半剛性基層水泥冷再生施工工法

1、半剛性基層水泥冷再生施工工法江蘇無(wú)錫大誠(chéng)建設(shè)有限公司目 錄1 前言12 工法特點(diǎn)13 適用范圍14 工藝原理15 施工工藝流程及操作要點(diǎn)15.1 施工工藝流程圖15.2 工法操作要點(diǎn)26 材料與設(shè)備66.1水泥66.2 石屑66.3 機(jī)械設(shè)備77 質(zhì)量控制88 安全措施89 環(huán)保措施910 效益分析910.1 工法優(yōu)勢(shì)910.2 經(jīng)濟(jì)效益911 應(yīng)用實(shí)例10半剛性基層水泥冷再生施工工法1 前言道路的現(xiàn)場(chǎng)冷再生，就是常溫下將舊瀝青路面以及部分基層材料經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)破碎加工后，根據(jù)級(jí)配需要添加一定量的新集料，同時(shí)加入一定劑量的穩(wěn)定劑和適量的水，在自然的環(huán)境溫度下連續(xù)完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪

2、及壓實(shí)成型等作業(yè)步驟，重新形成結(jié)構(gòu)層的一種工藝方法。加入穩(wěn)定材料是為了提高再生材料的強(qiáng)度，穩(wěn)定材料一般可采用水泥、乳化瀝青、泡沫瀝青等。使用水泥作為穩(wěn)定劑，再生得到的混合料作為路面的基層使用。目前，國(guó)內(nèi)冷再生較多采用這種方案，水泥用量一般控制在3%6%之間。為保證新工藝的正確使用，確保工程質(zhì)量，特制定此施工工法，以利工程實(shí)施。2 工法特點(diǎn)2.1 由于對(duì)舊材料進(jìn)行重復(fù)利用，在施工過(guò)程中，路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持，同時(shí)也大大節(jié)約了集料和瀝青膠結(jié)料，降低了施工成本。2.2 與其它路面修復(fù)技術(shù)相比，現(xiàn)場(chǎng)冷再生還能在一定程度上減少連續(xù)交通中斷的現(xiàn)象。2.3 本工法中使用國(guó)外先進(jìn)的冷再生設(shè)備，

3、充分利用原有的路面材料，并加入一定量的穩(wěn)定劑，在自然條件下一次性連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及碾壓等工藝。3 適用范圍本工法適用于采用水泥作為穩(wěn)定劑的各種等級(jí)道路的現(xiàn)場(chǎng)再生改建施工。4 工藝原理4.1 常溫下將舊瀝青路面以及部分基層材料經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)破碎加工后，根據(jù)級(jí)配需要添加一定量的新集料，同時(shí)加入一定劑量的穩(wěn)定劑和適量的水，在自然的環(huán)境溫度下連續(xù)完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型等作業(yè)步驟，重新形成結(jié)構(gòu)層。5施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程圖（見(jiàn)圖5.1）水泥冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)舊路面的清掃新集料的撒布和水泥的添加再生機(jī)完成銑刨、拌和及攤鋪混合料的碾壓養(yǎng)生及交

4、通管制檢測(cè)圖5.1 半剛性基層水泥冷再生施工工法工藝流程圖5.2 工法操作要點(diǎn)5.2.1水泥冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)1 原材料分析與級(jí)配設(shè)計(jì)采用再生機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣，室內(nèi)試驗(yàn)室對(duì)所取混合料及需要新添加的石屑進(jìn)行篩分，參照水泥全深度冷再生的級(jí)配范圍（表5.2.1）進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)。表5.2.1 水泥全深度冷再生混合料級(jí)配范圍篩孔26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075級(jí)配上限10092/766548/22/7.0級(jí)配下限6453/332010/4/02 最大干密度及最佳含水量的確定根據(jù)級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果，按照公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程分別配2.5%、3.5

