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文档简介
(二)冷再生基层施工
1、路面清理,施工放样冷再生施工前应对旧路面进行清理,要清除路面垃圾及浮土等杂质,对用立砖解决的原路面坑槽部分要挖除立砖,按14%剂量备土备灰,并掺入适量碎石,冷再生时掺水泥一起拌和,准备工作就绪后,由测量人员进行施工放样,每侧应宽出设计宽15cm,用灰线做标记放出老路面冷再生的拌和边线。2、人工摊铺水泥根据设计强度规定,以中心实验室所出的实验配合比,拟定本项目配合比为:水泥、老路面=5:95。因老路面的灰上基层时间已久,破坏限度不一,施工时采用不同的最大干密度,最佳含水量。在进行施工时,根据不同路段的不同量大干密度计算出该路段每袋水泥应摊铺的平方数。现场采用打方格计量卸水泥,由测量人员根据计算出的数据打出方格摆放水泥。水泥摆放完毕后,报项目监理工程师和现场业主代表检查,经项目监理工程师和业主代表检查认可后,方可摊铺水泥。人工摊铺水泥时,要用刮板均匀摊铺,防止厚薄不均。摊铺水泥时应距边线10cm,以保证原材料不浪费。本项目水泥用量:每袋水泥2.7平方.3、拌和水泥均匀摊铺完毕后,用冷再生机进行拌和。冷再生机的拌和宽度4.3m,施工宽度为4m的需往返两次拌和,拌和速度应根据老路面结构状况及混和料破碎限度拟定,建议速度为5-8米/分钟拌和深度控制在22cm左右。拌和时必须配备足够的水车,因气温升高,水分蒸发较快,应保证拌后含水量高于最佳含水量。拌和时应遵循先外后内的原则进行拌和,先拌和两侧,再拌和中间。拌和过程中应派专人跟机检查含水量及混合料的破碎限度,并随时向冷再生操作手通告,以便及时高速拌和速度及含水量。4、整平、碾压拌和结束后,先用装载机或推土机排压,然后采用水准仪配合平地机进行整平,平地机刮平时,应先外后内,先低后高。整平完毕后,先用1台SD-100振动压路机稳压一遍,再用1台Y-220振动压路机前后跟进碾压4遍,最后使用SD-100振动压路面碾压封面。碾压应按照先轻后重、由外到、由低到高的顺序进行。碾压完毕后,实验人员检查压实度,如压实度达不到设计规定期应进行补压,直到达成设计规定。从拌和到碾压成型宜在4小时内完毕,并应将终压时间控制在水泥的终凝时间(6小时)之内,故施工段不宜过长,200m左右适宜。碾压过程中,如有弹簧、松散现象,应及时解决,对于小面积的弹簧现象,施工中采用晾晒加拌水泥解决,对于表面积松散的采用洒水湿润,并用压路机排压。5、养生水泥达成终凝强度后立即进行养生,养生期不小于7天,应使路面在养生期内保持一定的湿度,养生期间除洒水车外严禁车辆通行。33333摘
要:冷再生作为一种新兴的施工技术,在我国公路事业飞速发展的今天,将会以其独特的施工工艺、特点、牢固立足于公路施工工艺的竞争行列之中,使公路养护改建工作发生了重大变革,摒弃了传统工艺,采用先进的就地冷再生技术,为公路改扩建及平常养护工作开辟了一个新的领域。
关键词:老郑龙路大修;冷再生技术;技术效益
我国公路建设事业迅速发展,道路通车里程逐年增长,在大自然和行车的作用下,特别是近年来超载愈演愈烈,加速了道路的各种病害,大大缩短了维修养护的间隔时间,道路养护、改造任务也越来越重。以往传统的养护方法在旧路面破损、基层强度局限性,需补强改善时,是将旧沥青路面和旧结构层所有挖除,然后再重新做基层和面层,这样不仅工程造价较高、施工工期较长、污染环境、并且需要长时间中断交通,给行使车辆和行人的通行带来极大的不便。为解决现有传统养护改建施工中存在的实际问题,国内外同行通过数年的研究实践,使公路养护改建工作发生了重大变革,摒弃了传统工艺,采用先进的就地冷再生技术,为公路改扩建及平常养护工作开辟了一个新的领域。
1
基层现场冷再生技术原理
