沥青路面结构层厂拌水泥冷再生施工工法.docx
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沥青路面结构层厂拌水泥冷再生施工工法
沥青路面结构层厂拌水泥冷再生施工工法
李周黄永建
核工业西南建设集团有限公司610021
1前言
在我国已建成的高等级路面中,沥青路面占很大比重,按照沥青路面8至15年的设计使用年限及实际使用情况来看,今后对这类路面的翻修将会逐年递增,如果翻修沥青路面只是将其挖除或铣刨抛弃这种简单的处理方式,势必造成周边环境的二次污染及大量土地的占用,同时也是对铣刨材料这一可再生资源的浪费。
沥青路面厂拌水泥冷再生技术是将回收路面材料运至沥青拌和厂(场、站)经破碎、筛分,以一定比例与新集料、水泥、水进行常温拌和,常温铺筑形成路面结构层的路面再生技术。
采用冷再生技术,不仅可以解决废料运弃造成的土地占用及环境污染问题,同时能够变废为宝,达到一举多得的效果,再生技术将是今后路面翻修改建的一大趋势。
本工法就是在总结吉林珲乌高速公路大安至白城段工程G10合同段及类似工程的沥青路面厂拌水泥冷再生施工中形成的。
2工法特点
2.1工艺简单,便于操作。
2.2充分利用旧路面材料,节约资源、利于环保。
2.3投资少、进度快、质量高。
2.4适用范围广。
3适应范围
3.1适用于对各等级公路的回收路面材料进行冷再生利用。
3.2高速公路和一、二级公路沥青路面的下面层及基层、底基层。
3.3四级公路沥青路面的面层。
4工艺原理
利用铣刨出来的旧路面材料,筛分出超粒径后,添加一定量的级配碎石(通过试验确定),使集料级配满足设计及规范要求,再加入设计配比的水泥和水,通过厂拌、运输、摊铺、碾压及养护等工序形成底基层。
5施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程(图1)
图1厂拌水泥冷再生底基层施工工序
5.2操作要点
5.2.1试验段准备
1选择长150m且具有代表性的翻修整治旧路段做试验段。
2利用铣刨机对试验段的沥青路面及上基层进行铣刨,控制铣刨的宽度及厚度,并将铣刨料回收至水稳料拌合站分类集中堆放。
3对铣刨后的路基各项技术指标按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)规范进行检测,对不合格段进行单独处理,直至满足规范要求。
4恢复控制线每20m钉一桩,并在两侧边缘外0.3~0.5m设边桩,进行水平测量,在边桩上用标记标出底基层边缘的设计标高。
5对回收铣刨料进行取样,用于底基层水稳料配合比试配。
对试配后的试验结果上报监理工程师进行验证,最终确定最佳含水量、最大干密度及满足无侧限抗压强度的底基层水稳料配比(铣刨料:
碎石集料:
水泥:
水)。
6通过厂拌,进行施工配比验证,并根据厂拌结果进行适当调整,使厂拌混合料满足施工要求。
5.2.2试验段施工
通过试验段进行工艺性试验,试验段施工按照混合料拌和、运输、摊铺、碾压及养护工序进行。
施工过程必须严格控制并记录各项参数,并及时根据现场具体情况进行调整。
5.2.3试验段总结
通过试验段,总结出压实设备的类型、最佳组合方式,碾压遍数及碾压速度、工序、材料的松铺厚度等工艺参数,并对试验段进行总结,以指导大面积施工。
5.2.4大面积施工
1路面结构层铣刨
根据设计断面利用路面铣刨机对路面结构层进行铣刨,速度4-6m/min为宜;铣刨不要超深,也不要留下夹层;铣刨侧面要清理干净,不得留有松动颗粒。
对局部不能铣刨到位的地方,采用人工风钻进行局部修整。
2准备下承层
