冷再生施工工艺论文

2022-04-20

摘要:近年来,道路基层冷再生施工工艺在油田生产主干道大规模路面维修工程中应用越来越多,此工艺不仅具有显著的社会经济效益,而且也是环境保护的需要,同时又可缩短施工工期,可采用半幅封闭施工而不中断交通,确保油田生产正常运行。下面小编整理了一些《冷再生施工工艺论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

冷再生施工工艺论文 篇1:

冷再生施工工艺的研究

摘要 近几年来,我国公路发展非常迅速,随着交通量的日益增加,大量公路已接近设计使用年限,需要进行大修或改造,现场冷再生技术是最适宜的维修或改造方式。现场冷再生技术,不仅可以节约能源,降低施工成本,更有益于环境保护。

关键词 沥青路面;冷再生技术;施工工艺

沥青路面冷再生技术是指将旧沥青路面材料(包括沥青面层材料和部分基层材料),经铣刨加工后进行重复利用,并根据再生后结构层的结构特征,适当加入部分新骨料或细集料,按比例加入一定量的水泥和适量的水,在自然环境下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型,重新形成结构层的一种工艺方法。这种施工技术不仅能够利用旧路面的废弃材料节省筑路材料,还解决了废弃材料对空间的占用及对环境的污染,同时这种现场冷再生还具有简化施工工序、节约工期等优点。因此,冷再生技术可节省投资,获得直接的经济效益,并可保证生态环境获得社会效益,是一项利国利民的环保型新技术。 本文主要围绕以水泥为添加剂的沥青路面现场冷再生基层技术进行研究。

1 水泥稳定再生混合料的反应机理

目前农村公路改造工程的全面实施,为公路工程新技术、新工艺的推广应用提供了广阔天地,公路冷再生技术中农村公路旧沥青路改造工程取得初步成功的一种新型施工工艺。施工工艺采用公路冷再生机械施工,对沥青路面进行现场冷铣刨,破碎,掺入一定数量的新集料、活性填料(水泥、石灰等)水,经过常温拌和、摊铺、碾压等工序,一次性实现旧沥青路面再生的技术。旧沥青层连同旧石灰稳定土一起拌和,作为路面基层的一种新型工艺。它具有原料易得,整体性好,刚度和承载力大,水稳性及抗冻性好,且随着时间的延伸其强度也不断增长的特点。

沥青混凝土路面由级配矿料和沥青组成的具有一定密实结构,由沥青将矿料黏结在一起成为整体。沥青路面自使用开始经受自然因素及车辆荷载作用下,沥青逐渐老化,对沥青路面材料进行提取沥青试验并对其进行化学成分分析,可以看出:沥青中油份减小,沥青质和胶质增多,其路用性能表现为:沥青针入度减小,软化点升高,延度降低。铣刨破碎的沥青混合料中的骨料重新利用,与水泥加水充分拌和后,会发生一系列物理化学反应,主要包括:

1)物理过程:旧沥青混合料经过机械破碎、拌和、混合料的压实以及水泥稳定材料强度的形成。

2)化学过程:水泥的水化和水解作用、有机物质的聚合作用、颗粒的凝聚作用等,具体过程如下所示:

关于水泥浆与旧沥青结合料的作用机理,有国外学者对此进行了研究,还有待进一步深入,但目前的研究结果具有一定的参考价值。在水泥稳定废旧沥青混合料中,旧沥青结合料已经受过氧化作用,性能趋于稳定,再生利用后不会迅速变质;水泥水化时,水泥与旧沥青层除物理吸附和化学吸附外,还可能发生化学反应。用水泥稳定冷再生旧料,主要是利用水泥水化产物和其它可能的水泥沥青生成物形成的凝结力、旧沥青结合料的粘聚力组成复合力,使再生材料能够满足路用性能的要求。

3)击实试验、最佳含水量、最大干密度的确定。通过对旧路面进行铣刨后的混合料,对粒径≥37.5mm的集料进行减除,在施工工地取代表性试样进行烘干后用4.75mm筛孔过筛,计算混合料的含石量。以预计最佳含水量11%左右为中值,以2%含水量上下递增与递减即含水量依次为7%、9%、11%、13%、15%,通过击实试验确定此含石量条件下的最大干密度与最佳含水量。然后以此含石量為中心以上下5%为梯度浮动,最终取5个含石量的最大干密度与最佳含水量。以含石量为自由变量以最大干密度为导出变量用最小二乘法求出最大干密度与含石量的线性关系。在工地压实度检测过程中对每一处都要测定含石量,以上述确定的关系式求出对应的最大干密度,然后计算此处的压实度。