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,用冷再生机进行解决后,经整形、碾压和后期养生,使其达成设计路基结构层技术规定的一种施工工艺。国外应用实践证明,基层再生技术是公路建设和养护可连续发展的重要组成部分,在我国同样具有重要的现实意义。
2
工程概况
老郑龙路改造工程位于衡水市,起于故城县城,止于景县龙华镇路线长13.5km。项目的路面结构中下面层采用沥青冷再生技术。路面结构为:5cmAC-16C细粒式改性沥青混凝土面层、18cm冷再生中下面层,基层直接运用旧路基层。而在施工图设计阶段,路面结构为传统工艺,即将旧沥青混合料废弃掉,重新铺筑新的路面;后来经设计变更,改为采用水泥现场冷再生技术,结构层也作了改变。
3
施工准备
3.1
旧路结构状况调查
沥青混凝土旧路路面冷再生是运用旧路沥青混凝土及上基层(石灰土)经破碎加入水泥均匀拌和,在最佳含水量条件下碾压获得的半刚性结构。⑴对旧路进行弯沉检测,每车道1km检测40~50个点,具体了解旧路承载能力。⑵对旧路结构材料进行现场冷再生破碎取样,拟定旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等,掌握结构强度;在实验室做级配和配合比实验,并拟定不同配合比的最大干密度(重型击实)和最佳含水量,取点频率为1km取3点。⑶对旧路结构材料进行土质分析后,拟定添加剂为32.5级路用普通硅酸盐水泥。
3.2
机具准备
工程开工前,应保证设备机具完好并满足施工需要,重要设备有:冷再生机、平地机、洒水车、运送水泥汽车、振动压路机、胶轮压路机、三轮压路机、推土机等。
3.3
材料规定
⑴经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层获得的混合料作为冷再生结构的骨料及填充料,大于5mm的骨料质量分数应在40%~75%之间,否则应采用增长骨料或填充料的措施。
⑵水泥采用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥,初凝时间4h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥,建议采用缓凝“大坝牌”水泥。
⑶水采用不具有害物质的水或饮用水。
3.4
级配和配合比
⑴对取好的混合料由实验人员编号后筛分,确认混合料的实际级配。
⑵抗压强度:根据级配对每一编号试块在实验室按含水泥量(质量比)5%,6%,7%试配获取三种水泥含量的最大干密度和最佳含水量,并在规定温度下,试件保湿养生6d,浸水24h后,按《公路工程无机结合料稳定材料实验规程》进行无侧限抗压强度实验获取7d标准抗压强度,根据实验结果最终拟定设计添加水泥量。
4
施工方案与施工工艺
就我国北方地区道路结构来讲,以水泥作为添加料对沥青混凝土路面进行就地冷再生是最常用的一种方案,水泥的通常用量按重量计在3%~7%之间比较合适。
冷再生为新工艺,施工经验相对较少,为保证工程质量,先期进行了300米的实验路段,通过旧路材料筛分、击实实验,拟定各项参数指标,最后明确其重要施工工艺如下:
4.1
旧路面破碎拌和
旧路面再生采用Wirtgen2500冷拌再生机,该机最大工作宽度为250cm,最大拌和深度40cm,能保证连续拌和,具有很高的生产率,能精确控制铺筑厚度。工作深度一旦拟定,则转子的切削深度将由传感器及控制系统保证,从而获得精确的冷再生厚度;可半封闭施工,改善交通中断状况及施工安全。为避免出现条梗,相邻两幅重叠20cm~30cm。工作时,冷再生机需一辆洒水车搭配保证拌和用水,拌和过程按10%含水量加水,随拌随检查含水量,拌和行进速度8m~0m/min,有专人随时跟机检测拌和深度,保证拌合料含水量及拌合层厚度。破碎拌和后,经筛分大颗粒内如颗粒团过多,可用再生机或路拌机加拌一次,水分局限性路段,加拌前及时补洒水,保证再生混合料的稳定性。
4.2
路面混合料分析
