CN102677567B - 一种由水泥路面再生成的沥青路面结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种由水泥路面再生成的沥青路面结构及其施工方法，所述沥青路面结构包括由原路面水泥面板破碎后残留部分、乳化沥青粘结层和冷再生沥青混合料层；施工方法包括：破碎路面的水泥混凝土面板，并采用压路机振动碾压；从收集的粒料中获得0.075mm~37.5mm规格的回收粒料；拌制冷再生沥青混合料；清扫原水泥路面破碎后残留部分的水泥面板表面松散颗粒，然后喷洒乳化沥青粘结层；摊铺冷再生沥青混合料；碾压摊铺后的混合料；在自然状态下养生。本发明结构简单，施工方便，提高了混合料的抗拉强度和抗剪强度，能够减薄沥青加铺层厚度；达到了节约石料和沥青资源，降低工程建设成本的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路路面结构及其施工方法，尤其涉及一种由水泥路面再生成的沥青路面的结构及其施工方法。
背景技术
应用王松根等著的《旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南》进行水泥路面碎石化处理的主要工序为：用多锤头破碎机MHB破碎水泥面板，用“Z”型压路机和钢轮压路机振动压实，喷洒乳化沥青透层和石屑，用光轮压路机静压。然后，摊铺沥青加铺层。
现有水泥混凝土路面碎石化技术存在以下问题：
（1）破碎的粒料中粒径小于0.075mm的颗粒含量高，吸收大量沥青，形成未分散的“胶团”；
（2）在破碎的粒料表面喷洒乳化沥青后碾压成型，无拌和过程，沥青在粒料中分布不均匀；
（3）凭经验确定乳化沥青洒布量，无法保证最佳沥青用量，严重影响成型后结构层强度和抗变形性能。
上述问题的危害是：成型后的结构层的粒料松散，在水泥面板和加铺的沥青面层之间形成软弱夹层，抗拉强度和抗剪强度低。实际工程中，为了降低沥青层底拉应力和沥青层与水泥面板之间的剪应力，都必须加铺厚的沥青层。造成大量沥青和新集料资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种由水泥路面再生成的沥青路面结构及其施工方法。具体技术方案如下：
一种由水泥路面再生成的沥青路面结构，包括由原路面水泥面板破碎后残留部分、乳化沥青粘结层和冷再生沥青混合料层，所述由原路面水泥面板破碎后残留部分、乳化沥青粘结层和冷再生沥青混合料层依次由下至上分布。
上述的一种由水泥路面再生成的沥青路面结构中，所述冷再生混合料层（3）是以乳化沥青为结合料将水泥面板破碎后的粒料再生成的沥青混合料。
上述的一种由水泥路面再生成的沥青路面结构中，所述由原路面水泥面板破碎后残留部分（1）的厚度为原路面水泥面板厚度减去3cm~15cm。
一种由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法，其包括如下步骤：
（1）采用破碎机破碎路面的水泥混凝土面板，并采用压路机振动碾压；
水泥混凝土面板表面破碎深度为3cm~15cm；破碎后的粒料经37.5mm筛孔通过率为90%~100%；
（2）采用机械或人工方法，收集水泥路面表面破碎的粒料，并运至拌和厂；
（3）在拌和厂，将收集的粒料中粒径小于0.075mm的颗粒和大于37.5mm的颗粒筛除，获得0.075mm~37.5mm规格的回收粒料；
（4）冷再生沥青混合料的拌制
采用沥青路面厂拌冷再生拌和设备，将回收粒料、新集料、水泥、水和乳化沥青拌制成再生混合料；回收粒料掺加新集料组成的混合矿料中，回收粒料占混合矿料质量的80%~95%，新集料占混合矿料质量的5%~20%，掺加混合矿料质量1.5%~2.5%的水泥；拌和用水量占混合矿料质量的2%~8%；乳化沥青用量折合成纯沥青后纯沥青占混合矿料质量的2%~4%；
（5）清扫原水泥路面破碎后残留部分的水泥面板表面松散颗粒，然后喷洒乳化沥青粘结层，喷洒量满足纯沥青用量为0.3 kg/m2~0.5kg/m2；
（6）采用沥青混合料摊铺机摊铺步骤（4）得到的冷再生沥青混合料；
碾压摊铺后的混合料；
在自然状态下养生，当再生沥青层的芯样完整时，即可开放交通。
上述的由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法中，步骤（1）采用多锤头破碎机或共振破碎机破碎路面的水泥混凝土面板，采用“Z”型压路机和钢轮压路机振动碾压。
上述的由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法中，步骤（6）中每台摊铺机的摊铺宽度为3m~10m，摊铺速度为1m/min~3m/min。
上述的由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法中，步骤（6）所述碾压为：每台摊铺机后紧跟1台~3台钢轮压路机和1台~3台轮胎压路机，碾压摊铺后的混合料，碾压速度为1.5km/h~3.5km/h，总碾压遍数为5遍~8遍。
上述的由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法中，步骤（6）所述养生时间为3 d ~5d。
本发明中采用的混合矿料的级配符合JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表5.4.2乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围”的规定。
本发明相对于现有技术所具有的优点及有益效果：
（1）由水泥路面再生成的沥青路面结构简单，施工方便。
