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间歇式厂拌冷再生的生产及施工应用

发布于:2015-07-25 21:13:25 来自:道路桥梁/道路工程 [复制转发]
  我国近五年关于乳化沥青冷再生工程项目统计。厂拌冷再生在我国已经有一定规模的工程应用,冷再生主要在江苏、江西、河北、陕西和辽宁具有一定程度的应用。乳化沥青厂拌冷再生中再生混合料主要用作上基层或下面层,积累了一定的工程经验,都以连续式拌合为主其产量最高可达500吨/小时,但这种以流量计的称量方式在精确度方面一直是不可避免的弱点。间歇式厂拌冷再生(产量约在250吨/小时)的工程化的生产和应用还是空白,为此上海s6冷再生工程就是针对间歇式厂拌冷再生的工程化进行实践性应用研究。

  1、乳化沥青冷再生技术要求与应用现状

  欧美十分重视沥青路面再生技术的研究,在再生剂的开发以及实际工程应用中的各种再生设备的研制方面都取得了很多的成果,形成了比较完整的沥青路面再生实用技术,并且达到了规范化和标准化的成熟程度。我国再生技术研究起步较晚,1982年交通部设立沥青渣油路面再生利用课题,在此基础上初步建立起沥青(渣油)路面再生利用方法。随着20世纪90年代中后期建成的沥青路面陆续进入大修或改建阶段,沥青路面冷再生利用技术才重新引起广泛的重视。

  乳化沥青冷再生混合料作为一种“冷态”的沥青混合料,国内外研究主要集中乳化沥青冷再生混合料设计方法、性能评价、再生路面的长期路用性能及经济性分析等方面。通过在本次上海s6冷再生上基层采用的是国内经过广泛应用的乳化沥青冷再生系统方案,针对所采用的铣刨料材料进行全面的应用评估和特殊乳化沥青工程配方设计,结合本次间歇式热拌沥青拌和楼改造的工艺要求,进行了实践性的冷再生混合料生产和施工。

  2、s6公路乳化沥青冷再生试验段工程实施

  2.1 结构层设计

  半刚性基层沥青路面因刚度原因所导致的裂缝已经成为影响其使用寿命和使用品质不可回避的技术问题。随着上海g1501郊环线即将要大修,大量的沥青路面废料怎样利用必须要解决,上海公投公司在乳化沥青冷再生方面进行一些探索和技术储备,厂拌冷再生作为高速公路的上基层,其沥青混合料的特性减少了水稳基层的干缩和温度裂缝的影响,同时增加了路面结构的沥青层厚度,提高了沥青路面抗弯拉和抗疲劳开裂的能力。因此在s6高速公路上的应用,综合评价该技术在沥青路面结构的可行性,包括经济性、应用效果等,为下阶段的路面结构决策提供科学正确的理论和实践依据。

  2.2 乳化沥青配方选择与配比设计

  在本次上海s6冷再生上基层采用的是国内比较成熟的壳牌沥青的recycle plus乳化沥青冷再生系统,在满足现行《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)乳化沥青技术要求的基础上,针对本次上海铁力路回收沥青路面材料(rap)的化学活性的特征,乳化沥青配伍性,运输时间,施工期间的气候条件进行了工程化的乳化沥青配方设计。

  3、间歇式厂拌冷再生拌和楼改造及生产工艺与控制

  3.1 原材料筛分和贮存

  本次工程统一使用上海铁力路改造的铣刨料,以保证rap材料与乳化沥青配方的一致的适应性。将rap材料运至拌和厂,集中破碎和筛分。根据铣刨料的尺寸和冷再生沥青混合料的级配要求,设置了5mm,20mm和30mm三道筛网,将铣刨料分成5mm以下的细集料部分及5~20mm和20~31.5mm的部分。为了充分利用铣刨料,配置了破碎设备,主要是对30mm以上大颗粒部分进行再次破碎继续利用了。

  由于在rap自重和高温的作用下,rap材料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒,因此rap料堆的高度不能太高,机械设备也不得在料堆上停留或行走。可协调好破碎筛分设备和拌和设备的生产速度,使rap料堆的高度减至最小。

  3.2 上料系统

  利用现有一套qlb-4000型沥青搅拌站的上料系统,包括料仓系统,4个冷料仓、再生料料仓及上料系统,水泥罐、矿粉罐,同时增加了乳化沥青罐和注水系统。整个计量系统采用了比较精确的称重控制,水泥、矿粉:0-6%±0.2%乳化沥青:1-6%±0.25%,水:1-4%±0.2%。同时间歇式厂拌的拌和楼不设置筛分板,因此rap和新集料的用量就由冷料仓进料速度来控制。

  3.3 拌合系统

  开始搅拌前,应检查场内各处集料的含水量,计算当天的施工配合比,然后将rap、乳化沥青(水泥)、水按比例投放到拌和锅中拌和。由于乳化沥青的拌合工艺的化学要求,预湿水应该均匀的分布在集料表面以免乳化沥青提前破乳,通过实际调整冷再生混合料拌缸投料、干拌和预拌水拌合时间为15秒。

  乳化沥青混合料若过度拌和,则粗集料表面的乳化沥青容易剥落下来,而且过度拌和可导致乳化沥青提前破乳,使混合料劲度过大;而拌和不充分则可导致集料不能充分地被乳化沥青裹附。混合料拌和时集料可能无法完全均匀地被乳化沥青裹附,而且也没有必要延长拌和时间来提高沥青的裹附程度。因为在混合料的摊铺、碾压过程中,沥青可进一步进裹附集料。因此根据实际拌缸的功效实测调整乳化沥青拌合时间为6秒。