拌和后的旧料分析涉及旧料的筛分结果,最佳含水量,最大干密度以及松铺量的拟定,作业段合理长度拟定。实验室从现场均衡取料,通过对拌合料的筛分,通过多次击实实验,拟定粒料的最大干密度为2.25g/cm3,最佳含水量为9.5%,松铺厚度为1.33。通过冷再生的延迟时间对强度的影响实验,拟定延迟时间为4h。施工中,严格控制从加水泥开始拌和到碾压完毕的时间在4h内完毕,通过实验段拟定工作段的合理长度为160m。
4.3
破碎后的旧路整形
整幅路段拌和完毕后,用平地机初步整平,再用震动压路机稳压二遍,测量人员根据设计纵断高程和横坡度,每10米为一断面分左中右及1/4处五个点测出高程,按1.33的松铺系数,人工找出基准点,相邻两个点用石灰连成线,高程局限性时及时用平地机刮平。通过旧路整形达成“调坡”、“调拱”的目的,且保证平整度。
4.4
施工工艺与注意事项
摊铺水泥采用方格网法,水泥剂量按4%控制,为25t/1000m。具体操作方法是根据冷再生层的宽度,拟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足加水拌和,有关实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,同时填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工段起点进行。
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,通过排压之后,用平地机按设计高程整平至符合设计标准。
⑴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,注意终压完毕时间不能超过水泥终凝时间。碾压完毕后灌砂法测定压实度,保证密实度满足设计规定。
⑵施工时间控制:实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端停机时间和刮平时间,保证总体上每一段落施工时间在4.5小时以内。
⑶养生:碾压成形四小时后(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在潮湿状态。也可用水车在冷再生层上直接淋水养护。在七天内严禁放行交通,全天候养生,始终保持表面湿润。
5
质量控制与检测
由于冷再生基层属于新的结构形式,在《质量检查评估标准》中没有相应的检测项目和检测指标[2-3],施工过程中在收集和分析大量实验数据的基础上,提出了重要检测项目与检测方法:
5.1
铣刨深度:再生机行进过程中,通过计算机按照设计深度进行铣刨,根据不同路况人工随时量取铣刨深度,看是否满足规定;
5.2
横坡、纵断高程:初压后,运用水准仪按松铺2cm、每20米测1个断面(3个点)控制平地机工作,横坡偏差为±0.3%,中线高程偏差+5、-10mm;
5.3
压实度:终压完毕后,用灌砂法按《公路工程质量评估标准》附录B检查,一般每100米1处;
5.4
平整度:终压完毕后,采用三米直尺每100米随机量测一处10尺,允许偏差≤8mm;
5.5
七天无侧限抗压强度:水泥及水的计量通过水泥稀浆车计算机控制。每工作班制备1组试件,试件六天洒水养生,一天浸水养生,测定抗压强度。一般强度可达2.8~3.1MPa(按水泥添加剂5.0%计量);
5.6
弯沉值:半刚性基层施工完毕、不间断洒水养生七天后,采用贝克曼梁法对行车道和超车道按每20米一点进行测量。再生后弯沉值一般可比原路面提高60%左右。
6
社会经济效益分析
原设计方案是将旧沥青混凝土路面和基层所有挖除,然后再重新做基层和面层。这种技术方案不仅造价高,工期长,会产生大量铣刨材料,浪费资源,污染环境,并且需长时间中断交通,社会影响差。
实行方案中采用水泥现场冷再生技术,该技术是运用公路原路基做基层,将旧沥青砼路面按方格人工摊铺水泥,通过冷再生工艺后作为路面的中下面层,然后再铺沥青砼上面层。该技术不仅可以很好地解决原路段的病害,使其在功能上得到恢复,结构上得到补强,并且公路旧料所有得到运用,减少了资源的过度消耗,减少了造价,同时对交通干扰也小。