以击实得到的最大干密度及最佳含水量及工地预计达到的压实度制备无侧限抗压强度试件,经恒湿恒温养生6天浸水1天后,测得冷再生混合料无侧限抗压强度均大于1.5兆帕。这个强度范围介于相同水泥剂量的水泥土与水泥稳定碎石结构层之间。

冷再生混合料由于是用水泥添加一定量的水稳定原来的沥青与水泥稳定碎石及石灰土旧路面混合料。由于在混合料中夹有碎石骨料,在混合料碾压过程中碎石把混合料较好的进行“分割”成每个小区域,这样就避免了冷再生混合料碾压成一大块整体后由于整体收缩而产生裂缝。在本试验方案中,取用冷再生机械铣刨起来的混合料掺加5%P.C32.5水泥后铺筑的试验段经洒水保湿养生后,试验路段上没见有细微裂缝。这样就避免了由于整体收缩产生的裂缝。

2 冷再生施工工艺原理

冷再生技术是采用一次性粉碎法,将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎,再掺人一定数量、符合标准的再生剂、水泥、水(或加入乳化沥青)和骨料,按设定的厚度,用冷再生机进行处理后,经整形、碾压和后期养生,使其达到设计路基结构层技术要求的一种施工工艺。国外应用实践证明,基层再生技术是公路建设和养护可持续发展的重要组成部分。在我国同样具有重要的现实意义:

1)节约资源。基层冷再生技术能最大限度利用废旧沥青混合料,节省大量砂石料,减少大量的能源消耗,同时每一条投入运营进入养护维修期的沥青混凝土路面都是一个潜在的可再生能源基地。

2)保护环境。旧沥青路面冷再生基层技术通过重复利用旧沥青混合料,防止路面废料对弃料点及周边环境的污染,有效地保护林地和耕地,维护自然景观和生态环境意义重大。在交通发展带动经济发展的同时带来的生态环境破坏已引起社会各界的高度关注,解决公路建设与环境保护的矛盾已迫在眉睫

3 现场冷再生基层施工工艺

现场冷再生施工工艺与选用的冷再生机有很大关系,在本工程中采用的是德国维地根公司的WR2500型冷再生机。

1)现场冷再生基层施工配套机械:维特根WR2500型再生机一台。水车4台,PY180平地机一台,20t轮胎压路机一台,YZ14振动压路机一台,YZ18振动压路机一台,30装载机一台。在本大修工程中冷再生采用预先摊铺水泥;再生机完成旧路材料的铣刨、破碎、新旧材料的拌和:由压路机完成再生层的最终压实成型。

2)冷再生施工工艺流程:破碎旧路面一YZ14压路机稳压一平地机整平一YZ18压路机振压一摊铺水泥一冷再生机加水拌和一YZ14压路机稳压一平地机整平一YZ18压路机振压一20t轮胎压路机碾压一三轮压路机碾压一养生。摊铺水泥采用方格网法,水-考试大|泥剂量按4%控制,为25t/1000m。具体操作方法是根据冷再生层的宽度,确定摆放水泥的行数和间距,划出方格网,人丁摊匀水泥。

冷再生机对原路面进行旧路材料和水泥充分加水拌和,有关试验人员应立即现场检测含水量,使冷再生的含水量比最佳含水量高出1%~2%,以满足水泥水化作用的需要,同时弥补碾压过程中含水量的损失。拌和时再生机行走速度控制在6m/min。水车在冷再生机前面用水带与之相连并同步进行,为冷再生机加水。水车与冷再生机连接拆卸与安装选在每一施T段起点进行。

冷再生混合料拌和均匀后,用YZ14振动压路机排压一遍,速度控制在3km/h.排压过程中若发现含水量不均匀或不平处,应将补料连同其下层混合料一起翻松10em,刮平后再压实,经过排压之后,用平地机按设计高程整平至符合设计标准。

