CN111576162A - 乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺 - Google Patents

乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺 Download PDF

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赵学东
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Abstract

本发明公开一种乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，将需要翻修或废弃的旧沥青路面，经铣刨、回收、破碎、筛分，并按照一定得配制比例，重新拌制获得满足路用性能要求的冷再生混合料，提高了资源利用效率；同时，有助于解决废物处理的问题，可以避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染，通过合理配置，形成新的稳定材料，完成路面由半刚性到半柔性、柔性结构的转换，具有节能、节材、环保、高效的优势；在拌和和铺摊过程中，配合合适的压实参数，使得最终施工后的路面的各项检测指标均符合标准，满足技术规范；且拌和和铺摊过程中无需加热，避免了高温作业带来的沥青老化、沥青中毒、烧伤工作人员、不环保等问题。

Description

乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺
技术领域：
本发明涉及路面施工领域，尤其涉及一种乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺。
背景技术：
沥青路面随着使用年限的增加，会逐渐出现车辙、拥包、坑槽、裂缝和松散等病害，需要对其进行全面养护。传统的沥青路面养护通常是将旧沥青混凝土铣刨料直接废弃，不仅会导致沥青混合料资源的浪费，而且会严重污染环境。为了降低对沥青路面的养护费用，就必须对废旧的沥青混合料进行再生；目前，常用的再生技术通常是热再生技术，采用就地加热、翻松、搅拌、摊铺、压实等连续作业，一次成型路面，经济、高效、快速、环保、节约，具有显著的经济效益和社会效益。但是热再生技术存在以下问题：高温不仅会造成沥青老化，影响再生后路面的性能，同时容易烧伤工作人员，沥青在高温下还会释放有毒气体，造成工作人员中毒，存在安全隐患，且不利于环保，同时，拌制成本较高。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，具有节能、节材、环保、高效的优势。
本发明由如下技术方案实施：
乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，包括以下步骤：
(1)原路面的铣刨：按照设计厚度铣刨原沥青路面，得到铣刨料；
(2)铣刨料的筛分：将所述步骤(1)原路面的铣刨中得到的铣刨料破碎后进行筛分，得到粒径小于4.75mm、粒径在4.75～9.5mm之间以及粒径在9.5～19mm之间的三种铣刨料；
(3)拌和：将所述步骤(2)铣刨料的筛分中得到的三种不同粒径的铣刨料、碎石以及矿粉进行拌和，得到预拌料；向所述预拌料中掺入水泥并喷洒水搅匀后，添加乳化沥青进行拌和，得到冷再生混合料；
(4)摊铺：利用摊铺机将所述步骤(3)拌和中得到的冷再生混合料进行常温摊铺；
(5)压实：对所述步骤(4)摊铺中摊铺后的冷再生混合料依次通过初压、复压和终压进行压实；
(6)养生：对所述步骤(5)压实后的路面进行为期3～7天的养生。
进一步的，所述步骤(1)原路面的铣刨中，铣刨厚度为9～10cm。
进一步的，所述步骤(3)拌和中，预拌料的拌和时长为2±0.5s，预拌料喷水后的搅拌时长为4～5s，添加乳化沥青后的拌和时长为9～10s。
进一步的，所述步骤(3)拌和中，所述预拌料中，其原料组分按重量份比包括：三种粒径的铣刨料总计80～90份，碎石6～18份，矿粉2～4份；水泥的掺入量不多于预拌料总重量的1.5％；乳化沥青的添加量为预拌料总重量的1.8％～4％。
进一步的，所述步骤(3)拌和中，其原料组分按重量份比包括：预拌料中粒径小于4.75mm的铣刨料35份，粒径为4.75～9.5mm的铣刨料18份，粒径为9.5～19mm的铣刨料30份，碎石14份，以及矿粉3份，乳化沥青的添加量为所述预拌料总重量的4％。
进一步的，所述步骤(4)摊铺中的摊铺速度为2～4m/min。
