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乳化沥青厂拌冷再生路面施工技术应用研究

发布时间:2022-03-24 10:00:00 浏览数:

摘 要:乳化沥青可以常温下再生旧沥青路面材料,具有节省资源,减小环境污染等特点,是冷再生技术成功推广的关键材料。为此,本文结合具体工程案例,通过实地勘察发现路面病害多为车辙、裂缝等,并找出了病害原因所在。在此基础上,对乳化沥青厂拌冷再生路面配合比设计、施工工艺进行了分析与探讨。

关键词:乳化沥青;路面病害;配合比设计

1 工程概况

某公路工程通车运营时间较长,随着交通量的逐年增长,部分路面尤其是第二、第三主车道路面病害较严重,路面结构性和功能出现较大程度损坏,道路通行能力受到较大限制。为了改善和提升公路行驶服务质量,提高路网通行能力,更好地服务于经济社会的发展,对该公路进行维修改造。该文选定K3426+700—K3432+310为试验段,共5.61km,本着节能、经济的方针,对路面病害进行处治。

2 配合比设计分析

2.1 级配组成设计

为了满足乳化沥青冷再生基层的级配要求,更好提高再生混合料性能,需要掺加新骨料对旧沥青混合料级配进行调整。经过试配,确定再生混合料的掺配比例为10~30 mm∶5~10 mm∶0~5 mm∶10~30 mm:矿粉=20∶35∶34∶8∶3,同时,为了提高冷再生混合料的早期强度及路用性能,在旧沥青混合料冷再生过程中外掺2%的水泥。

2.2 乳化沥青冷再生配比设计

第一,确定最佳含水率。按照混合料设计级配,固定乳化沥青用量为4.0%,变化拌和用水量采用击实试验进行分析,确定最大干密度为2.242 g/cm3,对应的最佳含水率为4.2%。

第二,确定最佳乳化沥青用量。采用馬歇尔法成型试件,控制总含水量为4.2%,试模直径为152.4 mm。采用两次击实的方法成型,试件第一次成型,常温双面击实150次;试件第二次成型,放入60℃鼓风干燥箱中恒温通风养生48 h后,再双面击实75次,冷却到室温,脱模。脱模后进行劈裂强度、浸水劈裂强度等指标的测试。本项目最佳乳化沥青用量确定结合工程经验,按照乳化沥青3.0%,3.5%,4.0%三个用量进行试配,从检测结果可知,乳化沥青含量为3.5%时配合比各项指标满足规范要求。因此选用3.5%作为目标配合比的最佳乳化沥青用量。

第三,乳化沥青冷再生目标配合比性能检验。车辙试验的动稳定度测定值大于6 000次/毫米,远超过不小于1 000次/毫米的规范要求,符合规定要求。用劈裂抗拉强度比TSR评价混合料的水稳定性。TSR试验结果为82.8%,大于70%满足规范要求。采用的目标配合比为RAP(10~30 mm)∶RAP(5~10 mm)∶RAP(0~5 mm)∶新矿料10~30 mm∶矿粉=20∶35∶34∶8∶3,外掺水泥剂量为2.0%,外掺乳化沥青为3.5%,外掺用水量为2.8%。

3 乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺

3.1 沥青面层旧料回收及堆放

选取冷铣刨法回收沥青面层旧料,在回收及存放环节严禁有杂物混入,如基层废料、土等,尽可能降低铣刨料出现质量变质现象。在对各个路段沥青面层旧料回收铣刨时,需选取装载机在上料前充分混合所有料堆的铣刨回收沥青面层旧料,进而实现铣刨料级配增强,且稳定其含水率。

3.2 表面清理

施工前,应平整好下承层粒径较大的碎石表面,要求将橡胶沥青碎石封层均匀撒铺到粒径较大的碎石基层表面,极可能降低污染程度。如表面存有杂物,需及时做好清理工作,且通过水对粘土块清理干净,当表面干燥程度满足施工要求后,即可将橡胶沥青碎石封层撒铺其上。

3.3 拌和施工

将专用水箱、进水管道添加到沥青拌和站,并向拌和设备控制室接入加水计量系统,做好严控工作。混合料拌和用水直接选用无污染饮用水即可。同时根据施工现场实际情况,合理控制拌和时间,一般情况下,需干拌冷料水泥5到8秒钟,随后材料和水进行均匀拌和,时间控制在5到8秒钟,并进行乳化沥青喷洒,通常在45秒钟以内控制整体拌和时间,混合料拌和后应保证其均匀,没有结团问题。存放时间过长,将有聚集、分层等问题产生于乳化沥青内,生产前需先将沥青存储罐搅拌装置开启,均匀分布乳化沥青。

3.4 运输及摊铺

(1)运输。为提高材料质量,要求在50km以内控制拌和站与摊铺场地之间的距离,防止因运输距离太长出现破乳问题,同时应在6到8小时之间控制拌和到碾压施工完成时间。拌和机将料放到运料车后,应向前向后移动车辆,分堆装料,防止出现材料分离问题。拌和后的混合料通过自卸车向施工场地运送,为确保材料水分,降低散失速度,需覆盖帆布于车厢上,卸料时即可去除帆布。

(2)摊铺。选取沥青摊铺机进行冷再生混合料摊铺施工,无需加热熨平板。摊铺过程中,应严格按照均匀、连续等施工原则作业,禁止任意转换速度或停止施工,为防止材料离析,需匀速转动螺旋布料器,且在每分钟2到4m之间控制摊铺速度。如存在离析、裂缝等问题,需及时找出原因,采取切实可行的措施予以处理。按照冷再生混合料试铺检测结果显示,1.3为其松铺系数,施工环节需实时对摊铺层各项参数进行详细检查,如厚度、横坡等,如粗集料粒径偏大,可通过人工方式予以处理。

3.5 碾压施工

初压、复压及终压是冷再生混合料碾压施工的主要工序,具体内容如下:首先,按照“静压—振压”顺序进行冷再生混合料初压作业,通过该施工顺序可有效避免乳液流失,施工过程中应合理控制碾压机械行驶速度,通常为每小时1.5到3.0km之间。如碾压过程中发现混合料具有较大含水率,需适当增加碾压遍数,且按照“两边—中间”的顺序进行碾压施工,确保错轴宽度符合施工规定,全面碾压,避免漏压。

3.6 养护

通过一定时间后,冷再生混合料强度逐步增强,在上层结构铺筑前,需做好冷再生层养护作业。如当地气温在20℃以上,则养护周期控制在1d以上;如气温在7℃以下,则需适当增加养护时间,一般为3到5d之间,待其表面干燥程度满足施工规定,即可进行下一阶段施工。

4 结束语

综上所述,伴随我国国民经济的快速发展,公路工程建设力度逐步加大。为确保行车安全及舒适度,必须重视公路施工质量。乳化沥青厂拌冷再生技术作为路面大修施工主要技术之一,如何提高施工技术水平极为关键。要求严格按照施工具体情况及施工标准,合理选择施工方案,做好施工设计,规范施工工艺,只有这样才能延长工程使用寿命,降低工程成本,实现公路工程事业可持续发展。

参考文献:

[1]李华.旧路冷再生施工技术在大修工程中的应用[J].中国新技术新产品,2015(19):148.

[2]郭银涛,刘清泉,刘振清.考虑水泥作用的改性乳化沥青冷再生混合料性能研究[J].公路交通科技,2012(06).

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