6.1
方案费用
6.1.1
路面结构形式
原设计方案:挖除、弃运旧沥青路面,4cmAK-13C细粒式改性沥青混凝土上面层,6cmAC-20I中粒式沥青混凝土中面层,6cmAC-25I粗粒式沥青混凝土下面层,32cm
水泥稳定碎石基层,18cm
水泥稳定碎石底基层。实行方案:5cmAC-16C细粒式沥青混凝土上面层,18cm冷再生中下面层(含铣刨、摊铺、碾压),沥青下封层,基层为原路面基层直接运用,不需解决。
6.1.2
费用对比
原设计方案细目名称费用:挖除、弃运旧沥青路面:45
761元
4cmAK-13C细粒式改性沥青砼上面层:396
532元
6cmAC-20I中粒式沥青砼中面层:353
280元
6cmAC-25I粗粒式沥青砼下面层:308
674元
32cm
水泥稳定碎石基层:496
873元
18cm
水泥稳定碎石底基层:250
841元
合计:1
851
961元
实行方案细目名称费用:
5cmAC-16C细粒式沥青砼上面层:419
143元
18cm水泥冷再生中下面层:354
954元
沥青下封层:107
272元
合计:881
369元
由以上方案费用对比表可清楚反映,实行方案由于直接运用旧路基层、底基层,既减少了挖除和运送旧路废料的费用,也无需花费重新铺基层、底基层的费用,冷再生作中下面层,含铣刨、摊铺、碾压一系列费用,再在其上加一层5cm细粒式沥青砼上面层做罩面即可开放交通,工序简朴,费用节省近50%,其经济性是非常具有吸引力的。
7
环境保护:
公路事业的迅猛发展,也使各种天然筑路材料已日渐匮乏,并且在过量的开采筑路材料的同时,我们的生态环境也遭到了严重的破坏。对于城市道路维修,其清除的旧路材料也同样严重的影响了周边的环境,所以充足运用旧路材料进行旧路维修,是一种在保护环境的前提下,又大量地节约了工程费用。
综上所述,冷再生作为一种新兴的施工技术,在我国公路事业飞速发展的今天,将会以其独特的施工工艺、特点、牢固立足于公路施工工艺的竞争行列之中。与传统筑路方法相比,“就地冷再生技术”可缩短工期、提高作业效率,完全运用废旧材料,大大节省施工成本,对交通的干扰最小。老郑龙路冷再生新技术为旧路更新改造探索了新途径,积累了新经验。41沥青混合料就地再生概述
1.1定义
在许多情况下,沥青混凝土路面表面虽然被行车所磨损,失去了应有的粗糙度;或者由于沥青混凝土混合料中含油较多,出现了并不十分严重的车辙;或者由于低温收缩,路面出现许多裂缝,但面层材料并未老化,而下层还仍然坚实完好,没有必要将路面面层进行大修,而只要在表面加以修整,就能恢复路面的使用性能。为此,出现了就地修复沥青混凝土路面的施工方法,它可以使原沥青路面材料所有被重新运用。沥青就地再生是相对于厂拌再生而言的,不需移动铣刨的旧沥青,运用相关设备在现场进行加工解决,然后就可以摊铺碾压的一种路面修复施工工艺。
1.2沥青混合料就地再生的分类及合用范围
根据目前国外的再生工艺看,沥青混合料的再生工艺有热再生和冷再生两种方法。就地冷再生是指对旧路面进行冷破碎、翻松,添加乳化沥青及其它外加剂,拌和、摊铺、压实而成路面的施工方法。加热软化现有沥青铺层,将加热后的铺层耙松到30~60mm深度,将耙松下的材料进行复拌再生或重铺再生,再生材料的摊铺及压实,这就是沥青就地热再生。
就地冷再生技术合用于所有路面标高不受限制的道路,由于高等级公路和大部分城市道路的路面标高在新路完毕后已经基本拟定,其可增长的幅度很小,所以在作为基层的再生层上摊铺新面层受到限制。因此,就地冷再生重要合用于一般公路、等外公路、部分城市道路及其它场地的维修改造。对于低等级公路特别是乡村公路,这种通过冷再生的路面就是最终路面;对于高等级公路,这种路面可作为高等级公路的基层。