进一步的，所述步骤(5)压实中，初压采用双钢轮压路机碾压1遍；复压时，先采用单钢轮压路机振动碾压3～4遍，再采用胶轮压路机碾压4～7遍；终压采用双钢轮压路机碾压1～2遍。
本发明的优点：
将需要翻修或废弃的旧沥青路面，经铣刨、回收、破碎、筛分，并按照一定得配制比例，重新拌制获得满足路用性能要求的冷再生混合料，节约材料、费用和能源，减少对石料、沥青的需求，提高了资源利用效率；同时，有助于解决废物处理的问题，可以避免废弃材料堆放对土地的占用和对环境的污染，通过合理配置，形成新的稳定材料，完成路面由半刚性到半柔性、柔性结构的转换，具有节能、节材、环保、高效的优势；在拌和和铺摊过程中，配合合适的压实参数，使得最终施工后的路面的各项检测指标均符合标准，满足技术规范；且拌和和铺摊过程中无需加热，不仅节省了用于加热的柴油的用量，而且避免了高温作业带来的沥青老化、沥青中毒、烧伤工作人员、不环保等问题。
具体实施方式：
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，包括以下步骤：
(1)原路面的铣刨：利用铣刨机铣刨原沥青路面，铣刨厚度为9～10cm，铣刨速度控制在240～360m/h，得到铣刨料；
(2)铣刨料的筛分：将步骤(1)原路面的铣刨中得到的铣刨料破碎后进行筛分，得到粒径小于4.75mm、粒径在4.75～9.5mm之间以及粒径在9.5～19mm之间的三种铣刨料；
(3)拌和：将步骤(2)铣刨料的筛分中得到的三种粒径的铣刨料、碎石以及矿粉进行拌和2±0.5s，得到预拌料；预拌料中，其原料组分按重量份比包括：预拌料中粒径小于4.75mm的铣刨料35份，粒径为4.75～9.5mm的铣刨料18份，粒径为9.5～19mm的铣刨料30份，碎石14份，以及矿粉3份；再向上述预拌料中掺入水泥，且水泥的掺入量为预拌料总重量的1.5％，之后喷洒水，使得最终得到的冷再生混合料中的含水量为3％，搅拌4～5s搅匀后，添加乳化沥青，且乳化沥青的添加量占预拌料总重量的4％，拌和9～10s，得到冷再生混合料；本实施例中，使用慢裂BC-1阳离子乳化沥青，且粒径不超过15μm，粒径90％分布在10μm以下。水泥应使用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥等缓凝水泥，不应使用快硬水泥、早强水泥，水泥强度等级可选择32.5或42.5。
拌和过程中需严格控制冷再生混合料的含水量，含水量过大，水分蒸发慢，乳化沥青破乳时间长，还会影响冷再生混合料的强度。
之后，由运输车将步骤(3)拌和中得到的冷再生混合料运输至待摊铺地点；在运输前，需在运输车的车厢底板上均匀喷洒肥皂水溶液，去除车厢底板上的沥青污垢，以便于在冷再生混合料卸车时与车厢不粘结；在运输过程中，车厢用篷布覆盖并扣牢，防止水分过分蒸发和物料散落污染环境。
(4)摊铺：利用带有自动找平装置和自动调节摊铺厚度的摊铺机以2.0m/min的摊铺速度将冷再生混合料进行常温摊铺；在整个摊铺过程中，摊铺机的熨平板都不必加热，以防止冷再生混合料中水分散失过快，而影响冷再生混合料的和易性；
(5)压实：对步骤(4)摊铺中摊铺后的冷再生混合料依次通过初压、复压和终压进行压实；初压采用双钢轮压路机(12t左右)静压1遍，速度为1.5km/h；复压采用单钢轮压路机振动碾压4遍，速度为2.0km/h，再用大吨位(20t以上)的胶轮压路机碾压6遍，速度为2.5km/h，即可碾压至要求的压实度，并无明显轮迹；终压紧跟复压进行复压结束后，采用双钢轮压路机碾压2遍，碾压速度控制在3.0km/h，即可碾压至无轮迹。
(6)养生：对步骤(5)压实后的路面进行为期3～7天的暴晒养生。
为了验证本实施例的适用性、有效性以及可靠性，利用本实施例的施工工艺，对包茂(G65)高速公路包头至东胜段主线K85+600～K86+000段进行试验，长度为400m，宽度为19.25m。
为了确定最优的压实组合参数，对K85+600-K85+800段和K85+800-K86+000段分别采用两种压实组合，且K85+600-K85+800段的压实组合参数如表1所示：
表1 K85+600-K85+800段的压实组合参数
Figure BDA0002490709910000063
该种压实组合下的压实度检查结果如表2所示：
表2 K85+600-K85+800左幅压实度检测结果
Figure BDA0002490709910000061
K85+800-K86+000段的压实组合参数如表3所示：
表3 K85+800-K86+000段的压实组合参数
Figure BDA0002490709910000062
