□張永健 □謝紅慧 □孫國棟
(河南江河水利水電工程有限公司)
冷再生基層施工,是將舊路瀝青混凝土面層和上基層用冷再生機(jī)破碎并加入一定量的摻加劑均勻拌合,經(jīng)整平整形后在最佳含水量條件下碾壓獲得的半鋼性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),該施工工藝源于西方歐美國家,2000年以后開始在我國進(jìn)行試驗(yàn)實(shí)施,2008年在本局堤頂?shù)缆肪S修施工中得到應(yīng)用。
通過在堤頂?shù)缆肪S修養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用實(shí)踐證明:冷再生基層施工工藝主要適用于瀝青路面的大中修,且原路基毀壞不太嚴(yán)重;路面結(jié)構(gòu)層的面層及上基層總厚度應(yīng)≤20cm。
冷再生基層的性能與水泥穩(wěn)定碎石層極為相似,都具有良好的力學(xué)性能、板體性、水穩(wěn)定性和抗凍性,而且初期強(qiáng)度較好,但由于其收縮系數(shù)較大,容易產(chǎn)生裂縫從而影響路面實(shí)用質(zhì)量,因此對(duì)冷再生基層的施工質(zhì)量控制顯得尤為重要。
(一)原材料質(zhì)量要求
堤頂?shù)缆肪S修冷再生法施工中摻入的材料主要為水泥,水泥采用水泥穩(wěn)定土基層技術(shù)規(guī)范中關(guān)于水泥的質(zhì)量要求進(jìn)行控制。進(jìn)場時(shí),應(yīng)有產(chǎn)品合格證及化驗(yàn)單,水泥的運(yùn)輸和堆放,應(yīng)注意防水、防潮。入庫水泥應(yīng)整齊堆放,不得混合堆放,先入庫的水泥先用,出廠期超過3個(gè)月或受潮水泥,必須經(jīng)過試驗(yàn),按其試驗(yàn)結(jié)果決定正常使用或降低標(biāo)號(hào)使用,已經(jīng)結(jié)塊變質(zhì)的水泥不得使用。
(二)機(jī)械設(shè)備要求
冷再生機(jī)1臺(tái),18t以上振動(dòng)壓路機(jī)1臺(tái),18~21t靜碾壓路機(jī)2臺(tái),灑水車2~4臺(tái),平地機(jī)1臺(tái),推土機(jī)1臺(tái)。
(一)施工準(zhǔn)備
1.對(duì)舊路進(jìn)行彎沉檢測,根據(jù)實(shí)測彎沉值與設(shè)計(jì)彎沉值相比確定冷再生基層的施工區(qū)。
2.對(duì)舊路結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行現(xiàn)場冷再生機(jī)破碎取樣。試驗(yàn)最佳配合比、試驗(yàn)最大干密度和最佳含水量,并通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定水泥的摻和劑量。
3.施工測量人員恢復(fù)中線及邊樁,并放出水泥冷再生結(jié)構(gòu)層的施工邊線,人工劃出冷再生機(jī)行進(jìn)的分幅線。
4.將施工作業(yè)面清理干凈,確保無雜物。
5.再生機(jī)組就位并進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的檢查,確保冷再生機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)。
(二)工程施工
1.平攤水泥
測量放線、場地清理和最大干密度、最佳含水量等準(zhǔn)備工作結(jié)束后,進(jìn)行水泥的攤鋪工作。首先計(jì)算出每平方水泥的用量,然后用網(wǎng)格法控制人工按格攤鋪水泥,將水泥均勻布滿方格,確保水泥布撒均勻、一致,等厚。
在封丘堤防道路整修冷再生施工中,首先根據(jù)設(shè)計(jì)配合比計(jì)算出每平方水泥的用量,然后根據(jù)每袋水泥的重量計(jì)算出每袋水泥的攤鋪面積,以道路中線為界,縱向兩側(cè)平均擺放兩排水泥,根據(jù)每袋水泥攤鋪面積橫向劃格進(jìn)行水泥用量控制,確保水泥的用量和攤鋪均勻。
2.冷再生機(jī)施工