对铣刨后的路基顶面进行整平、用16t压路机进行静压,并按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1—2004)进行各项技术指标检测,对不合格段
进行单独处理,直至全部技术指标满足规范要求。
3施工放样
1)放样前,项目部主管测量人员和测量监理要对工段技术员进行控制点、水准点交底,控制测量资料必需是监理认可的资料,并对测量、放样数据进行抽检。
2)恢复控制线每10~20m钉一桩,并在两侧边缘外0.3~0.5m设边桩(钢钎桩),进行水平测量,在钢钎桩上用明显标记标出底基层边缘的设计标高、考虑松铺系数后的标高,并由钢钎配合钢线控制标高。
钢钎桩示意图见图2
桩帽蝶形帽螺钉
凹槽
横杆
滑动块
图2钢钎桩示意图
3)钢钎选用具有较大刚度的Φ16-18光圆钢筋进行加工,并配固定架,固定架采用丝扣,便于拆卸和调整标高;钢钎间距一般采用10-20m(直线段不长于20m,曲线段不长于10m)。
钢钎必须埋设牢固,在整个作业期间应有专人看管,严禁碰钢丝,发现异常时立即恢复。
选用Φ(2-3mm)的钢丝作为基线,张拉长度100~200m为佳,且须在两端用紧线器同时张紧,避免因钢丝不紧而产生挠度,张拉力为1kN。
内外侧均用钢丝控制标高,标高误差控制在-2mm及+5mm间。
4准备再生材料
将铣刨料进行筛分,剔除超粒径的不合格料。
5混合料拌和
1)混合料采用WDB500设备在水稳拌和站集中拌和。
拌和设备在正式拌料前必须经过调试和标定,能够准确控制各种材料的质量,保证配料计量精确,设备性能良好。
旧路面铣刨料和新加石料按设计比例加入配料仓的不同料斗中。
混合料拌和为自动控制。
拌和料成品通过传送带方式直接装入运输车中。
2)拌和时先供水再供料,拌和用水量考虑了各种集料的实际含水量。
按批次检验混合料的含水量、灰剂量、级配等。
由于本地区气候干燥,在运输过程中水分散失较大,拌和时含水量较最佳含水量高,确保混合料摊铺碾压时含水量保持在最佳含水量以上0.5%左右。
3)按规定频度通过现场取样采用EDTA滴定试验,检查水泥剂量是否符合水泥稳定基层配合比设计要求,如果偏差超过±0.5%,必须及时反馈给拌和站,由拌合站调整水泥掺量。
6混合料运输
1)为节省倒车及摊铺时间,一律采用15t以上自卸汽车,并要求车况良好。
自卸汽车的数量根据运距来定。
2)每天上班前对车辆进行检查,排除故障,防止装好料后汽车不能自卸,使混合料凝固造成浪费。
应采用干净、有金属底板的自卸汽车运输,车辆底部及两侧均应清扫干净;运料车辆均有蓬布覆盖并扣牢,防止泡沫沥青再生混合料在运输过程中水分散失。
3)自卸车应前后移动按前、后、中分三部分装料以避免粗细集料离析。
4)发料时认真填写发料单,内容包括车号、拌和机出料时间、吨位以及采用的水泥品种。
由司机带至摊铺现场,由收料人员核对查收,严格控制混合料从拌和到碾压终了的延迟时间不超过3h。
否则,将全车料废弃。
5)自卸汽车将混合料卸入摊铺机喂料斗时严禁撞击摊铺机。
7混合料摊铺
1)摊铺机的选型
a.使用两台MT2000摊铺机同种型号的摊铺机同时摊铺,即:
两台相距5~8m,同步向前摊铺混合料。
b.根据摊铺速度、厚度、宽度等因素调整摊铺机夯锤频度,使其碾压前的密实度达80%以上。
c.将螺旋送料器调整到最佳状态,使螺旋送料器中混合料的高度达到螺旋器直径的2/3,以避免离析现象和大料在底面现象发生,一般情况螺旋器轮边距底基层(基层)面为15~17cm。
2)在摊铺机就位前必须是下承层清扫干净并且洒水保持湿润,横向接头必须洒水泥浆。
3)当拌和好的混合料运至现场,马上按松铺厚度均匀摊铺。
开始摊铺前,将两侧分料器接头处(约50~60cm宽)离析混合料清除。
摊铺中如有离析现象(尤其两侧边缘),用人工进行找补,同时注重含水量大小,及时反馈拌和场进行适当调整。