就地热再生是以沥青路面面层为施工对象,当路面损坏到基层以下时,原则上不合用。在国外就地热法再生技术多用于基层承载能力良好,面层因疲劳而龟裂的路段。此方法不合用于小型维修工程及难以保证连续机械化施工的工程,并且由于要加热沥青路面,施工容易受气候影响。
1.3沥青混合料就地再生的意义
假如道路维护过程中产生的旧沥青混合料没有再生运用,则产生一个复杂的经济问题。一方面必须将这些混合物运到专门解决有害垃圾的倾斜场地进行解决,否则将导致环境污染;另一方面中国沥青资源极其匮乏,旧沥青混合料不运用是一种极大的浪费。假如将旧的沥青混合料通过一定的再生技术解决后重新摊铺在路上,将带来良好的经济效益和社会效益。
近几年,中国修筑的高等级路面大多为沥青路面。并且进口沥青占很大比例,价格昂贵,路用石料价格也日趋上升,原材料成本在整个路面工程所占的比例越来越大,对旧沥青混合料再生技术的研究运用就显得尤为迫切。过去再生材料重要用于低等级公路的路面和基层。近几年来沥青混合料再生技术发展较为成熟,有资料表白,发达国家在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中已开始逐步推广应用这项技术。而我国也已逐步开始试用这项技术。
1.4沥青混合料就地再生技术国内外研究现状
国外对旧沥青混合料再生技术的研究一直颇为重视,并且技术成熟。欧美国家先后出版了“沥青混合料废料再生运用技术”、“旧沥青再生混合料技术准则”、“路面沥青废料再生指南”等一系列规范,提出了适于各种条件下沥青混合料再生运用的方法。并且在再生剂开发、再生混合料设计、施工设备等方面的研究日趋进一步。
德国维特根公司是世界上公路再生设备的专业生产厂家,其冷热再生设备在世界市场上均处在领先地位,历史悠久,品种齐全,性能可靠,系列完善。维特根就地热再生设备的生产始于20世纪70年代,其系列产品涉及:1000型热再生机组、2500型热再生机组及4500型热再生机组。通过数年的实践,尽管1000型及2500型热再生机组也具有性能可靠的特点,但由于1000型重要用于路面接缝处的热再生,2500型最大工作宽度仅为2500mm,因此,这两种机型的市场相对较小,已基本不再生产。目前仅生产市场上需要的4500型热再生机组。4500型机组有两台机器组成:加热机—用于对现有旧沥青路面进行预加热;再生机—用于对现有沥青路面进行就地热再生。截止到2023年10月,维特根公司的就地热再生机组已有113套活跃在世界各地的道路热再生工地上。仅2023年就出厂8套。我国首套维特根4500型就地热再生机组于2023年5月初引进,并初次在京—津—唐高速公路上进行施工。
在80年代之前,沥青路面的再生基本采用厂拌再生工艺。80年代之后,随着路面加热设备和就地材料实验检测技术的逐步完善,路面就地再生技术开始受到各国的重视。这种工艺是将旧路面的加热,铣削,新材料的定量的掺配、拌合、铺筑和碾压等作业就地完毕。我国作为高速公路世界第三大国,尽快地发展此项技术有着深远地意义。通过数年努力,我国的沥青路面再生技术已逐步形成了自己特有的再生工艺,发展了一批合用的再生机械。
2沥青混合料就地再生设备
2.1沥青混合料就地冷再生设备
沥青就地冷再生设备重要由沥青路面铣刨装置、乳化沥青喷洒装置、螺旋分料装置、熨平装置及行走系统和控制系统等组成。其工作过程为随着设备的行走,铣刨装置将旧路面铣刨并破碎,喷洒装置按照配比的规定喷入乳化沥青,同时,铣刨装置将各种材料搅拌均匀,通过度料螺旋在摊铺宽度范围内均匀分料,再通过熨平装置熨平,最后用压路机压实成型。
生产这种设备的公司有美国CMI公司,意大利MARINI公司,德国WIRTGEN公司等。
道路就地冷再生所需要的机械重要有冷再生主机、专用配套机械和通用配套机械三大类。冷再生主机重要有带熨平板的小型再生机、中型再生机、大型再生机和不带熨平板的再生机;专用配套机械重要为水泥稀浆搅拌输送车;通用配套机械重要为路面铣刨机、平地机、压路机、乳化沥青运送罐车、压路机、新骨料运送卡车、水罐车、液态沥青保温罐车卡车及水泥—乳化沥青—水联合运送罐车等。