5、%和4.5%的水泥劑量進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，然后采用烘干法測(cè)定試件最佳含水量，并計(jì)算最大干密度。3 試件制備將具有代表性的RAP（Recycled Asphalt Pavement)料烘干，待其溫度降至室溫（25±2），按照級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果配料。然后按最佳含水量加水，拌和均勻后放在密閉容器內(nèi)浸潤(rùn)備用。浸潤(rùn)時(shí)間建議2小時(shí)為宜。在浸潤(rùn)過(guò)的試料中，加入預(yù)定數(shù)量的水泥并拌和均勻?；旌狭蠎?yīng)在1h內(nèi)按下述方法制成試件，超過(guò)1h的混合料應(yīng)該作廢。分別配2.5%、3.5%和4.5%的水泥劑量制備試件，每組9個(gè)，試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)應(yīng)不大于20%。用反力框架和液壓千斤頂制備試件。制備一個(gè)預(yù)定干密度的試件所需混合料m

6、 = d V（1 + w）式中：V試模的體積（cm3）； w再生混合料的含水量（%）； d試件的干密度（g/cm3）。將試模的下壓柱放入試模的下部，但外露2cm左右。將稱量的規(guī)定數(shù)量的混合料分23次灌入試模中，每次灌入后用夯棒輕輕均勻插實(shí)。然后將整個(gè)試模放到反力框架內(nèi)的千斤頂上，加壓直到上下壓柱都?jí)喝朐嚹橹?。維持壓力1min。解除壓力后，取下試模，拿去上壓柱，并放到脫模器上將試件頂出。稱量試件，并用游標(biāo)卡尺量試件的高度。4 養(yǎng)生參考公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)養(yǎng)生方法，水泥全深度冷再生試件按照下述方法進(jìn)行養(yǎng)生：試件從試模內(nèi)脫出并稱量后，應(yīng)立即用塑料薄膜包復(fù)，放到密封濕

7、氣箱和恒溫室內(nèi)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生7d，整個(gè)養(yǎng)生期的溫度應(yīng)保持25±2。在養(yǎng)生期最后一天，試件不浸水；養(yǎng)生期結(jié)束后直接做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和彈性模量試驗(yàn)。在試驗(yàn)之前，應(yīng)再次稱試件的質(zhì)量。養(yǎng)生期間，試件質(zhì)量的損失應(yīng)不超過(guò)10g，超過(guò)者作廢。5 混合料力學(xué)試驗(yàn)及結(jié)果分析在室溫條件下，對(duì)所制備并已完成養(yǎng)護(hù)的試件做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量試驗(yàn)，分別繪制水泥劑量-無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、水泥劑量-彈性模量曲線圖，根據(jù)普通水泥穩(wěn)定類(lèi)材料的設(shè)計(jì)指標(biāo)（表5.2.2）并綜合曲線圖確定最佳水泥劑量。表5.2.2 普通水泥穩(wěn)定類(lèi)材料的設(shè)計(jì)指標(biāo)材料名稱7d抗壓強(qiáng)度/MPa抗壓模量/MPa水泥穩(wěn)定碎石23130

8、017005.2.2 舊路面的清掃對(duì)要再生的路面進(jìn)行灑水清掃，保持舊路的整潔。新集料的撒布和水泥的添加。按銑刨料的最大干密度、舊路的銑刨厚度、新集料用量和穩(wěn)定劑用量，計(jì)算新集料的攤鋪厚度，打格鋪料。如圖5.2.4所示。圖5.2 現(xiàn)場(chǎng)冷再生工藝過(guò)程圖5.3 撒布集料和水泥 圖5.4 水泥全深度冷再生現(xiàn)場(chǎng)再生使用冷再生機(jī)現(xiàn)場(chǎng)完成銑刨、拌和及攤鋪工藝，如圖5.2.4所示。 碾壓1 初壓：20噸壓路機(jī)靜壓一遍，如圖5.5所示。圖5.5 初壓 圖5.6 整平2 整平：初壓結(jié)束后，用整平機(jī)迅速按路拱橫坡進(jìn)行初平，如圖5.6所示。3 復(fù)壓：20噸壓路機(jī)振動(dòng)3遍，如圖5.7所示。圖5.7 復(fù)壓 圖5.8 終壓