3)碾压组合:碾压遵循先轻后重,先慢后快的原则,先用YZ14振动压路机稳压一遍,YZ18振动压路机压四到五遍,三轮压路机静压两遍,20t胎压路机压两遍。碾压时注意错轴宽度,并由路边向路中心依次碾压,终压之后;冷再生层应平整光滑,表面有水浆渗出,注意终压完成时间不能超过水泥终凝时间。碾压完成后灌砂法测定压实度,保证密实度满足设计要求。

4)施工时间控制:試验段施工过程中冷再生机平均速变为6m/min。施工过程中应尽量减少无故停机时间和刮平时间,确保总体上每一段落施工时间在4.5小时以内。

5)养生:碾压成形4小时后(视气温情况),可以用潮湿的帆布和其他合适的潮湿材料覆盖。在整个养生期间,都应保持覆盖材料处于潮湿状态。也可用水车在冷再生层上直接淋水养护。在7天内禁止放行交通,全天候养生,始终保持表面湿润。

4 结语

综上所述,依据冷再生施工工艺过程中存在的各个施工要点进行综合性的阐述,对工程施工过程中的一些其他方面的施工控制,提高冷再生施工技术的应用水平。

参考文献

[1]何彩云,唐金艳.沥青路面冷再生技术应用现状[J]市场论坛.2012(03).

[2]薛跃武,贾广平.沥青路面水泥就地冷再生施工技术[J]筑路机械与施工机械化.2012(01).

[3] 刘明辉,赵顺波,殷爱国,盖占方.旧沥青混合料冷再生技术试验研究与工程应用[J]公路交通科技(应用技术版).2012(02).

作者简介

武太峰(1973—),男,宁陵县城关镇,本科, 研究方向:农村公路桥梁工程。

作者:武太峰

冷再生施工工艺论文 篇2:

道路基层冷再生施工工艺及质量控制

摘 要:近年来,道路基层冷再生施工工艺在油田生产主干道大规模路面维修工程中应用越来越多,此工艺不仅具有显著的社会经济效益,而且也是环境保护的需要,同时又可缩短施工工期,可采用半幅封闭施工而不中断交通,确保油田生产正常运行。

关键词:冷再生基层施工工艺质量控制

引言

冷再生基层是对原路沥青面层和稳定土类基层,掺加一定数量及相应级配的碎石骨料和水泥(或白灰)形成稳定土集料,按照一定的厚度用冷再生机破碎拌合,之后进行整形、碾压,使其恢复达到路面基层或底基层技术要求的施工工艺。冷再生技术不仅可以节约能源和资源,降低材料、人工费用,节省运输费用,几乎可以不受阴湿或低温季节影响,并且对于施工人员,改善了施工条件,减少了环境污染,有益于环境保护,同时可半幅施工而不中断交通,确保油田生产正常进行,因此在油田生产主干道大规模路面翻修中值得推广应用。

1 基卫路概况

基卫路是油田采油厂厂区门口的一条交通要道,同时也是当地一条主要交通干线。全长18.76km,1993年沥青混凝土面建成,后因路面损毁严重,曾进行路基修补,重新敷设沥青混凝土面层,近年路面又出现了不同程度的龟裂、坑槽、陷穴等,决定对基卫路进行冷再生基层修复。

2 冷再生施工工艺及质量控制

2.1 主要材料及配比

将原沥青路面及基层刨起取样进行级配和强度试验。筛分取样频率控制在间距100m,5mm以上的颗粒控制在40%~75%之间,确认混合料的实际级配;按照水泥掺加量5%、6%、7%试配,每一剂量得出最大干密度、最佳含水量、7d无侧限抗压强度,最终确定水泥掺加量(如表1)。

再生混合料(水泥∶(冷再生+5cm石子)=6∶94)的最佳含水量为9.2%,最大干密度2.02g/cm3,7d无侧限抗压强度2.66MPa,满足基层设计强度(2.5MPa)要求。

