【摘 要 】介绍了泡沫沥青冷再生技术,将半刚性基层转换为柔性或半柔性基层,在施工中的配合比设计、施工工艺以及质量控制方法;在高速公路施工现场的应用
【关键词】泡沫沥青冷再生;配合比设计;施工工艺;质量控制、现场应用
abstract: introduced the foam asphalt cool regenerated technology, will semi-rigid base into flexible or half flexible grassroots, in construction of mix design, the construction technology and quality control method; in highway construction site application
keywords: foam asphalt cold regeneration; mix design; the construction technology; quality control, the application
中图分类号:u412.36+6文献标识码:a 文章编号:
随着高速公路沥青路面的使用年限的增长,各种病害逐渐出现,在某高速公路沥青路面改造工程中,通过泡沫沥青冷再生技术,将半刚性基层转换为柔性或半柔性基层,介绍了沥青泡沫沥青冷再生技术,配合比设计、施工工艺以及质量控制方法。
一、工程概况
某高速公路沥青路面随着营运时间的延长,交通量、重型及超限载车辆明显增大,出现了典型的病害如坑槽,纵裂等。在检测中还发现基层开裂、水害松散等病害病害,影响了行车安全性和舒适性,为保障道路良好的通行能力,及提高路面的行驶质量,对病害路段基层采用泡沫沥青冷再生技术,克服半刚性基层的缺点,增强耐久性,建立柔性或半柔性基层沥青路面结构体系,在较低成本较小社会影响条件下,达到较大经济和社会效益。
二、泡沫沥青冷再生混合料配合比设计
1、泡沫沥青再生混凝土级配必须符合招标文件及规范要求。
(1)泡沫沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比(沥青及水、水泥、新碎石材料用量)设计和设计配合比检验三项内容。
(2)采用随机取样的方法,取得具有足够用量的铣刨料,并低温烘干确定原材料含水量。
(3)对铣刨料进行抽提,分析得出铣刨料级配及沥青含量。
(4)确定最大干密度、最佳含水量
对5个不同含水量的铣刨料(或铣刨料、新碎石材料与水泥混合料)进行土工击实试验,通过土工击实确定试件干密度(如某一试件的干密度与该批试件的平均干密度相差30kg/m3以上,则将该试件剔除),根据试件干密度——流体含量关系曲线,回归分析得出最大干密度及其对应的最佳含水量(最佳流体含量作为后期试验控制外加水量的控制指标)。
(5)泡沫沥青设计用量的确定
以最佳流体含量90%作为控制混合料中所有流体含量的控制指标,选取5个不同泡沫沥青用量,通过最佳流体含量计算确定掺水量,拌制不同泡沫沥青用量的再生混合料,进行常规马歇尔击实试验,确定泡沫沥青用量。
设计泡沫沥青用量的确定步骤如下:准备在较低温度条件下烘干的铣刨料样品,按5个不同的泡沫沥青用量,分别称取7500g的铣刨料,在保持最佳流体含量不变的前提下,确定外加水用量,加入铣刨料与新集料的混合物中并拌合均匀。称取足够混合料以获得63.5+1.5mm的击实高度(通常1150g)放入试模中,用插刀周边插捣15次,中间10次,使表面整平成凸圆弧面,按马歇尔试件的成型方法进行试件的成型(双面各75次)。将装有试件的试模在室温条件下养生24小时,然后用脱模器脱模,将试件放在洁净的平盘置于40℃的通风烘箱中养生72小时。养生后的试件分为两组,一组直接浸泡于25℃水浴中24小时进行劈裂试验,另一组放入25℃烘箱中保温1小时进行劈裂试验,确定试件的劈裂强度、劈裂强度比等。根据试验结果综合选择最优泡沫沥青用量作为泡沫沥青设计用量。
如各试验结果不能满足相关技术标准要求,则应考虑掺加水泥或增加水泥掺量,重复第4步试验。
(6)验证试验
根据所选定的各材料掺量,成型相关试件,进行设计沥青含量的高温抗变形能力(车辙试验)、抗水损害(浸水马歇尔试验)、低温抗裂性(低温小梁弯曲试验)、抗疲劳能力(四点梁疲劳试验)等性能试验,评价再生混合料与路用相关的性能
泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程
三、现场施工
1、试验段
冷再生基层施工开工前,需先做铺筑试验路段,试铺路段施工分为试拌和试铺两个阶段,试验段选在主线直线段,长度不小于200m,从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等各方面验证施工配合比及施工方案的可行性,并为正常施工提供技术依据。具体工作如下
1)、确定拌和方案
2)、确定摊铺方案
3)、确定压实方案
4)、检测试验路施工质量,不符合要求时应找出原因,采用纠正措施,重新铺筑试验段,直到满足要求为止。
2、施工
1)、封闭交通
2)、清理原路面
(1)清除原道路表面的石头、垃圾、杂草等杂物。
(2)清除积水
3)、旧路面铣刨与铣刨料的堆放
(1)铣刨现有路面
冷再生的第一步是在设计厚度下刨除现有的沥青路面,铣刨速度控制在6~7m/min。采用运输车直接将铣刨料(rap)运输运至拌和厂。
(2)rap材料的破碎、筛分和贮存
由于在rap自重和高温的作用下,rap材料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒,因此rap料堆的高度不能太高,机械设备也不得在料堆上停留或行走。可协调好破碎筛分设备和拌和设备的生产速度,使rap料堆的高度减至最小(堆高不超过2m)。
为控制铣刨料的含水量,对铣刨料应加强覆盖。
rap材料尽量按照“先到先用”的原则,一是保证rap材料中的含水量稳定,二是防止混合料储存时间过长出现粘结。
(3)下基层的准备
为增强下基层和冷再生基层混合料的粘结性能,在摊铺冷再生基层混合料之前应对下基层表面进行处理。处理方式一般是在土基表面喷洒乳化沥青,喷洒量一般为纯沥青用量0.2~0.3 kg/m2,然后碾压密实。
4)拌和
泡沫沥青的生产设备要有精确的计量装置,基质沥青的温度要控制在最佳发泡温度±10℃的范围之内。要定时检测泡沫沥青的性能,包括泡沫沥青的膨胀比和半衰期。
冷厂拌的拌和楼通常不设置筛分板,因此rap和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。可在冷料输送带上取样分析混合料级配来控制混合料的级配。拌和楼需有泡沫沥青和水泥的精确计量装置。
5)运输
拌和后的成品料直接输送到自卸车上运输到现场进行摊铺。
(1)泡沫沥青混合料采用干净、有金属底板的自卸汽车运输,车槽内不得沾有有机物质,车辆底部及两侧均应清扫干净。
(2)车辆装料分3次装料,第一次靠车厢前部,第二次靠车厢后部,第三次靠车厢中部
(3)车辆的运输能力应大于拌和能力和摊铺能力,使摊铺机连续均匀不间断的进行铺筑。
(4)运料车应靠近离摊铺机30cm左右以空档停车,由摊铺机推动其前进。
( 5)运料车应分两次卸料,第一次卸料斗起升高度为总起升高度的一半,第二次将随着摊铺机的不断前进和进行混合料摊铺,配合摊铺机逐渐其升料斗进行卸料。