水泥攤鋪長度達(dá)到100~150m左右時(shí),冷再生機(jī)即可開機(jī)工作。冷再生機(jī)推動(dòng)灑水車前行,灑水車通過水管與冷再生機(jī)相連,由冷再生機(jī)電腦按最佳含水量為冷再生機(jī)提供水源,并隨時(shí)檢查含水量,其余1~3輛灑水車配合保證冷再生機(jī)用水。
冷再生機(jī)下刀深度根據(jù)設(shè)計(jì)需要控制,并勻速緩慢行駛,這樣不僅有利于拌合的均勻,而且有利于機(jī)械本身。含水量的控制是整個(gè)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),為此技術(shù)人員應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行檢測調(diào)整,保證施工盡可能達(dá)到最佳含水量。冷再生機(jī)施工中相鄰兩刀至少重疊30cm,保證無漏刀現(xiàn)象,100m左右是冷再生機(jī)往返的最佳長度。
3.振壓-整型-靜壓(碾壓)-成型
冷再生機(jī)拌合后,用推土機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓,穩(wěn)壓后立即在全寬范圍內(nèi)按設(shè)計(jì)要求運(yùn)用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓(不開振動(dòng))一遍,然后根據(jù)測量結(jié)果平地機(jī)進(jìn)行整平,隨即用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)碾壓,最后用靜壓路機(jī)(最少2臺(tái))進(jìn)行碾壓成型。
根據(jù)堤防道路施工實(shí)踐,分段施工長度宜控制在150m以內(nèi)。由于混合料摻加了水泥,所以施工時(shí)從打碎攪拌、整平、碾壓成型等各工序時(shí)間安排一定要緊湊,不得超過4h,雨天嚴(yán)禁施工。
本項(xiàng)工序注意事項(xiàng):在直線段由兩側(cè)向中心碾壓,超高段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓;相鄰碾壓應(yīng)重疊30cm,使整個(gè)寬度范圍內(nèi)均勻壓實(shí)到規(guī)定的密度為止,并符合路拱要求;碾壓過程中始終保持表面潮濕,并嚴(yán)禁在已完成或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”和急剎車。
4.養(yǎng)生
碾壓成型并檢測合格后進(jìn)行不少于7d的灑水養(yǎng)護(hù),灑水車應(yīng)均勻行駛,不準(zhǔn)急停、掉頭,要確保灑到基層表面的每個(gè)部位。在干燥的的天氣時(shí),必須采取用塑料薄膜覆蓋的方法來保持其表面濕潤。養(yǎng)生期間嚴(yán)禁車輛在其面上通行。
(三)冷再生機(jī)施工質(zhì)量控制
嚴(yán)格按照摻加量進(jìn)行布灰,水泥攤鋪一定要均勻。為確保工程質(zhì)量,應(yīng)先做試驗(yàn)段施工,經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)段的施工檢測確定冷再生機(jī)的加水量、攪拌后混合料的壓實(shí)系數(shù)、施工工藝和機(jī)械組合,并且按照試件的7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度適當(dāng)調(diào)整含灰量。
施工過程中,在平地機(jī)平整之前,應(yīng)用穩(wěn)壓均勻壓實(shí)全幅的再生材料,防止產(chǎn)生差異壓實(shí)。穩(wěn)壓后再按照設(shè)計(jì)高程進(jìn)行整平壓實(shí)。
為了保證冷再生基層的壓實(shí)度,天氣干燥時(shí)應(yīng)保證在混合料最佳含水量的+1~+2之間時(shí)進(jìn)行碾壓。碾壓機(jī)械宜采用不低于18t振動(dòng)壓路機(jī)、18~21三輪靜力壓路機(jī)的機(jī)械組合。