就地冷再生施工重要由专用再生机械实现.其核心是一个装有若干个硬质合金刀具的切削转子,转子旋转时向上切削现有旧路铺层材料,如图1所示:
在转子切削材料的同时,来自再生机前面并由再生机推动前行的水罐车中的水,通过软管输送给再生机,并由机载系统喷洒进拌和罩壳内。喷水量由再生机的微机控制系统进行精确地计量,在拌和罩壳内与被切削下的材料进行充足均匀地混合以便达成压实所需的最佳含水量。同时,也可以加入其它种类的再生添加剂。
在就地冷再生施工中,绝大多数情况下需要使用再生添加剂,以便提高被再生材料的强度,而水和新骨料则视情况而定。采用何种添加剂.添加量多少?是否加水和新骨料,加入量多大?均应根据实验拟定。一方面应将旧路材料取样化验,获得原始数据;然后根据原始数据加入再生添加剂,必要时加入水和新骨料制成新材料试件并进行承载力检测;将检测结果与现行的施工规范进行比较,即可拟定出合适的添加剂、新骨料种类及添加量。就地冷再生添加剂重要有水泥、水泥稀浆、乳化沥青、泡沫沥青、石灰、粉煤灰等。目前常使用的添加剂以水泥和乳化沥青为主,可单独或两者结合使用。两者结合使用能在获得所需承载力的同时提高基层弹性,以防止产生裂缝。
(1)意大利MARINIMPR2023型铣刨再生机
特点:*可控制变速的再生机
*再生深度、前进速度以及再生量的电控制
*粘结济、水泥、乳化沥青,和/或泡沫沥青
*最大切削深度:32cm。
(2)德国维特根(WIRTGEN)公司生产的系列就地冷再生机械
本机设计思想的实用性:移动式拌和设备可以安装在料场。将RAP材料与泡沫沥青及水拌和再生后直接进行摊铺,能所有再生旧沥青铺层材料。可以用在低等级道路、停车场、人行道、料场的基层和面层以及行车道的基础。
图3为KMA150型移动式冷混合料搅拌设备结构简图。构成KMA150拌和设备的所有部件均装在一个半挂车上,其中涉及一台带发电机的柴油机动力装置,其微机控制系统允许该设备间歇试生产(预设吨位,直接装入卡车)或堆料时的连续式生产方式,后一方式因材料可以储存很长时被普遍用于以泡沫沥青为粘结济的成品料拌和。骨料和粘结料均通过精确计量以保证成品料的质量。本设备的易于操作及可靠性是其明显的优点。
(3)美国ROADTECRX110路面冷再生设备
RX110具有就地冷再生能力,它可重新运用现有的路面材料。通过加入液态活力恢复介质,使任何性能的材料进行就地冷再生。假如需要的话,亦可以适当增添骨料,以满足使用规定。本机的铣刨深度适合于压实的乳胶材料。RX110再生料可用在车辆量大、有耐磨沥青面层覆盖的基层道路上。在车流量不大的道路上,这种再生料覆盖碎片层后可作为耐磨路面使用。
图4表达的美国ROADTEC公司RX110就地冷再生设备的结构简图,由图中可以看出有以下几部分组成:
冷铣刨:精确的斜度控制、斜坡控制,向下铣刨事材料有两个卸料点。四履带行走机构,1000马力CAT柴油发动机。铣刨鼓单侧驱动,因此可实现任何宽度的铣刨。
双料斗提高机:将铣刨的材料提高到振动筛上,进行筛分。
水平振动筛:筛分铣刨的材料,并将超大规格的粒料进入联机破碎器中进行破碎。
联机(击打式)定尺破碎器:避免超大尺寸的再生粒料重新用于道路中。
前后材料输送机:将合格的材料输送到双轴搅拌系统中。
带有称重装置的输送器:对进入输送器的材料进行称重,同时对需添加的泡沫沥青称重。
液体添加泵送系统:设计简朴并且可靠,系统涉及:泵、过滤器、仪表以及计算机,可对添加的液体材料进行精确的称量。
双轴搅拌系统:收集输送机上的混合料及泵送、喷淋的泡沫沥青,双搅拌系统可生产出各种级配的再生混合料。
布料宽度选择:布料器宽度从9′6″~13′6″(2.9~4.1m)。使用附加装置,可对宽度进行伸缩调整。
施工中由RX110出来的再生混合疗呈料堆形散布在路面上,之后由具有捡起功能的料堆提高机收集起来。料堆提高机将再生沥青混凝土输送到摊铺机上,经摊铺后,由压路机进行压实。