9、4 終壓：三輪式壓路機(jī)6遍，如圖5.8所示。碾壓成型4小時(shí)后（視氣溫情況），可以用潮濕的帆布、粗麻袋、稻草、麥秸或其它合適的潮濕材料覆蓋，在整個(gè)養(yǎng)生期間，都應(yīng)保持覆蓋材料處于潮濕狀態(tài)。也可以在冷再生層上直接淋水養(yǎng)護(hù)。在7天內(nèi)禁止放行交通，全天候養(yǎng)生，始終保持頂面濕潤(rùn)。5.2.6養(yǎng)生圖5.9 已完成養(yǎng)生路面效果 圖5.10 現(xiàn)場(chǎng)取芯6 材料與設(shè)備6.1水泥水泥全深度冷再生可使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥及火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，抗干縮性好，但耐腐蝕性較差；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，耐腐蝕性好。建議選用早期強(qiáng)度

10、高的普通硅酸鹽水泥，以縮短養(yǎng)護(hù)周期；若能保證養(yǎng)生條件，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥。指標(biāo)應(yīng)符合表6.1.1的要求。表6.1.1 水泥技術(shù)要求 試驗(yàn)項(xiàng)目技術(shù)要求比表面積（m2/Kg）3006.2 石屑石屑宜采用機(jī)制砂，應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)雜質(zhì)，其質(zhì)量應(yīng)符合表6.2.1的要求。表6.2.1 石屑主要技術(shù)要求 檢 驗(yàn) 項(xiàng) 目指 標(biāo) 要 求水洗法小于0.075mm顆粒含量（）砂當(dāng)量（）50塑性指數(shù)（）<66.3 機(jī)械設(shè)備半剛性基層水泥冷再生施工作業(yè)需配備以下主要機(jī)械，見(jiàn)表6.3.1.表6.3.1 路面施工主要機(jī)具序號(hào)機(jī)具名稱名稱/型號(hào)單位數(shù)量1冷再生機(jī)WR2500臺(tái)（套）12單鋼輪壓路機(jī)20T臺(tái)13振動(dòng)

11、壓路機(jī)20T臺(tái)14三輪壓路機(jī)20T臺(tái)15整平機(jī)/臺(tái)16灑水車(chē)/輛36.3.2 施工用儀器、儀表等主要儀器設(shè)備見(jiàn)表6.3.2表6.3.2 路面施工用儀器、儀表等序號(hào)儀器設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量1行星式水泥膠砂攪拌機(jī)JJ-5臺(tái)12水泥膠砂振實(shí)臺(tái)ZS-15臺(tái)13電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)DKZ-5000臺(tái)14水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度及凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀維卡儀套15雷氏夾測(cè)定儀LD-50套16EDTA滴定儀器/套17電液式壓力試驗(yàn)機(jī)TYA-2000臺(tái)18液壓式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)WE-300D臺(tái)19水泥砼恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱HBY-40Y臺(tái)110灌砂筒等150mm套311標(biāo)準(zhǔn)篩0-31.5mm個(gè)2續(xù)表6.3.2 路面施工用儀器、儀表等序號(hào)儀器設(shè)

12、備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量12砂當(dāng)量試驗(yàn)儀YS-150臺(tái)113混凝土鉆孔取芯機(jī)HZ-20臺(tái)214光電液塑限測(cè)定儀STGD-3個(gè)17 質(zhì)量控制7.1 對(duì)于水泥全深度再生，打格鋪料后，再生機(jī)按確定的深度銑刨。取2-3份混合料，進(jìn)行含水量測(cè)試，求其平均值，與最佳含水量比較。若含水量低于最佳含水量，根據(jù)天氣情況，加一定量的水，使銑刨料達(dá)到最佳含水量；若含水量高于最佳含水量，建議銑刨后晾曬，待其含水量接近最佳含水量時(shí)施工。7.2 調(diào)整含水量再生后，取再生混合料，制備試件，做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和彈性模量試驗(yàn)。技術(shù)指標(biāo)要求如下（表7.2.1）。表7.2.1 水泥全深度再生混合料試驗(yàn)數(shù)據(jù)表無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度/MPa彈性模