冷再生基層在施工中的縱橫向接縫是影響該層質(zhì)量的最薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)橫縫處理:兩個(gè)工作段落的銜接采用搭接形式碾壓,在終點(diǎn)留2~3m不振壓,后一段施工時(shí),將此部分一并碾壓施工,第2d拌合時(shí)此部位應(yīng)重新布灰再拌合整平碾壓。對(duì)于縱縫處理,前半幅施工時(shí)應(yīng)多鋪30cm寬,后半幅施工時(shí)將此部分重新布灰攪拌整型碾壓。
施工過程中的檢測控制是非常重要的環(huán)節(jié),除了對(duì)原材料進(jìn)行檢測外,對(duì)冷再生基層的混合料應(yīng)嚴(yán)格檢測其含水量、級(jí)配、干密度、水泥含量等,成型后進(jìn)行密實(shí)度、厚度、寬度、強(qiáng)度等指標(biāo)必須按照規(guī)范規(guī)定頻率進(jìn)行檢測試驗(yàn)。
冷再生基層成型后厚度不均的現(xiàn)象,若片面的加大施工深度,不僅造成施工的浪費(fèi),而且難以起到根治的效果,同時(shí)密度還難于控制。為了解決這個(gè)問題,應(yīng)該采用2次成型法進(jìn)行施工,具體方法為:
(一)對(duì)將要進(jìn)行冷再生基層處理的施工段施工前進(jìn)行高程檢測,將檢測結(jié)果與冷再生基層設(shè)計(jì)高程進(jìn)行求差,結(jié)果應(yīng)該在0~20cm之間(過大就不適合做冷再生了),并按樁號(hào)進(jìn)行記錄。
(二)按各樁號(hào)計(jì)算出的高程差用冷再生機(jī)進(jìn)行第一遍施工,即將原路結(jié)構(gòu)打碎,打碎后用機(jī)械按照實(shí)際高程整平碾壓密實(shí)。
(三)在第1遍整平后的基層上人工布灰,再利用冷再生的標(biāo)準(zhǔn)施工方法進(jìn)行2次施工。這樣可以有效的避免出現(xiàn)冷再生基層厚薄不均的現(xiàn)象。
如果原路面結(jié)構(gòu)的材料做篩分試驗(yàn)時(shí)不能滿足下表1要求的,建議采取更換部分骨料的方法,直至滿足規(guī)范要求。
表1 材料要求
對(duì)于人工布灰的均勻性難于控制,而且有風(fēng)的天氣對(duì)環(huán)境極為不利情況,可采取以下方法:
用專用水泥稀漿攪拌運(yùn)輸車代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水車,將水泥與水按一定比例(用含灰量控制)拌合成稀漿狀,經(jīng)由管道將水泥稀漿可以直接噴灑到再生機(jī)的拌合罩殼內(nèi),這樣不僅可以保證水泥含量的精確性,同時(shí)也防止了因刮風(fēng)等而損失水泥材料。
由于冷再生基層存在干縮,為了避免出現(xiàn)不均勻裂縫應(yīng)考慮每隔15m左右進(jìn)行橫向切縫一道,以0.5~1cm寬度為宜,縫內(nèi)用瀝青石屑填充。
(一)優(yōu)點(diǎn)
一是節(jié)約資金,通過2008年封丘堤防道路157+700-160+000、174+000-174+770段維修施工為例,鋪筑相同厚度的二灰碎石基層,考慮廢棄料物外運(yùn)等,綜合造價(jià)30元/m2,而冷再生基層造價(jià)23.23元/m2;二是路基抗壓強(qiáng)度較高,可以達(dá)到0.8MPa以上;三是環(huán)保效果好,冷再生基層施工工藝最大的優(yōu)勢是不產(chǎn)生廢料,同時(shí)不抬高路面標(biāo)高,社會(huì)效益極大;四是節(jié)約能源,冷再生基層施工工藝就是將廢料重新利用的一個(gè)過程,對(duì)于節(jié)約材料具有重大意義。
(二)缺點(diǎn)
冷再生基層使用范圍有一定的局限性,只能用于路基相對(duì)完好路段的路面修復(fù)工程。對(duì)于路基承載力不足的路段,用冷再生施工工藝不能徹底處理解決。
冷再生基層施工工藝目前在黃河堤防道路維修中才剛剛推行,它產(chǎn)生的巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益已經(jīng)被人們認(rèn)可,通過封丘堤頂?shù)缆肪S修施工的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為該工藝具有很大的發(fā)展前景,但同時(shí),該工藝的施工方法及施工中的質(zhì)量控制還不甚完善,尚待提高和完善。