2.2就地热再生设备
(1)意大利MARINIART220型自行式沥青混合料就地热再生设备
意大利玛连尼(MARINI)公司生产的ART220型自行式就地热再生设备是用复拌再生法进行沥青路面再生的专用设备,其外观如图5,设备简图见图6。
从图5中可以看出,该设备重要由前部的牵引底盘和移动连续式滚筒拌和设备两大部分组成。由冷铣刨机铣刨出的冷旧沥青混合料通过装料机构、皮带输送机进入冷供料装置的料斗内。新加入的热沥青由热沥青贮存装置经沥青流量计计量后喷入滚筒,与通过计量称重后进入滚筒内加热的冷旧沥青混合料一起拌和,拌制出再生混合料,再送至沥青混合料摊铺机的料斗中。抽风清洁机构的作用是将铣刨后的路面清理干净,便于摊铺再生沥青混合料。乳化沥青喷洒管是用来喷洒作为粘层油的乳化沥青。
为保证滚筒拌和装置的稳定性,该设备装有滚筒倾斜角度自动凋节装置。当由于道路坡度的变化改变了滚筒的初试安装倾角时,自动调节装置将自动变化滚筒的倾角,使滚筒初始安装倾角始终保持不变、保证生产正常进行。该设备重要技术性能参数如下:
再生沥青混合料生产率:100t/h
滚筒外形尺寸(L*d):8000mm*2200mm
总外形尺寸(L*B*H):32.6m*6.2m*4.3m
总质量:约64.5t
用ART220型就地热再生设备进行旧沥青路面再生的施工作业简图和配套机械见图7。
具体施工工艺过程为:将需要再生的旧沥青混合料取样检查,拟定需要新添加的集料与沥青的数量;将需加人的集料通过一撒布车均匀而精确地撒布在待再生的旧路面上;用冷铣刨机铣削旧路面,同时将新集料与铣削出的旧沥青混合料拌和均匀,并形成一个长条状的连续料堆;通过ART220型就地热再生设备,将该料堆的混合料与需加入的热沥青一起,拌制成热再生混合料;喷洒乳化沥青粘层油;将热再生混合料卸入紧跟在再生设备后面的沥青混合料摊铺机的接料斗内,摊铺成型再经压实机械压实后.即可形成新的再生沥青路面。
ART220型就地热再生设备的组装、拆卸、转移运送较为方便,再生施工可分幅实行,交通干扰少。根据旧沥青路面的不同路况,旧沥青混合料的加入量可达85%。该设备特别合用于高等级公路或机场跑道等大型再生工程施工。
与该设备配套使用的铣刨机、摊铺机、压路机,均为标准设备。其型号选择要根据再生设备的生产率不低于100t/h的规定来拟定。
(2)WIRTGEN就地热再生机组
维特根就地热再生机组重要特点:
a.采用燃气红外加热原理加热路面—加热效率高,清洁环保;
b.机组结构简朴、紧凑—工作时,交通协调容易、施工运营成本低、停放时占地少;
c.新粘结剂/再生剂、新混合料的添加为自动控制—精确、可靠;
d.全封闭式机载搅拌锅(双卧轴强制式)—拌和均匀、再生质量高;
e.耙松装置工作宽度无级调节—精确、合用性强;
f.耙松装置后面配备刮平铲—保证耙松下来的材料均进入拌合锅得到再生;
g.机载摊铺熨平装置无级伸缩—工作宽度精确、合用性强;
h.加热宽度根据需要变化且始终大于工作宽度—合用性强、纵向接缝可靠;
i.可配备再生加铺层系统—在现有旧路面得到再生的同时,在其上摊铺出全新的优质磨耗层。两层之间热对热连接,连接可靠,因此可以使表面很薄(2cm左右),节约大量昂贵的磨耗层材料;
j.再生机为全轮驱动—牵引能力强,工作可靠;
k.再生机和加热机均为全轮转向并可蟹行—机动性高,调车容易,提高有效工作时间;
l.配备精确的自动找平系统—使面层获得符合设计规定的纵横坡度。
就地热再生机组的组成见图8。该机组通常涉及1台路面再生加热机和1台复拌机(或重铺机),它把沥青路面维修作业中的加热、翻松、施加新混合料、拌和、摊铺和初步压实成型等多种功能集于一体。该机组重要用于路基完好、路面破损深度小于6cm沥青路面的维修,还可以进行以提高原有路面等级为目的的旧路改造施工。在已破损的路面上一次作业,就可完毕所有修复工作,最后经压路机压实后便可以通车。大型路面就地热再生机组的作业宽度可达成4.5m,这样可一次修复高速公路的一个车道。
