就地水泥再生基层设计与施工要点

就地水泥再生基层设计与施工要点

杭州市城建设计研究院有限公司上海分公司上海201315

摘要:道路运输作为交通运输五大方式之一,是国家综合运输体系的重要组成部分。近年来,道路运输行业得到了迅猛发展,而在20世纪70年代以后陆续建成的各级道路,目前已逐步进入大、中修期,每年有大量的旧路需要翻修,如继续采用传统施工工艺,将原有的旧路基层挖除外运,再用新材料建成道路基层,由此产生的大量废旧路面材料,不仅浪费资源,而且造成周边环境的污染。因此就地水泥再生基层在道路翻修中的应用极为重要。

关键词:道路;基层;;水泥再生

水泥混凝土碎石化再生利用技术符合节约型社会的发展需要、工程造价低。

经过碎石化技术改造的旧水泥混凝土不需清除,可以直接用做新路的基层,既节约了基层的材料,又节约了资金,减少了浪费,减少环境污染,符合国家可持续发展、环境保护等战略决策。

一、路面调查、分析

旧路翻修设计前,应收集和分析道路建设期间的设计及竣工文件、运营期间养护、改造等历史资料,收集和评估路面损坏状况。实测道路分段弯沉数据,并结合道路弯沉值变化情况进行布点开挖样洞、钻芯取样,确定现状道路结构层及损坏状况。结合检测资料,评估现有道路强度,结合预测交通流量,以此作为设计使用年限内结构设计的依据。

二、再生混合料试验及设计

2.1回收材料要求

根据旧路基层的材料特性及粒径大小,现场破碎应采用二次或二次以上铣刨方法,铣刨后的混合料应进行级配分析。由于就地水泥再生的路面结构和材料各不相同,回收路面材料的级配很难控制,为保证级配的稳定,除了严格控制再生机的铣刨速度和铣刨次数外,应根据实际经验,对回收路面材料进行跟踪观测,如不能满足要求,可通过调整再生机铣刨速率和铣刨次数来改善,也可参考类似工程经验或添加新集料。对添加新集料要求在10%~20%之间,不宜超过30%。旧料中有大于37.5mm的石料不能利用,回收路面材料中的粉煤灰、石灰等一类材料可作为细集料直接利用。

2.2再生混合料设计

三、再生混合料施工

3.1施工前准备

施工前开挖样洞,了解分析再生混合料的级配,并通过试验段施工调整铣刨工艺。调查道路范围内构筑物,如井盖等,并做好相应处理措施。再生机型号可采用WR2300E/F型,先将洒水车连接再生机组,将有关数据输入计算机,对再生施工中所需要的其他机械设备进行全面检查。

3.2铣刨拌和

先用挖机对水泥板块进行预破碎,破碎至30cm左右的小石块,如遇钢筋需事先清除。如果水泥路面覆盖有沥青可一并破碎再生利用。然后现场粒石化,由进口大功率拖拉机驱动移动式破碎机进行来回多次破碎,将30cm的小石块破碎成原来水泥混凝土的级配碎石和粉料。水泥板块破碎过程时,通过多层往返式破碎后取得的碎石,经过检测符合规范要求,破碎率小于10%。根据测量人员放出的边线撒布水泥,水泥撒布用量不应小于设计中确定的水泥用量。采用人工撒布时,应根据所确定的水泥用量及路面再生厚度,撒布石灰方格,以保证用量的准确性,需要添加新集料的,在撒布水泥前将添加的新集料均匀摊铺在再生工作段的表面,用光轮压路机碾压后使新集料嵌入原旧路基层破碎料内,再撒布水泥。用WR2300冷再生机进行现场拌合再生水稳,为确保拌和均匀采用二次拌和。冷再生机每分钟行走速度7米,每天可完成再生水稳约2000平方米以上。

3.3整平碾压

根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同,制订碾压方案,应使各部分碾压到的次数尽量相同,路面的两侧应多压2~3遍。在再生机后应配备一台大吨位单钢轮振动压路机进行初压。初压时先让压路机紧跟再生机后面进行一遍静压,静压后采用强振(高幅低频)进行压实。压实遍数应保证再生层底部2/3厚度范围内的压实度达到规定要求。每次碾压从施工段起点开始,至再生机边缘止,碾压宽度应超过该幅再生宽度。压路机的工作速度不得超过3km/h。

在完成一个作业段的再生和初压后,应立即用平地机整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时,再返回刮一遍。再生完成后的水稳基层,可做下基层也可做上基层,抗压强度从2.0MPa到4.5MPa不等。

碾压时,应遵循先轻后重,先静后动的原则进行,振动压路机碾压时应重叠1/3轮宽,后轮必须超过两段的接缝处。碾压顺序为:跟随再生机的22t光轮压路机碾压2遍,平地机初平,然后22t振动压路机振动碾压3遍,平地机进行精平,振动压路机振动碾压3遍,同时26t轮胎压路机配合碾压3遍,且在水泥初凝前碾压完毕,使再生基层表面平整密实,断面正确,路拱合适。

3.4养护

就地水泥再生基层宜用土工布等覆盖,并进行洒水养护,确保其表面湿润,养护期不少于7d,养护期间限制车辆通行。养护结束后,尽快摊铺上层结构层。如需临时开放交通,应限制车速及重车通行。不得在再生基层上掉头、急刹车等。

3.5注意事项

实际施工时应考虑好破碎板块的备选方案,如遇水泥板块破碎骨料粒径较大,施工时再生机铣刨拌和中边缘局部难免会产生离析情况,应对出现离析的位置,采取人工现场翻拌使其均匀后压实。根据原有破碎的级配情况可适量地添加其他规格的集料,以提高再生基层的强度。如级配不达标将选用预备方案。

对原水泥板块靠近道路路缘石约20cm左右的边口部分破碎时将采用机械和人工破碎相结合的办法进行施工,冷再生施工时事先做好整平工作,按照松铺系数确定再生厚度,减少平地机刮料厚度,这样可以最大限度减少边口处再生料离析现象。

四、质量检测及验收

应对再生基层全过程进行各项检测。如:配合比、水泥滴定、级配筛分、压实度、弯沉值、取芯等,各项指标应符合《公路沥青路面再生技术规范》、《公路养护工程质量检验评定标准》等规范要求。水泥板块现场粒石化再生基层经济和社会效益显著。其综合单价比传统施工方法节省30%以上。

五、结语

就地水泥再生基层是国家道路建设中节能环保、废物利用的技术和工艺,这项技术具有节能环保、保护生态、降低工程造价等多方面优点,但同时就地水泥再生基层的设计和施工要求较高,需在设计及施工中严格控制相关参数,以更好的路面质量,更经济环保的施工工艺服务于国家基础建设。

参考文献

[1]上海莘庄公路水泥再生基层设计施工总结.上海再胜环保材料有限公司,2016年10月.

[2]李涛.就地水泥再生基层施工技术及质量控制要点[J].工程技术(全文版),2016(3):168-169.

[3]陈素丽,许福文.水泥再生基层的研究及在旧路改造中的应用.辽宁省公路学会学术年会,2007.

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