4、间歇式厂拌乳化沥青冷再生施工工艺要求

  4.1 混合料的运输

  运输车辆在开工前,要检验其完好情况,装料前应将车厢清洗干净,并在车厢内均匀撒布隔离剂防止沥青混合料粘黏。运输车辆数量一定要满足拌和出料与摊铺需要,并略有富余,并尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应覆盖,减少水分损失。如运输车辆中途出现故障,必须立即以最短时间排除;当车内混合料超过乳化沥青最长工作性时间要求,必须予以废弃。

  4.2 摊铺、碾压

  传统的摊铺机即可摊铺间歇式厂拌再生的混合料,混合料中适度的水分可防止熨平板下的混合料发生“撕裂”、“脱空”等现象,熨平板不必预热,以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。摊铺机应缓慢、均匀连续不断地摊铺,不得随意变换速度或者中途停顿。摊铺速度宜控制在2~4m/min的范围内。当发现摊铺后的混合料出现明显离析、波浪、裂缝、拖痕时应分析原因,予以消除。冷厂拌再生混合料层摊铺厚度为100mm(为压实后的厚度),根据试铺试验段对碾压组合进行验证确定了松铺系数为1.30。

  根据再生层厚度、压实度等的需要,配备足够数量、吨位的钢轮压路机、轮胎压路机,按照试验段确定的压实工艺进行碾压,保证压实后的再生层符合压实度和平速度的要求,根据以往类似工程的经验,建议冷厂拌再生混合料的压实用钢轮压路机和轮胎压路机,冷再生混合料的碾压应在摊铺后1小时内完成。冷厂拌再生混合料常是“蓬松”状,因此需要增大松铺厚试以保证压实厚度满足要求。混合料中的含水量对压实至关重要,合适的水分适量可润滑集料,有助于压实。但过度的水分会导致混合料密度低,且水分会长时间的滞留在结构层中。混合料中过度的水分使摊铺后的混合料的养生期间延长。并且严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上调头或急刹车。

  4.3 养生及开放交通

  冷再生层在加铺上层结构前必须进行养生,一般在碾压完成3d~7d后再继续上层施工。当满足再生层可以取出完整芯样或再生层含水率低于2%任何一个条件时可提前结束养生。养生期应限制重型车辆通行,行车速度控制在40km/h以内,并严禁车辆在再生层上调头和急刹车。

  4.4 施工接缝的处理

  1)横缝处理:横向接缝采用平接缝,摊铺碾压成斜坡,下次施工时用人工刨除,用3m直尺纵横两个方向检测,直到找出满意断面时为止,作为最终接缝断面,人工切缝。在端部涂刷适量粘层沥青,接着摊铺,并注意调置熨平板的高度,为碾压留出充分的预留量,横向接缝的碾压先用双钢轮压路机进行横向碾压,碾压时压路机应位于已压实的混合料层上,伸入所铺层的宽度为15cm,然后每压一遍向所铺混合料移动1520cm,直至全部在所铺层上为止,再改为纵向碾压。

  2) 纵缝处理:第一幅铺完后,用3m直尺横向检测,采用铣刨机将已铺混合料铣刨破除10cm左右, 涂抹乳化沥青后摊铺第二幅,碾压时钢轮压路机先纵向跨缝碾压,第一遍时,钢轮一半压在已完的路面上,一半压在新铺的一侧,以后每压一遍向新铺的一侧延伸15~20厘米,直至全部碾轮压在新铺的一侧,改为错1/3轮碾压。

  5、冷再生混合料性能评价

  5.1 混合料性能评价

  2012年9月30日在上海s6公路k1+615-k1+710的南半幅进行冷再生混合料试验路段施工,于10月 8日现场取出完整芯样。共生产、摊铺、碾压两个批次的乳化沥青冷再生混合料。

  根据拌和楼实验室取样验证结果来看,生产级配符合设计要求,混合料性能完全达到《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008要求,其中具体数值符合或优于冷再生混合料设计报告。

  5.2 现场压实性能评价

  乳化沥青冷再生路面的压实度是非常重要的质量指标,冷再生施工过程中,需要对碾压刚结束的工作面进行检测。《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008表8.8.2中对施工过程中压实度进行的规定,但根据以往工程经验和本项目的科研要求,采用了pqi无核密实度方法压实度检测方法的适用性做了一些新的探讨。通过取芯点与实际的芯样密度对比,无核密度仪的检测数据结果与芯样的实际压实度测试结果有着良好的吻合性。

  6、结语

  乳化沥青冷再生作为新技术、新材料、新工艺引进到上海高速公路的建设,是一个非常好的尝试。利用乳化沥青冷再生柔性结构层组成的路面结构,具有刚度较小、抗弯拉强度较低,主要靠路面材料的抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面特点也符合现代高速公路长寿命路面结构的发展方向。目前,我国早期修建的高等级公路纷纷进入大修阶段,其中许多公路出现的半刚性基层的病害问题需要修复。乳化沥青冷再生作为广泛使用的柔性基层材料,能很好地解决路面结构承载力与防止反射裂缝的矛盾问题,而通过对现有间歇式热拌沥青的拌和楼改造进行乳化沥青冷再生生产混合料完全符合施工及规范的要求,并且改造工艺简单非常适合于场地限制的市政拌和楼,其应用前景将十分广泛。
这个家伙什么也没有留下。。。

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