（2）由于清除了破碎粒料中粒径小于0.075mm的颗粒；采用了最佳的沥青用量；并通过拌和提高了沥青在破碎粒料中分布均匀性。从而提高了混合料的抗拉强度和抗剪强度，能够减薄沥青加铺层厚度。
（3）既充分利用了原水泥路面破碎粒料，又能减薄沥青加铺层厚度，从而达到了节约石料和沥青资源，降低工程建设成本的效果。
附图说明
图1为由水泥路面再生成的沥青沥青路面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明的实施作进一步详细说明，但本发明的实施和保护不限于此。
如图1，为由水泥路面再生成的沥青路面结构包括：由原路面水泥面板破碎后残留部分1、乳化沥青粘结层2和冷再生沥青混合料层3。其中，冷再生混合料层3是以乳化沥青为结合料将水泥面板破碎后的粒料再生成的沥青混合料。
某高速公路的水泥混凝土路面的面板厚度为28cm，在该高速公路上实施了本发明由水泥路面再生成的沥青路面，其中，原路面水泥面板破碎后残留部分1的厚度为15cm；冷再生沥青混合料层3的厚度为14cm。
实例1 施工工艺如下：
（1）破碎
采用1台山东公路机械厂生产的多锤头破碎机破碎原路面的水泥混凝土面板，并采用1台“Z”型压路机和1台钢轮压路机振动碾压。
水泥混凝土面板表面破碎深度为13cm；破碎后的粒料的37.5mm筛孔通过率为98%。
（2）收集破碎的粒料
采用人工配合机械方法，收集水泥路面表面破碎的粒料，并运至拌和厂。
（3）筛分破碎的粒料
在拌和厂，将收集的粒料中粒径小于0.075mm的颗粒和大于37.5mm的颗粒筛除，获得0.075mm~37.5mm规格的粒料。
（4）确定最佳沥青用量
回收粒料质量为混合矿料质量80%，掺加混合矿料质量的20%的新集料，回收粒料、新集料和混合矿料的级配见表1。符合JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表5.4.2乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围”中“粗粒式”再生混合料级配范围的规定。本实例中新集料的粒径小于37.5mm，符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求。
表1 矿料级配筛分结果
掺加混合矿料质量1.5%的水泥。拌和用水量为混合矿料质量的4%。
乳化沥青采用了阳离子拌和用改性乳化沥青，用量为混合矿料质量的5%，其中，纯沥青含量为混合矿料质量的3%。
（5）冷再生沥青混合料的拌制
在常温下，采用镇江华通阿伦机械有限公司生产的沥青路面厂拌冷再生专用拌和设备，将混合矿料质量的80%的回收粒料、20%的新集料、1.5%的水泥、4%的水和5%的乳化沥青拌制成再生混合料。
通过试验测定了再生混合料的技术性能，试验结果见表2。结果表明，再生混合料技术性能达到了JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表5.4.3乳化沥青冷再生混合料设计技术要求”的下面层混合料的要求。
表2 再生混合料技术性能的试验结果
（6）在水泥面板表面喷洒粘层乳化沥青
清扫破碎后残留部分的水泥面板，在其表面喷洒乳化沥青粘结层，喷洒量为纯沥青用量0.5 kg/m2。
（7）冷再生沥青混合料的摊铺、碾压和养生
在常温下，采用2台沥青混合料摊铺机摊铺冷再生沥青混合料，每台摊铺机的摊铺宽度为7.0m，总宽度为14m，摊铺速度为2m/min。
每台摊铺机后，紧跟3台钢轮压路机和2台轮胎压路机碾压摊铺后的混合料，碾压速度为2.5km/h，总碾压遍数为8遍。
在自然状态下，养生5d。按照JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》T0901-2008方法取芯检测，再生沥青层的芯样完整。按照JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》T0924-2008方法检测再生沥青层的压实度为最大理论密度的95.3%，达到了JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表8.9.1沥青路面厂拌冷再生质量要求”。
最后，开放交通，施工上覆沥青层。
实例2 施工工艺如下：
（1）破碎
采用1台山东公路机械厂生产的PSZ600型路面共振破碎机破碎原路面的水泥混凝土面板，并采用1台“Z”型压路机和1台钢轮压路机振动碾压。
水泥混凝土面板表面破碎深度为13cm；破碎后的粒料的37.5mm筛孔通过率为90%。
（2）收集破碎的粒料
采用人工配合机械方法，收集水泥路面表面破碎的粒料，并运至拌和厂。
（3）筛分破碎的粒料
在拌和厂，将收集的粒料中粒径小于0.075mm的颗粒和大于37.5mm的颗粒筛除，获得0.075mm~37.5mm规格的粒料。
（4）确定最佳沥青用量
回收粒料质量为混合矿料质量95%，掺加混合矿料质量的5%的新集料，回收粒料、新集料和混合矿料的级配见表3。符合JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表5.4.2乳化沥青冷再生混合料工程设计级配范围”中“粗粒式”再生混合料级配范围的规定。本实例中新集料的粒径小于37.5mm，符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求。
表3 矿料级配筛分结果
掺加混合矿料质量2.5%的水泥。拌和用水量为混合矿料质量的2%。
乳化沥青采用了阳离子拌和用改性乳化沥青，用量为混合矿料质量的8%，其中，纯沥青含量为混合矿料质量的4%。