2.2 施工准备

(1)合理工作段的确定:通过冷再生的延迟时间对强度的影响试验,确定延迟时间为4h。通过试验段确定工作段的合理长度为160m。

(2)原路面清理:清除路面垃圾,拆除旧路侧石。

(3)施工放样:对原状路面进行复测并调整。

(4)材料准备:备好试验合格的碎石、水泥。

2.3 原路面加石料铣刨拌合,整形后稳压

按照设计及级配要求,在进行铣刨路段摊铺5cm石子,摊铺过程中随时检查碎石厚度及均匀度,合格后进行铣刨。整幅路段拌合完毕后,用平地机初步整平和振动压路机稳压2遍,根据设计纵断面高程和横向坡度,通过原路整形达到“调坡”、“调拱”的目的,且保证平整度。

2.4 布攤水泥,再生拌和

稳压后开始布摊水泥,经试验确定冷再生掺加新水泥用量6%,水泥每袋铺筑面积2.06m2,施工过程中按道路全宽(11m)每延米5袋控制。确保水泥布摊均匀、一致、等厚。

再生拌和前检测冷再生料的含水量,最终使冷再生混合料的含水量比最佳含水量高出1%。水泥布摊好后,开始拌和,冷再生机行进速度5~8m/min,并随时检测拌和深度,含水量和水泥剂量,始终控制含水量比最佳含水量高1%,水泥剂量6%。拌和料及时做无侧限抗压强度试验。

2.5 平整碾压

拌和完毕用胶轮压路机先进行稳压后,紧接着用平地机根据高程进行平整。要求整平精度要高,确保平整度和纵断面高程、横坡符合设计要求。施工中,按“宁刮勿补”的原则,严禁“薄层贴补”。

整形完成后应及时进行碾压,碾压顺序为50t单振动压路机稳压2遍,高频高幅强振3遍,14~16t三轮压路机碾压2~3遍,20t胶轮压路机碾压2~3遍。碾压后外观平整,无明显轮迹,及时检测压实度。检测结果显示,含水量(最佳含水量9.2%)在9.9%~13.2%之间,压实度(设计≥95%)均在95.0%~97.0%之间,合格率100%。

2.6 接茬处理

冷再生机拌和时每幅搭接20~30cm,防止幅与幅之间有拌和不均匀现象。横向接缝采用搭接拌和,每段拌合完毕后,如果是连续作业可搭接50cm;如果中间停止,搭接2m,并按要求与后段一起填料、碾压,并且要求接缝平整、直顺、严密,不得有松散、跳车现象,同时应密切注意前段成品不被压坏,既要保证接缝处的平整度,又要保证压实度。

2.7 养护

碾压检测合格后及时进行洒水养护,养护期不少于7天,要使冷再生基层表面始终保持湿润,做到每天及时洒水,专人看管,确保不因裸露曝晒产生微裂缝。同时严格控制交通,不得有任何车辆特别是重型车辆在上面行驶。

3 施工注意事项

(1)再生层拌和是否均匀是保证施工质量的关键。再生料拌和均匀度采用控制冷再生机拌和时行走速度,要求不超过8m/min前进,此外现场加强水泥剂量、拌和深度的检测工作。

(2)压实度是确保冷再生层强度的关键。冷再生层压实度和含水量密切相关,再生料含水量要随时检测,及时调整。

(3)合理安排施工段。冷再生层的施工段应控制在120~150m,要保证在水泥初凝前施工完毕,以保证施工质量。

4 再生基层效果

(1)再生基层指标检测。通过对冷再生路段取芯,其厚度达到要求。芯样完整、密实、光滑;冷再生层密度、高程、横坡、平整度、压实度、强度等各项指标经检测均达到设计要求。

(2)社会效益和经济效益。冷再生工艺不仅能减少拆除旧路面造成的污染,而且造价低,与重新铺筑水泥稳定碎石基层相比较,可节约20元/m2左右,既节约能源和资源,又有利于环境保护,具有显著的经济和社会效益。

5 结语

道路冷再生基层施工工艺为油田生产主干道大规模路面维修提供了一种快捷、方便和节约投资的施工途径,值得我们进一步完善和推广。

参考文献

[1] GB/T19001—2000质量管理体系标准.国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会编制.2000.12.

[2] 丛培经,吴涛,等.建设工程项目管理规范.GB/T50326—2001.中华人民共和国建设部.2002.1.

[3] 朱媚媚,等.沥青路面就地冷再生技术在公路养护大中修工程的应用[J].科技创新导报,2010,21:114.