该种压实组合下的压实度检查结果如表4所示：
表4 K85+800-K86+000左幅压实度检测结果
Figure BDA0002490709910000071
通过对两组压实组合下分别的压实度检查结果比较可以发现，第二种碾压方式虽增加了一遍胶轮碾压，但压实度数值无明显提升，说明第一种压实组合已基本接近最大压实程度，且压实表面密实、平整，故后续施工采用第一种压实组合方式，即压实遍数确定为双钢轮静压1遍、单钢轮压路机振压4遍、胶轮压路机碾压6遍、双钢轮静压1～2遍收面(以消除轮迹为准)。
试验人员利用真空法对取样试件的最大相对密度进行检测，检测数据见表5；
表5最大理论密度
Figure BDA0002490709910000072
最大理论密度能够说明试件的压实程度，一般的道路的最大理论密度为2.4左右，由表5可知，本实施例实测的最大理论密度均在2.4以上，所以，本实施例中采用的压实组合参数，满足技术规范要求。
利用(浸水)马歇尔试验方法对取样试件进行检测，测得的空隙率检测结果见表6；
表6(浸水)马歇尔试验结果
Figure BDA0002490709910000073
Figure BDA0002490709910000081
可见，多个试件的结果较为接近，说明结果较为稳定；且一般的道路的空隙率为8％～12％，空隙率越小，说明压实的效果越好，而本实施例中测得的空隙率以及平均空隙率均小于8％，即认为本实施例采用的压实组合满足技术规范要求。
对取样的试件进行冻融劈裂试验，检测数据见表7；
表7冻融劈裂试验结果
Figure BDA0002490709910000082
可见，多个试件组的湿劈和干劈的劈裂强度以及平均劈裂强度均大于0.5，且干湿冻融劈裂强度比均大于75％，满足技术规范要求。
对取样的厂拌冷再生混合料进行车辙试验，检测数据见表8；
表8车辙试验结果
Figure BDA0002490709910000083
可见，多个试件组的结果较为接近，说明结果较为稳定；且测得的动稳定度测值及平均值均大于1500，满足技术规范要求。
松铺系数的大小直接影响到铺筑厚度、平整度及压实效果，从而引起连锁反应影响到路面使用功能。本实施例对摊铺后的路面选择5个断面，每断面取3个点，分别测定其摊铺前标高(摊铺底面高程)、碾压前标高(虚铺顶面高程)、碾压成型后标高(压实后顶面高程)，计算松铺系数，检测数据见附表9。
表9松铺系数检测结果表
Figure BDA0002490709910000091
可见，平均松铺系数为1.258，在后续的施工过程中，可根据此松铺系数对虚铺厚度提供参考，以确保碾压成型后标高与设计值相符。
对施工完的道路的多处分别进行厚度检测，检测结果见表10；
表10厚度检测结果表
序号 桩号 厚度(cm)
1 K85+650距左4m 15.2
2 K85+750距中10m 15.1
3 K85+850距中8m 15.3
4 K85+940距中14m 15.1
可见，多处的厚度均大于且接近设计厚度15cm，满足技术规范要求。
对施工完的道路的多处分别进行压实度检测，检测结果见表11；
表11压实度检测结果表
Figure BDA0002490709910000101
压实度指的是土或其他筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示，由表11可知，检测结果较为接近且均大于98％，满足技术规范要求。
对施工完的道路的多处分别进行宽度检测，检测结果见表12；
表12宽度检测结果表
序号 桩号 实测值(cm) 序号 桩号 实测值(cm)
1 K85+600 1927 10 K85+780 1926
2 K85+620 1929 11 K85+800 1929
3 K85+640 1926 12 K85+820 1930
4 K85+660 1928 13 K85+840 1928
5 K85+680 1930 14 K85+860 1929
6 K85+700 1927 15 K85+880 1928
7 K85+720 1931 16 K85+900 1927
8 K85+740 1929 17 K85+920 1927
9 K85+760 1927 18 K85+930 1928
可见，检测结果均大于且接近设计值1925cm，满足技术规范要求。
对施工完的道路的多处分别进行横坡检测，检测结果见表13；
表13横坡检测结果表
序号 桩号 实测值(％) 设计值(％) 序号 桩号 实测值(％) 设计值(％)
1 K85+600 -0.8 -0.08 10 K85+780 1.98 2.00