WIRTGEN再生重铺机由加热器、耙松器、整平刀片、受料斗、螺旋摊铺器、振动压实平整器等组成。其施工工艺为:向受料斗内填入已拌和好的新沥青混合料→用加热器加热、软化出现坑槽、龟裂、贫油等病害的旧沥青路面表层→用翻松滚筒耙松已软化的旧沥青混合料→用整平刀片将翻松后的旧沥青混合料整平→视旧路面病害情况,铺设一定量的新沥青混合料并整平→振动压实修补部位的新、旧两层沥青混合料,形成新的再生沥青路面。施工现场见图9。
3沥青就地再生的施工工艺与特点
3.1沥青就地冷再生的施工工艺
就地冷再生工艺是80年代后期发展起来的一种较新的路面翻修工艺。这种工艺涉及了四个重要工序:一方面是准备旧路面的再生材料涉及破碎和翻松旧路;另一方面是加入乳化沥青以及还原剂、水泥以及其它添加剂和水并加以拌和;第三是成型和压实;最后是在再生的路面上加铺磨耗层。为了增强补强作用还可以加铺粘结层和结构层。就地冷再生工艺重要用于结构层的翻修。就地冷再生的施工工艺流程框图见图10。
(1)采用水泥进行就地冷再生
采用水泥进行就地冷再生的施工顺序如下:
a.撒布水泥。为了撒布均匀,水泥应由专门撒布机撒布。水泥的撒布量要根据材料实验拟定。经验表白,撒布量约是集料重量的3.5%~4.5%。
b.铣刨和拌和。通过就地冷再生机铣刨和拌和,废旧沥青路面材料将与水泥和水均匀地拌和在一起,然后从再生机上破碎铲的缺口流出。
c.铣刨材料的摊铺。用平地机还是用再生机的整干板摊铺混合料要根据路面坡度而定。
假如坡度较大,就要使用平路机。在其它情况下,再生机的整平板可以铺筑出合乎规定的路面。最后碾压应采用适当重量级的轮胎或钢轮压路机。
(2)使用乳化沥青的就地冷再生
使用乳化沥青进行就地冷再生,一定要检查现场材料的稳定性。下列材料特性应通过实验室实验进行测试:
①级配;②粘结剂的性质;③乳化沥青的匹配性;④最大密实度(修正的Duriez实验);⑤混合料的力学性质。
用乳化沥青再生的道路,需要加铺一个沥青磨耗层或封层。所以在缺少沥青拌和厂或离拌和厂过远的地区,采用乳化沥青再生路面的施工方法有较大优势。
(3)使用水泥和乳化沥青进行就地冷再生
使用水泥加上乳化沥青可以减少乳化沥青的用量,在当前乳化沥青价格高于水泥的时候,可以节省工程投资。另一方面,乳化沥青的加入可以减少水泥稳定层的刚性,因而减少反射裂缝。
3.2就地冷再生的技术特点
(1)所有旧料就地再生,不仅减少了新料的用量,并且节省了运送费用。
(2)在翻修路面的补强问题上有着很大的灵活性,可以在再生的路面上只铺一层稀浆封层,也可在其上加铺一层热沥青混合料磨耗层,也可以将再生路面作为底面层在其上加铺中面层和上面层,构成三层结构的路面,还可以将再生路面作为第一层结构层而在其上铺多层结构的沥青路面。
(3)消除旧路面不规则的横向断面。
(4)由于已有了再生路面作为底面层在其上加铺其他面层的工作量将相应减少,因而节约了施工时间、减少了施工成本。
(5)减轻环境污染、减少能源消耗。
(6)连续拌合,保证了旧路材料与新骨料和稳定材料的充足拌合。水和其他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。
(7)减少了对天气条件的依赖限度,就地冷再生技术具有在不拟定的天气条件下保证连续施工的优点,下雨时,可以暂停施工,一旦雨停,即可恢复施工。
(8)改善交通中断状况及施工安全,可以半幅施工,半幅开放交通。
这些优点显示了冷再生工艺的良好发展前景,许多国家著名的筑路机械制造公司如德国的WIRTGEN、美国的CMI、ASTEC等公司都生产有各种类型的冷再生机,而这些机械的出现也进一步促进了冷再生工艺的推广应用。
局限性之处是:就地冷再生只合用于路面标高不受限制的道路,由于高等级公路和大部分城市道
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