[4] 刘元利.浅议沥青路面水泥冷再生技术的应用[J].科技创新导报,2009,26:79.

作者:李凤江

冷再生施工工艺论文 篇3:

公路路面水泥稳定就地冷再生施工工艺

摘要:交通基础建设在推动社会经济快速发展、促进国民经济稳步增长中发挥着至关重要的作用。在改革开放不断深入的背景下,公路工程建设取得了非常明显的进步。在公路工程的施工中,水泥路面占据着关键性的地位,需要在结合实际情况的基础上,选择合适的施工材料,对施工流程进行严格规范,延长公路的使用寿命,提高公路工程的质量。就此,本文浅谈公路路面水泥稳定就地冷再生施工工艺。

关键词:公路路面工程;水泥稳定;就地冷再生施工

1水泥冷再生技术的原理与特点

水泥冷再生,顾名思义就是利用水泥作為新的稳定剂,利用专门的再生机械把路面需要翻修改建的结构层铣刨、破碎,再按照实际要求加入水泥及其他材料,摊铺至原有路面形成新的具有一定强度和刚度的结构层。水泥冷再生所针对的原有路面结构形式可以为沥青面层、水稳碎石基层、二灰碎石基层等常规结构层,水泥在与铣刨料结合后,经拌和、摊铺、压实、养生后,能够形成一种类似水泥稳定碎石的半刚性基层,其强度来源主要依靠水泥产生的水化物、水泥与集料间的相互机械作用以及集料自身具有的强度。水泥作为一种最常用、最廉价易得的化学稳定剂,无论在房建工程还是公路工程上都具有十分广泛的运用。水泥自身在经水化反应后形成的水泥石,除具备一定的强度和刚度外,还有抵抗水损的能力,用水泥作为稳定剂来稳定铣刨后的路面,无论是从经济效益还是工程价值均具有不可替代性,但水泥冷再生所形成的结构层也无可避免地会因温度和水分减少形成半刚性基层的通病——收缩裂缝,也是在施工和后续养护工作中应关注的重点。

2公路路面水泥稳定就地冷再生施工工艺

2.1配合比设计

配合比设计是就地冷再生成败的关键,首先,在老路冷再生深度范围内取样,准确掌握其材料组成情况和级配,再根据级配的曲线范围进行掺配水泥和集料,通过试验来确定每一段的水泥和集料的掺配量,通过4%,4.5%,5%的水泥含量进行配合比试验,试验结果如下表。

经多次试验,最终确定水泥剂量为4.5%。为了减少干缩裂缝,应严格控制水泥剂量,一般不超过4.5%,当强度不满足要求时,调整骨料级配曲线。

2.2混合料拌和

混合料在拌和的时候,需要严格按照试验所得的配合比数据进行配料,而且要报监理进行审批,通过后方可开始搅拌,搅拌过程中应该时刻观察搅拌的情况,及时补充用水量,确保混合料在成型后表面还是湿润的状态,并且安排专门的人员对混合料的输送器具进行负责,确保混合料均匀输出,并且要根据天气的情况,做好防潮防水等防护措施。

2.3混合料运输

混合料在运输的过程中,应该选择承受荷载较大的车辆,确保车况良好。车辆的数量和运输速度应该与摊铺作业情况相匹配,提前做好计算,选择合适的车辆数量,混合料尽快运输到施工现场,确保摊铺作业的连续性。

2.4再生机械机组就位

水泥就地冷再生施工属于大型机械密集施工类型,对于成套的设备中各组分具备一定的稳定要求,目前水泥就地冷再生的核心机械主要是采用根据泡沫沥青冷再生机械改良而来的德国维特根公司出的WR2000XL型水泥就地冷再生机械设备,与此同时,机组中还应当配备有专门的水罐车、双钢轮压路机、单钢轮压路机、胶轮压路机和平地机。其中,就地冷再生机械在使用前,应当由技术人员和操作人员检查是否将施工材料配比数据及相应的参数输入至控制系统中,罐车驾驶员检查罐车内部水量是否与工程量相匹配,此外,在施工现场应当额外多放置一台罐车或固定水罐,以及时补充水源实现最高工作效率,相应的现场施工人员要检查好系统中的连接管道接头位置是否卡紧,无漏水现象。最后,技术人员检查排除系统中的空气,并将所有阀门打开后将机械置于起点处等待,再生机械后压路机及平地机就位。检查再生路段的导向线是否顺直,明确导向标志及确保现场平整后,机械就位完毕可以开展施工。

