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公路就地冷再生施工工艺的研究

时间:2021-08-02

公路就地冷再生施工工艺的研究

摘要:随着国家实施交通强国及社会主义新农村建设,各级政府交通主管部门把改善农村广大人民的出行质量的提升作为工作的重中之重来抓,这就要求我们广大公路建设者,开拓创新,积极切实把农村公路建设好、改造好、运营好、管理好,让政府放心、人民满意。十几年前建设的农村公路,受资金等条件的制约,建设标准低,加之大型超限车辆的行驶破坏,有些路出现了严重的病害。因此,从工期、能源、质量、环保等方面出发,公路就地冷再生技术为广大公路建设者提供了一条新的施工工艺。通过实践来看,该项工艺各项指标都达到了设计要求。目前农村公路经过村镇阶段的改造,常规做法是:在不抬高标高的情况下,必须挖除旧灰土和路面,再重新组织材料施工,这样费用高、工期长同时废料的,运输、堆放也污染了环境。使用就地冷再生施工技术,能很好解决以上问题。

关键词:公路;就地;冷再生

1.就地冷再生技术性能及特点

1.1技术原理

该施工工艺是指在旧路改造时,对原沥青路面材料进行充分利用,不拆除、不外运,按照一定配合比掺入水泥、石灰、土等添加剂,也可以加入其它种类的稳定材料《1》,比如乳化沥青或泡沫沥青等,就地拌合、找平、压实。该技术的实施是有专业再生机械(冷再生机)实现,其核心是一个装有若干个硬质合金钢刀具的切削转子。转子旋转时向上切削路面材料,在转子削切材料的同时,来自再生机前面并有再生机推动前行的水罐车的水,通过软管输送给再生机,并有机载计算机系统控制喷洒进拌合罩内。喷水量有再生机的微机控制系统进行精确计量,在拌和罩壳内与切削下的材料进行充分均匀的混合以便达到压实所需的最佳含水量。

1.2就地冷再生施工中所使用的稳定材料

就地冷再生施工中所加入的稳定材料是为了提高被再生材料的强度,可以采用固态、粉末、液态等多种稳定材料。一般采用的稳定材料是水泥。

1.3水泥稳定材料冷再生的施工工艺及特点

冷再生施工中所采用的水泥可以有一下添加方式。将固态粉末状水泥撒布在再生机前的被再生路面上,这样当再生机经过时可将其与被削切下的旧路面铺筑材料进行拌合。用专用水泥稀浆搅拌运输车将水泥和水拌合成稀浆状。此时,水泥稀浆可以直接喷洒于再生机的拌合罩内这样不仅可以保证水泥用量的精确性,同时也防止了因刮风而损失水泥材料。不论采用固态粉末状水泥方式或专用水泥稀浆搅拌运输车方式,一般水泥用量控制在4%-6%(重量百分比)之间。再生层在采用震动压路机压实前,应先用平地机找平整型,保证符合设计要求后,再用震动压路机压实,最后用轮胎压路机完成最终压实,从而获得良好的表面特性。再生层压实完毕后,应进行后处理,再实施路面面层的施工。冷再生技术操作规程:开挖试坑→取样分析→实验室测试→配合比设计→冷再生试验段→冷再生施工。

1.4就地冷再生的优点就地冷再生的主要优点如下

(1)连续拌合:保证原路材料与稳定材料的充分拌合。水和其它液态稳定材料通过微机控制,经一系列喷嘴在整个转子宽度范围内均匀的撒布。

(2)精确控制铺层厚度:工作深度设定后,则转子的切削深度将由传感器及控制系统保证,从而获得精确的再生铺层厚度。

(3)加快施工进度:再生机及参与设备都具有很高的生产率,每天能完成5000平方米左右,比正常基层施工能缩短工期10-15天。

(4)降低天气影响程度:就地冷再生技术具有在不确定天气条件下保证连续施工的优点,下雨时,暂停施工,雨后,即可恢复施工。

(5)改善交通中断状况:由于施工工序不繁琐,投入施工设备较少,在交通量不太大的情况下可以半幅施工,半幅开放交通。

(6)基层强度高:由于该施工工艺强化了对基层承重能力的提高,合理的配合比设计、严格的规范施工可使再生层强度达到13-15MPa。

2.造价比较

前期农村公路结构层一般是30-39cm石灰土稳定基层+3-5cm沥青面层。采用冷再生技术将原路重新生成20cm厚的再生混合料层,将没再生的原有石灰土稳定基层15cm左右留作路基。方案一:20cm厚的冷再生每平方米在26-28元之间(含全部费用)。方案二:挖除老路,重做灰剂量12%的36cm石灰土基层每平方米造价在44-52元之间。方案三:条件允许的情况下,在原基础上找平后加高做20cm厚6%的水泥稳定碎石基层,每平方米造价56元左右。通过三个方案对比来看,造价方案一比方案二每平方米节约20元左右;方案一比方案三每平方米减少30元左右。由此可见冷再生技术将节约大量建设资金。这只是从经济指标角度的比对,如果再从社会效益和保护环境角度来比对,冷再生技术省工省时,且有力于节约土地和能源、缩短工期、方便交通,不但提高了路面强度还大大延长了公路使用寿命,也绿色环保减少环境污染,促进了交通环境与经济建设的和谐发展。

3.节能环保

沥青路面就地冷再生技术通过重复利用沥青混合料(主要为砂石料和沥青材料),对现有已损坏的路面实施修补,并达到节约资源和保护环境的目的。最大的优点是原路面材料的重复利用,能较大程度节约资源、保护环境,减缓山石资源开采。沥青路面的再生利用将不单单是技术问题,与之关联的石油资源是不可再生资源,过度的开采终将造成枯竭;节约有限的土地资源、环境的保护是基本国策。因此,利用沥青路面就地冷再生技术重复利用沥青路面废料是从分配上解决处置沥青废料和缓解资源压力及保护环境的有效途径,是一项行之有效的措施。

4.缩短工期

就地冷再生施工技术与其它公路改造方案相比,极大地缩短了工期。该技术平均每天完成5000m2左右,而且不受雨季的影响(雨停即可施工),假定在完成5000m2公路基层施工比采用传统的工艺工期将缩短10-15天。

5.结束语

就地冷再生的施工方法对于我国北方来讲并不陌生。路拌石灰土基层施工方法材料比较单一,而冷再生施工添加材料的种类更加广泛。旧沥青路面实施就地冷再生施工,主要工作就是对添加材料配合比照原有旧路结构,按照拟升级的道路标准,添加资源丰富、效果显著、便于施工的强化材料。就地冷再生施工技术所具有的优点及带来的社会和经济效益是显而易见的。但是,就地冷再生施工技术的大面积推广,尚需我们进一步不断研究和探索。因每条路的建设时间、地质、资金等方面原因,造成原有基层、面层结构有所区别,特别是沥青面层是细粒式、中粒式还是粗粒式,是沥青贯入式还是沥青表处,且厚度结构、矿料组成不尽相同,所以,我们采取的就地冷再生技术的施工工艺也不尽相同。冷再生基层的适宜厚度、添加剂的种类、配合比设计及各项指标也不尽相同,这就需要我们不断总结经验,加强科学试验,使得冷再生这一技术不断日臻完善和发挥综合效益。

参考文献

[1]王登华、王建波.旧沥青路面材料的就地利用[J].新时期农村公路建设战略与实践,2007,01:1079-1780.

作者: 牛向东   单位:东营市河口区交通运输局

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