13、量/MPa要 求>2.0>12007.3 對(duì)壓實(shí)度的控制，同普通穩(wěn)定土材料試驗(yàn)方法一樣采用灌砂法。7.4 具體試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法一覽表（表7.4.1）表7.4.1 試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)指標(biāo)、檢測(cè)方法一覽表檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)指標(biāo)檢測(cè)方法混合料指標(biāo)級(jí)配（）運(yùn)輸車(chē)取樣，水洗篩分T0302-2005水泥劑量運(yùn)輸車(chē)取樣， EDTA滴定及總量校核T08909-2009含水量（）隨時(shí)，烘干法T0801-2009混合料拌和均勻性目測(cè)/（底）基層質(zhì)量指標(biāo)厚度鉆孔檢查并鋪筑時(shí)隨時(shí)插入量取，每日用混合料數(shù)量校核T0912-2008平整度3m直尺T0931-2008寬度用皮尺丈量T0911-2008

14、高程、橫坡度水準(zhǔn)測(cè)量法壓實(shí)度灌砂法T0921-2008強(qiáng)度7天浸水抗壓強(qiáng)度T0845-2009成型情況鉆芯法/外觀目測(cè)/8 安全措施8.1 成立安全生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)，建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制度和安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)制度及安全生產(chǎn)技術(shù)交底制度，制定安全生產(chǎn)規(guī)章制度和操作規(guī)程，保證安全生產(chǎn)所需資金的投入，定期安全檢查，并做好安全檢查記錄，做好安全事故預(yù)案、救援預(yù)案。8.2 根據(jù)工程量的大小配備專(zhuān)職安全生產(chǎn)管理人員。8.3 樹(shù)立以“質(zhì)量第一、安全第一”的意識(shí)，結(jié)合本工程特點(diǎn)對(duì)員工進(jìn)行安全教育，嚴(yán)格安全操作規(guī)程。8.4 在施工現(xiàn)場(chǎng)出入口、沿線交叉口、臨時(shí)用電及柴油罐等危險(xiǎn)部位設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志或安全防護(hù)設(shè)施

15、。8.5 施工現(xiàn)場(chǎng)的辦公、生活區(qū)與作業(yè)區(qū)分開(kāi)設(shè)置，并保持安全距離；辦公、生活區(qū)的選址應(yīng)當(dāng)符合安全性要求。職工的膳食、飲水、休息場(chǎng)所、醫(yī)療求助設(shè)施應(yīng)當(dāng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。8.6 在拌和場(chǎng)建立消防安全責(zé)任制度，確定消防安全責(zé)任人，制定用火、用電、使用易燃易爆等各項(xiàng)消防管理制度和操作規(guī)程，設(shè)置消防通道，配備相應(yīng)設(shè)施和滅火器材。8.7 針對(duì)拌和場(chǎng)地的特點(diǎn)制定安全事故的應(yīng)急預(yù)案，定期組織演練。9 環(huán)保措施9.1 對(duì)施工時(shí)產(chǎn)生的廢料、廢液、廢油要集中堆放或存儲(chǔ)，便于清理。10 效益分析10.1 工法優(yōu)勢(shì)半剛性基層水泥冷再生施工工法技術(shù)成本低、工期短、環(huán)境污染少，路面的幾何線形及高程能得到很好地保持；相較于常規(guī)的公路改建和養(yǎng)護(hù)方案，本工法很好的解決了施工過(guò)程中的廢棄料問(wèn)題，符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。10.2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)舊路面進(jìn)行水泥冷再生，不僅大大減少了砂石等筑路材料的用量，同時(shí)也在很大程度上解決了公路改建和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的廢棄料問(wèn)題，降低了工程造價(jià)，具有直接的經(jīng)濟(jì)效益。11 應(yīng)用實(shí)例實(shí)例1：省道235大中修工程S235省道大中修工程總施工里程為20公里，共分兩個(gè)合同段，工程總體方案為老路局部面層銑刨，基層挖補(bǔ)加鋪瀝青砼面層，其中9.25公里采用基層與面層全深層水泥冷再生施工方案，然后加鋪兩層瀝青砼面層。從建成通車(chē)后的使用情況來(lái)看，狀況良好，沒(méi)有病害產(chǎn)生。實(shí)例2：惠澄路（錢(qián)威路延伸S342