沉值。e做好試驗路段，總結(jié)出最佳松鋪系數(shù)施工工藝，以便指導下下一步的施工。根據(jù)施工段落底基層的寬度、厚度及預定的干密度，計算好施工混合料的用量?；旌狭仙珊笠皶r運到工地

14、，為防止混合料拋灑，造成環(huán)境污染和水份散失。運輸過程中，要用軍用帆布覆蓋車箱，盡量走施工便道，由開口于拼寬路堤旁的“馬道”拐上高速公路施工區(qū)。7.2 銑刨料的存放與拌和銑刨材料運到拌和場要分類存放，堆放高度不得超過2，銑刨入倉前要利用破碎裝置將大于5cm的料破碎，每天拌和工作結(jié)束后應將料倉放空，以免產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。采用2臺WBC500型連續(xù)式穩(wěn)定土拌和設備進行拌和。拌和時，要嚴格按照當日的生產(chǎn)通知單的配合比拌料，根據(jù)天氣、氣溫變化情況調(diào)整含水量，將含水量控制在最佳含水量±2%范圍內(nèi)，以免混合料過干影響壓實效果或含水量過大引起碾壓時發(fā)生推移、彈簧現(xiàn)象。調(diào)整好混合料的級配、水泥劑量，并做好

15、相關(guān)的抽檢試驗。7.3 底基層的攤鋪、養(yǎng)護與檢驗標準為保證拼接質(zhì)量，對拼接臺階啃邊的問題要認真處理。攤鋪前，在預留部分寬度上，對臺階邊進行二次切除，保證線型順直，利于拼接。要合理安排施工段落，形成流水作業(yè)，特別是在確保高速公路安全暢通的條件下從事擴建工程，施工段落不宜一次拉得太長，一般以高速公路中央分隔帶34個自然開口段為處理段落為宜。新舊路基結(jié)合部路床加固完畢，就可進行底基層攤鋪工作。底基層攤鋪時，采用2臺攤鋪機進行梯隊作業(yè)，每臺攤鋪機攤鋪寬度為5.1m，為了保證底基層的碾壓質(zhì)量和防止底基層邊角干燥松散，靠路基邊坡旁的號攤鋪機比設計寬度超攤鋪70cm(見圖1。前后攤鋪機相距58m，前進速度為

16、1.11.2m/min，新底基層的拼接縫部位熨平板重疊1015cm。如圖1 所示，號攤鋪機外側(cè)走鋼絲，內(nèi)側(cè)走移動鋁合金梁以控制縱向頂面標高，橫向坡度由橫坡儀控制；號攤鋪機的一側(cè)以號攤鋪機已攤鋪成型的底基層面為準，另一側(cè)以舊的底基層銑刨臺階為內(nèi)側(cè)標高控制基準面，用長度不小于1.0m的雪橇控制標高。施工時，要科學控制攤鋪高程和松鋪系數(shù)，保證攤鋪平整度，要特別注意兩臺攤鋪機結(jié)合部、新舊底基層結(jié)合部位的搭接，為了保證底基層外邊緣的壓實度，攤鋪時宜超寬10cm，施工時應保持混合料的飽滿，不可欠缺。為保證碾壓達到預期目的，對機械設備要進行有效組合，根據(jù)生產(chǎn)能力確定合理的工作面長度，使路面結(jié)構(gòu)層銑刨、拌和場

17、拌和、混合料運輸、底基層施工、養(yǎng)護、開放交通等工作程序化。盡量避免拌和場內(nèi)積壓過多的銑刨材料，做好原材料、混合料、運輸、現(xiàn)場施工四個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，施工單位要加強施工現(xiàn)場的動態(tài)管理，隨時掌握現(xiàn)場施工、交通、供料、安全等情況。在含水量等于或大于最佳含水量1%時可進行碾壓，碾壓時按照先穩(wěn)壓后重壓、大半徑曲線路段及直線段應先外后內(nèi)、有超高的段落應先內(nèi)后外進行碾壓，要特別注意兩臺攤鋪機結(jié)合部、新舊底基層結(jié)合部位、底基層外邊緣的碾壓，碾壓完畢應在路肩部位的底基層外緣培土以利養(yǎng)護。再生混合料施工中要控制的關(guān)鍵節(jié)點是水泥的初凝時間，因此，施工延遲時間（加水攪拌到碾壓結(jié)束的時間）必須嚴格控制在水泥的初凝時間內(nèi)

18、，否則再生料不得使用。由于所使用的水泥初凝時間為3h20min，實際施工時控制的施工延遲時間就不得超過3。攤鋪和碾壓過程中要特別注意新舊底基層結(jié)合部位的處理，同時要加強底基層周邊的防護，防止干燥松散。施工機械組合為：在作業(yè)長度為3050m范圍內(nèi)，以1.51.8km/h的碾壓速度，VSH-150型雙鋼輪壓路機靜壓1遍；BW-225型單鋼輪壓路機、XSM-220型單鋼輪壓路機各振壓2遍；最后用YL-16/20型膠輪壓路機終壓1遍。在分段半幅通車、半幅封閉施工情況下，一個段落宜連續(xù)施工，如因天氣變化或配合高速公路交通管制，必須中斷施工，則應設置橫向施工縫，下一次施工時，宜用切割機將接頭切齊，新料攤鋪時要特別注意結(jié)合部的碾壓，以保證底基層的壓實度。碾壓完畢，應采用土工布灑水覆蓋，由專人負責養(yǎng)生等工作，每一段落應養(yǎng)護不少于7天并應進行跟蹤檢測，檢驗標準參考交通部JTJ034-2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范的部分要求。8.交通組織施工期間，要認真做好施工現(xiàn)場的安全防護和交通組織，在施工段落的起訖點設置安全交通崗，24小時指揮交通，安全巡邏車晝夜巡查，加強對驗收合格段落的底基層保護，加強路面施工的車輛管理及安全教育工作，合理合法設置各種安全警告標志、標牌。9.結(jié)語