2 K85+620 0.43 0.45 11 K85+800 2.01 2.00
3 K85+640 0.99 0.98 12 K85+820 1.98 2.00
4 K85+660 1.49 1.52 13 K85+840 1.99 2.00
5 K85+680 1.99 2.00 14 K85+860 1.98 2.00
6 K85+700 2.04 2.00 15 K85+880 1.98 2.00
7 K85+720 1.98 2.00 16 K85+900 1.98 2.00
8 K85+740 1.99 2.00 17 K85+920 1.98 2.00
9 K85+760 1.99 2.00 18 K85+940 1.99 2.00
横坡是指路幅和路侧带各组成部分的横向坡度，由表13可知，检测的多处的横坡实测值均小于且接近设计值，满足技术规范要求。
对施工完的道路的多处分别进行平整度检测，检测结果见表14；
表14平整度检测结果表
Figure BDA0002490709910000111
Figure BDA0002490709910000121
由表14可知，检测的多处的平整度实测值均小于设计值，满足技术规范要求。
对施工完的道路的多处分别进行弯沉值检测，检测结果见表15；
表15弯沉值检测结果表
Figure BDA0002490709910000122
Figure BDA0002490709910000131
弯沉值就是荷载对路基/路面作用前后，路基/路面发生变形的大小，一般道路的弯沉值小于22％就算达标，由表15可知，道路多处的弯沉值以及平均弯沉值均满足技术规范要求。
综上所述，施工后的路面的各项指标均符合要求，可见，本实施例提出的施工方法稳定、可靠，具有较大的推广价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原路面的铣刨：按照设计厚度铣刨原沥青路面，得到铣刨料；
(2)铣刨料的筛分：将所述步骤(1)原路面的铣刨中得到的铣刨料破碎后进行筛分，得到粒径小于4.75mm、粒径在4.75～9.5mm之间以及粒径在9.5～19mm之间的三种铣刨料；
(3)拌和：将所述步骤(2)铣刨料的筛分中得到的三种不同粒径的铣刨料、碎石以及矿粉进行拌和，得到预拌料；向所述预拌料中掺入水泥并喷洒水搅匀后，添加乳化沥青进行拌和，得到冷再生混合料；
(4)摊铺：利用摊铺机将所述步骤(3)拌和中得到的冷再生混合料进行常温摊铺；
(5)压实：对所述步骤(4)摊铺中摊铺后的冷再生混合料依次通过初压、复压和终压进行压实；
(6)养生：对所述步骤(5)压实后的路面进行为期3～7天的养生。
2.根据权利要求1所述的乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，所述步骤(1)原路面的铣刨中，铣刨厚度为9～10cm。
3.根据权利要求1所述的乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)拌和中，预拌料的拌和时长为2±0.5s，预拌料喷水后的搅拌时长为4～5s，添加乳化沥青后的拌和时长为9～10s。
4.根据权利要求1所述的乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)拌和中，所述预拌料中，其原料组分按重量份比包括：三种粒径的铣刨料总计80～90份，碎石6～18份，矿粉2～4份；水泥的掺入量不多于预拌料总重量的1.5％；乳化沥青的添加量为预拌料总重量的1.8％～4％。
5.根据权利要求4所述的乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，所述步骤(3)拌和中，其原料组分按重量份比包括：预拌料中粒径小于4.75mm的铣刨料35份，粒径为4.75～9.5mm的铣刨料18份，粒径为9.5～19mm的铣刨料30份，碎石14份，以及矿粉3份，乳化沥青的添加量为所述预拌料总重量的4％。
6.根据权利要求1所述的乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，所述步骤(4)摊铺中的摊铺速度为2～4m/min。
7.根据权利要求1所述的乳化沥青厂拌冷再生路面施工工艺，其特征在于，所述步骤(5)压实中，初压采用双钢轮压路机碾压1遍；复压时，先采用单钢轮压路机振动碾压3～4遍，再采用胶轮压路机碾压4～7遍；终压采用双钢轮压路机碾压1～2遍。
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