4)开始摊铺3~6m长时,立即检测摊铺面的标高和横坡,不符合设计要求时,应适当调整熨平板高度和横坡直到合格,再进行摊铺。
正常施工时,摊铺机每前进10m,检测人员检测一次摊铺机的标高、横坡,并做好虚铺厚度记录。
摊铺面上的泥块及大颗粒的石块人工拣除。
5)摊铺过程中要保持摊铺机的速度恒定,考虑拌和场的生产能力与摊铺速度相匹配,避免中途不必要的停机待料。
根据试验段总结,摊铺速度控制在1.0~3.0m/min,应保证连续。
均匀、不间断的摊铺,并使混合料在布料槽中的高度保持在中轴以上;摊铺机的夯锤或夯板的震捣频率均匀一致,不得随意调整。
6)摊铺机摊铺混合料时,因故中断达2h或一天的工作段结束时必须设置施工横缝,施工横缝处理按照横缝设置方法进行。
8混合料碾压
1)压路机的选择:
根据试验段情况,采用两台YZ18振动压路机和1台胶轮压路机。
2)碾压顺序:
先用振动压路机,不开振动,稳压1~2遍,然后振动碾压3~4遍,再用振动压路机静压1~2遍,最后由胶轮压路机碾压1~2遍。
3)碾压速度:
稳压阶段应控制在1.5km/h.压实联合体速度控制在2km/h,光面阶段行走速度应控制在2.5km/h,起步和制动做到慢速起动,慢速刹车,杜绝快速启动,紧急刹车现象。
4)碾压方式
碾压时,遵循先低后高的原则,外侧碾压必须压在土模上不少于10cm。
纵向压成锯齿状(最小错开1m),不能在同一条线上压齐,压路机要在已压实的路面上开启振动碾压到稳压处前三米时返回,错半轴,碾压接头处应错成横向45度的阶梯外形;稳压和微振前后错1m,微震和重震错1m,光面和重震错1m,水稳料两侧多压2~3遍;严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上“调头”和急刹车,也不准停放在未压实的路段上。
碾压完成后,立即进行压实度检测,满足要求后进行覆盖洒水养生。
5)压实达到要求的密度是决定维修后路面使用性能的最重要的因素之一。
压实不好的材料容易出现车辙、水损坏和沥青粘结料老化。
为实现压实度目标(室内最大干密度98%-102%),工程中采用统一的压实工艺。
9横缝设置方法
摊铺机驶离混合料末端,人工将末端含水量符合要求的混合料整平,紧靠接头放置18cm厚方木并固定,整平紧靠方木的混合料。
方木的另一侧用砂砾回填约3m长,其高度高出方木几厘米,将混合料碾压密实。
10再生底基层养生
采用覆盖薄膜的方式进行养生,并安排专人负责洒水,使水稳表面保持潮湿状态。
养生7d后,钻孔取芯检测底基层质量(包括摊铺厚度及无侧限抗压试验)。
5.3劳动力组织
底基层施工是道路施工的重要环节,项目部上下必须相当重视,组建以项目经理为首,由项目总工、质检工程师、路面工程师、试验工程师等共同参与的质量控制小组,保证再生底基层的质量。
其他主要劳动力组织见表1。
劳动力组织表表1
序号
工种
人数
备注
1
施工负责人
1
施工管理
2
技术员
2
负责施工技术、质量控制
3
测量员
3
负责桩位放样、施工监测等
4
试验员
4
负责现场取样、试验检测等
5
机械工
25
各类机械操作
6
机械修理工
2
机械设备维护、修理
7
电工
2
维护和安装工地用电
8
专职安全员
2
隐患排查、安全检查
9
普工
25
局部检平、处理局部离析料等
合计
66
6材料与设备
6.1主要材料(表2)
主要材料表表2
序号
名称
规格
技术指标
1
路面铣刨料
满足设计要求
无超粒径
2
碎石
9.5—37.5mm
3
水泥
P.O32.5普通硅酸盐
缓凝水泥
6.2主要机具设备(表3)
主要机具设备表3
序号
项目
型号
数量
单位
1
拌合站
WDB500
1
套
2