（5）冷再生沥青混合料的拌制
在常温下，采用镇江华通阿伦机械有限公司生产的沥青路面厂拌冷再生专用拌和设备，将混合矿料质量的95%的回收粒料、5%的新集料、2.5%的水泥、2%的水和8%的乳化沥青拌制成再生混合料。
通过试验测定了再生混合料的技术性能，试验结果见表4。结果表明，再生混合料技术性能达到了JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表5.4.3乳化沥青冷再生混合料设计技术要求”的下面层混合料的要求。
表4 再生混合料技术性能的试验结果
（6）在水泥面板表面喷洒粘层乳化沥青
清扫破碎后残留部分的水泥面板，在其表面喷洒乳化沥青粘结层，喷洒量为纯沥青用量0.3kg/m2。
（7）冷再生沥青混合料的摊铺、碾压和养生
在常温下，采用2台沥青混合料摊铺机摊铺冷再生沥青混合料，每台摊铺机的摊铺宽度为10.0m，总宽度为20m，摊铺速度为1m/min。
每台摊铺机后，紧跟1台钢轮压路机和3台轮胎压路机碾压摊铺后的混合料，碾压速度为1.5km/h，总碾压遍数为5遍。
在自然状态下，养生3d。按照JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》T0901-2008方法取芯检测，再生沥青层的芯样完整。按照JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》T0924-2008方法检测再生沥青层的压实度为最大理论密度的96.3%，达到了JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》“表8.9.1沥青路面厂拌冷再生质量要求”。
最后，开放交通，施工上覆沥青层。
Claims (6)
1.一种由水泥路面再生成的沥青路面结构，其特征在于包括由原路面水泥面板破碎后残留部分（1）、乳化沥青粘结层（2）和冷再生沥青混合料层（3），所述由原路面水泥面板破碎后残留部分（1）、乳化沥青粘结层（2）和冷再生沥青混合料层（3）依次由下至上分布；
所述冷再生混合料层（3）是以乳化沥青为结合料将水泥面板破碎后的粒料再生成的沥青混合料；所述由原路面水泥面板破碎后残留部分（1）的厚度为原路面水泥面板厚度减去3cm~15cm。
2.一种由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）采用破碎机破碎路面的水泥混凝土面板，并采用压路机振动碾压；
水泥混凝土面板表面破碎深度为3cm~15cm；破碎后的粒料经37.5mm筛孔通过率为90%~100%；
（2）采用机械或人工方法，收集水泥路面表面破碎的粒料，并运至拌和厂；
（3）在拌和厂，将收集的粒料中粒径小于0.075mm的颗粒和大于37.5mm的颗粒筛除，获得0.075mm~37.5mm规格的回收粒料；
（4）冷再生沥青混合料的拌制
采用沥青路面厂拌冷再生拌和设备，将回收粒料、新集料、水泥、水和乳化沥青拌制成再生混合料；回收粒料掺加新集料组成的混合矿料中，回收粒料占混合矿料质量的80%~95%，新集料占混合矿料质量的5%~20%，掺加混合矿料质量1.5%~2.5%的水泥；拌和用水量占混合矿料质量的2%~8%；乳化沥青用量折合成纯沥青后纯沥青占混合矿料质量的2%~4%；
（5）清扫原水泥路面破碎后残留部分的水泥面板表面松散颗粒，然后喷洒乳化沥青粘结层，喷洒量满足纯沥青用量为0.3 kg/m2~0.5kg/m2；
（6）采用沥青混合料摊铺机摊铺步骤（4）得到的冷再生沥青混合料；
碾压摊铺后的混合料；
在自然状态下养生，当再生沥青层的芯样完整时，即可开放交通。
3.根据权利要求2所述的一种由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法，其特征在于步骤（1）采用多锤头破碎机或共振破碎机破碎路面的水泥混凝土面板，采用“Z”型压路机和钢轮压路机振动碾压。
4.根据权利要求2所述的一种由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法，其特征在于步骤（6）中每台摊铺机的摊铺宽度为3m~10m，摊铺速度为1m/min~3m/min。
5.根据权利要求2所述的一种由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法，其特征在于步骤（6）所述碾压为：每台摊铺机后紧跟1台~3台钢轮压路机和1台~3台轮胎压路机，碾压摊铺后的混合料，碾压速度为1.5km/h~3.5km/h，总碾压遍数为5遍~8遍。
6.根据权利要求2所述的一种由水泥路面再生成的沥青路面结构的施工方法，其特征在于步骤（6）所述养生时间为3 d ~5 d。
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| CN202809430U (zh) * | 2012-05-03 | 2013-03-20 | 华南理工大学 | 一种由水泥路面再生成的沥青路面结构 |
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2012
- 2012-05-03 CN CN201210133797.3A patent/CN102677567B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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