2.5铣刨拌和施工

机械设备就位后,再生机械推动水罐车在再生路段上行走,行进速度根据路面损坏情况和需再生深度进行调整,网裂、脱落等位置路段适当降低速度,修补后路段适当提高速度,以确保铣刨后再生集料的级配变异性波动控制在有效范围内。再生机械行走时,根据道路两旁设置的水平控制桩,由技术人员用直尺核查再生深度是否满足要求,一旦发现深度不符合要求(超过±1cm)应当停止机械前进,查明原因后及时调整铣刨深度后再进行施工。除了检查再生深度以外,还应当检查含水量是否满足要求。再生机组后面应当安排施工人员用铁锹、齿耙翻拌混合料中明显不均匀的位置,并且由于再生机械铣刨鼓后有机械自身的胶轮碾压痕迹,应当用人工翻铲以保障再生厚度初步均匀,以免后期压实时出现不够密实的情况。同时施工时应当注意再生剂每刀起始和终止位置的再生料,对接缝位置和边角部位应当采用人工方式予以翻拌,保障后续工作的顺利开展。每次施工长度应当在满足材料及水量的要求前提下尽可能长,从而以减少横向接缝的数量,一般来讲工作面单次长度在100-250m为宜,再生施工阶段一旦发现含水量、再生厚度、级配以及其他问题应当立即停止施工,寻找问题的来源并有效解决后方可继续进行。

2.6碾压成型

再生机械完成铣刨出料后,应当紧跟一台单钢轮压路机(振动)进行初压,初压的目的主要是使水泥冷再生层初步密实,因此宜采用静压的方式进行,然后再采用高幅低频的方式进行压实,每次碾压应当从施工起点开始,直到再生机尾部结束,碾压速度不得高于3km/h。在完成某一路段的再生施工后,还应当用平地机推平整形,在直线段由两侧路肩开始,由外至内刮平,在曲线段(平),平地机由内向外进行刮平整形,如果发现施工气温过高,再生层的水分丧失情况较为严重,可以先喷洒一定量的水,保证表层湿润即可,然后再用平地机进行整形。完成初步整形后,开始进行复压,进行这一步骤时要先检查路段上有无明显的再生料离析情况,一旦发现后应当予以人工翻拌,然后进行复压。复压采用低振幅高频率的方式进行,仍然用单钢轮压路机,有路肩至路中心碾压,碾压轮迹重叠二分之一钢轮宽度,一般需要碾压整个施工路段的4-6遍,碾压速度应当逐步提高,头两遍速度不得超过2km/h,后面速度不得超过3km/h。最后用胶轮压路机进行终压,碾压遍数10次以上,此时再生层含水量应当已经有显著下降,可以先进行洒水再碾压。

2.7养生

经碾压完成并检查压实度后,应当马上开始对这一施工段的养生工作。一般情况下,对水泥就地冷再生的养生应当在7d或以上,然后才能摊铺上层。养生时,采用土工布覆盖+洒水的方式进行养生,养生结束后将覆盖物清除。需注意的是,养生阶段也应当完全封闭交通,整个养生期内除洒水车外均严禁其他车辆入内,要确保再生层表面的潮湿,以确保水泥材料水化完全,形成足够的强度。

结语:

随着我国道路养护领域的不断发展,越来越精细的施工标准和新的施工理念逐渐融入水泥冷再生的施工过程当中,为此本文主要围绕水稳就地冷再生在工程中的具体应用以及施工中需注意的一些问题展开了一定的分析与讨论。在实际工程中,还应当认真仔细,严格遵守各项技术规范与施工指南,建设出合格的道路工程,为我国公路再生建设与发展作出贡献。

参考文献:

[1]董松.探析水稳冷再生在公路大修养护中的应用[J].四川水泥,2015(11):97+86.

[2]杨通祥.冷再生施工技术在旧路改造中的应用[J].黑龙江交通科技,2014,37(2):37+39.

作者:杨绍文

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