铣刨机
维特根—2000
2
台
3
摊铺机
MT2000
2
套
4
振动压路机
20t
2
台
5
胶轮压路机
26t以上胶轮
1
台
6
装载机
ZL40型轮胎式
2
台
7
平板振动器
5kw
1
台
8
千瓦发电机
50kw
1
台
9
自卸车
双桥
15
台
10
钢钎桩
Φ18光圆钢筋
40
根
11
钢丝
Φ3mm
400
m
7质量控制
7.1水泥剂量控制
施工用的水泥剂量考虑施工离散性的影响,较设计值增加0.5%,在拌和过程中随时观察混合料拌和后的颜色,不得出现花白料。
注意防止水泥堵塞不流动。
按规定频度抽检水泥剂量。
每工作班,根据所用水泥、集料量计算一下总的水泥用量是否满足要求。
7.2含水量的控制
含水量是水泥稳定级配砂砾中一项重要控制指标,必须严格把握。
在炎热的夏季施工,考虑到拌和、运输、摊铺过程中水分的蒸发,可以在拌和时加大用水量,增加的用水量由拌和出料时含水量和摊铺碾压含水量进行对比,损失多少补多少。
根据施工经验,在夏季上午9点以前和下午5点以后,用水量比最佳含水量增加0.5%~1%左右,在上午9点到下午5点之间,用水量比最佳含水量增加0.8%~1.5%。
在雨季施工期间,由于雨水的影响,砂石料中含有一定水分,因此,每日拌和前应对砂石料进行含水量测定,用水量应按最佳含水量减去砂石含水量进行控制,在其他季节施工可不考虑增加或少量增加,增加量控制在0.5%以内。
7.3拌和时注意事项
7.3.1配料准确,尤其是水泥剂量更要准确(至关重要)。
7.3.2自加水拌和到碾压完毕的延迟时间控制在初凝时间内,即一定要在此时间段内完成施工和压实度检测。
7.4摊铺时注意事项
7.4.1在摊铺机前设行驶标线,确保摊铺机行走稳定。
7.4.2摊铺3~6m时,检查摊铺面标高及横向坡度,不符合设计要求的及时调整,直到合格,再继续摊铺。
正常施工中每前进10m,随车检测人员检测一次标高和坡度。
7.4.3摊铺机行进时,螺旋搅拌机两端的混和料要保持饱满充足,边角缺料时应及时采用人工找补。
尽量避免停机待料现象。
7.4.4每台摊铺机前派2人专门清除卸料时散落在摊铺机履带前的混合料,以免影响平整度。
7.4.5对摊铺面局部产生的离析,安排专人负责处理,将粗骨料铲除,换填新混合料。
7.4.6摊铺机行进速度要均匀,中途不得变速,其速度要与拌和机拌和能力相适应,最大限度地保持匀速前进,摊铺不停顿、间断。
7.5碾压时注意事项
7.5.1派2名测量员在现场,不断检测摊铺和碾压后的标高(左、中、右)及时纠正施工中的偏差。
7.5.2采用人工挖除大料窝点及含水量超限点,并换填合格材料。
7.5.3用拌和好的混合料对表面偏粗的部位进行精心找补。
7.5.4对由于摊铺机停顿和碾压推移产生的拥包、拥坎,用铁铲铲除并人工补料,压路机碾压密实。
7.5.5用3m直尺逐段丈量平整度,发现异常马上处理。
7.5.6快速检测压实度,压实不足的要尽快补压。
7.5.7碾压过程中,水泥稳定砂砾的表面始终保持潮湿。
部分表面水蒸发过快,及时用喷雾器进行均匀少量补水。
7.5.8压路机在已完成的或正在碾压的路段上严禁“调头”和急刹车,保证底基层表面不被破坏。
7.5.9边角、台背、接缝处往往是薄弱环节,多压1~2遍。
7.6由于基层的时效性强,各项施工组织、准备一定要充分,各工序衔接要紧密,施工要连续(一天只留一道工作缝,中午不间断),最大限度地减少施工损失,并提高质量。
7.7写好施工日记,详细记载当天有关施工质量、机具、材料及安全等情况,及时、认真、准确的做好施工原始记录。
7.8加强再生底基层的质量与验收。
再生底基层检测指标及频率见表4。
再生底基层检测指标及频率表4
项次
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法和频率
1
压实度(%)
代表值
96
每200m每车道2处
极值
92
2
平整度(mm)
12
3m直尺:
每200m测2处×10尺
3
纵断高程(mm)
+5,-15
水准仪:
每200m测4个断面
4
宽度(mm)
符合设计要求
尺量:
每200m测4处
5
厚度(mm)
代表值
-10
每200m每车道1点(钻心取样法)
极值
-25
6
横坡(%)
±0.3
水准仪:
每200m测4个断面
7
强度(MPa)
符合设计要求
按《质评标准》附录G检查
8安全措施
8.1牢固树立安全第一,预防为主的观念,严格执行各项安全制度。
加强安全教育,在开工前必须对员工进行安全用电、安全操作知识的教育。
提高全体施工人员的安全防范意识和自我保护意识,形成人人重视安全,事事注意安全的良好习惯。
8.2定期检查施工现场的安全生产情况,了解施工现场的遵章操作和安全生产规章制度的执行情况及安全生产设施的工况。
对安全生产检查中发现的问题及时整改,消除不安全隐患。
8.3施工作业人员必须佩戴安全帽、反光背心等劳动防护用品。
8.4施工机械操作人员必须按相应机械操作规程进行。
8.5施工作业段前后500m处设置明显的施工警示标志。
9环保措施
9.1设立环保机构,切实贯彻环保法规,严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护、水土保持的法规、方针、政策和法令。
9.2安排洒水车专门负责施工现场洒水,保持场地湿润,防止扬尘。
9.3严格执行《建筑施工场界噪声限值》(TB12523),控制和降低施工机械和运输车辆造成的噪声污染。
9.4施工中产生的废水,必须经过处理,不能随意排放。
10效益分析
10.1经济效益:
本工法在吉林安白项目的应用中,节约集料约2.1万m3,如果这部分材料全部采用外购,除开运费,就材料本身可节省200万元;大幅度降低了路面大修成本,提高经济效益,与传统施工方法相比可节约成本25%以上(详见附表1)。
尤其对于材料资源枯竭的地区,废弃旧料的同时,还要远距离购买所填新料,而再生技术就显得更加经济、实用。
10.2环境效益:
保护环境,无需废料堆放场地,有效利用现有资源,最大限度地降低环境污染。
11应用实例
吉林珲乌高速公路大安至白城段工程G10合同段起讫桩号K61+000~K177+874.337,开工日期是2009年5月,竣工日期是2010年10月。
冷再生底基层桩号:
左K169+560~左K177+874.337,K172+560~右K177+874.337,冷再生宽度12.31m,厚度18cm。
该工程的冷再生底基层长约13.6km,宽度12.31m,面积约16.7万m2。
附表1吉林安白公路沥青路面水泥冷再生施工经济效益分析表
序号
项目
名称
单位
工程数量
单价(元)
金额
(万元)
合计
(万元)
备注
1
沥青路面水泥冷再生施工
沥青路面水泥冷再生施工
m2
167000
51.72
863.72
863.72
2
挖除旧路面
(厚)
挖除沥青旧路面结构层(45cm)
m2
167000
12.5
208.75
1093.82
挖机装车
m3
21000
7.7
16.17
运输
t
36960
13.8
51
平均运距14km
废方征地(沥青旧路面废料)
亩
11
30000
33
按3m高堆放
新铺18cm水稳底基层
m2
167000
47
784.9
3
节约成本
3=2—1
230.1
13.7元/m2
- 配套讲稿:
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