旧路面材料（通用9篇）
旧路面材料 篇1
路面旧灰土基层材料再生利用, 是把受到破损已不能满足行车要求的旧灰土基层材料经开挖破碎后, 在原旧灰土基层材料中掺人一定剂量的活性材料或少量的外掺剂和部分新的加固材料, 经重新拌和碾压成型, 使之成为新的路面结构层。
1 旧灰土材料中剩余活性含量测定
旧灰土材料剩余活性含量的多少与旧灰土材料的配合比、原石灰材料的质量和原土料的性质以及旧灰土结构层的使用年限等因素有关。通过EDTA分析法和钙电极分析法测定新、旧石灰土剩余活性含量的对比试验见表1。
注:旧灰土材料是使用10年后的石灰土路面基层, 新灰土材料是室内试验配制的石灰土材料。
为了验证对比试验结果的可靠性, 在对比试验的基础上, 又在室内和现场进行了验证试验, 验证试验结果见表2。
由表2验证试验结果看来, 在旧灰土材料中掺加8%石灰的再生灰土强度和钙电值都与新灰土 (10:90) 的相应试验结果相当。试验结果表明:旧灰土材料中的剩余活性含量相当于新灰土中的2%石灰剂量, 这一结论与对比试验结果完全一致。
2 旧灰土材料再生利用方案
2.1 旧灰土材料全部利用
在旧灰土材料中掺入适量的石灰, 掺入量的确定与旧灰土材料的剩余活性和掺入材料的质量有关, 在使用时通过组成设计试验确定。
2.2 粒状旧灰土材料再生利用
把旧灰土材料中难以破碎的粒状材料作为骨料掺入各种再生灰土中, 可以不同程度地提高再生灰土的强度。在旧泥结碎石路面改造工程中采用旧灰土再生利用技术, 就是把受到破损已不能满足行车要求的旧灰土基层材料开挖破碎后, 充分利用原有旧灰土剩余活性, 再掺入一定剂量的石灰, 重新拌和, 碾压成型, 使之成为新的路面结构层。
3 结语
把旧灰土材料作为改建道路的部分路用材料, 充分利用它的剩余活性, 减少新掺加活性材料数量, 可节约25%~30%的工程投资, 实现节约资源、降低工程造价的目的。
摘要：在理论分析和室内试验研究的基础上, 通过路试铺筑观测验证, 提出了旧灰土材料再生利用的机理、旧灰土材料剩余活性含量测试方法、旧灰土材料再生利用方案和旧灰土材料再生利用施工工艺。吉林油田油区内很多具有灰土路面基层的旧砂石路需要改造, 旧灰土材料再生利用与使用新建灰土层相比, 可节约25%～30%的工程投资, 降低了工程造价。
关键词：旧灰土材料,再生利用,剩余活性,路面基层
旧路面材料 篇2
通过对大修工程中旧沥青路面冷再生基层设计方法、施工过程、质量评定等的`探讨,寻求一种合理利用资源、节约资金、保护环境、改造旧路的新途径.
作 者：贾维杰 JIA Wei-jie 作者单位：唐山市玉田县交通局,河北,玉田,064100 刊 名：内蒙古公路与运输 英文刊名：HIGHWAYS & TRANSPORTATION IN INNER MONGOLIA 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U416.217 U418.8 关键词：旧沥青路面 冷再生技术 质量评定 经济分析 应用
旧路面材料 篇3
目前,我国许多高等级公路沥青路面的使用寿命即将达到或超过了设计使用年限,急需大修或改建、扩建。大量翻挖、铣刨的沥青混合料如果被废弃,不仅会造成环境污染,而且是一种极大的资源浪费。为了使有限资金发挥最大的效益,对旧沥青路面材料进行再生利用不仅可节约沥青和砂、石材料,取得直接的经济效益,而且能变废为宝,保护生态环境,取得直接的社会效益。因此旧沥青路面再生已成为我国公路建设研究的热点问题。在旧沥青路面再生中需要解决的问题主要有两个:一是旧沥青路面材料状况调查和评价,二是再生混合料配合比设计。本文着重研究旧沥青路面材料状况调查和评价。
2 旧沥青路面材料状况调查和评价
(1)收集相关工程技术资料,对旧沥青路面材料情况进行充分和全面了解。采用调研的方法或其他方式,从业主方、设计方和路面维修队伍等单位收集资料。收集的资料包括:①旧沥青路面结构型式,结构层厚度,结构层采用的沥青类型和沥青性能指标,结构层采用的石料类型和石料性能指标,结构层的沥青混合料配合比设计 、施工和竣工资料;②使用年限内进行修补的情况;③本次维修路面处治设计、路况调查和维修后预期达到的效果。以上这些对旧沥青路面材料的性能评价有一定参考作用。
(2)对旧沥青路面进行现场调查,确定旧沥青路面破坏状况、承载能力和各层材料的工程特性。可按照同一时间和同一标准修筑的路面分成不同的段落,也可将用于再生的沥青路面划分为相等长度的段落,分车道对旧沥青路面进行调查和检测。除了需要了解交通量等常规指标外,还应根据再生技术应用的需要观测其他项目:①破损调查时不仅需要调查病害的面积类型,更重要的是分析其病害程度;②对不同车道或不同路段进行损害程度调查与弯沉检测,同时用钻孔取芯方法检验路面内部情况,测得路面各结构层厚度、病害产生的原因及深度和沥青混合料的状况。
(3)采用机械方式或其它方法从工程现场或料堆随机获取足够数量有代表性的样品。
对取回样品进行性能检测。试验检测内容主要包括:①沥青含量;②回收沥青的物理性能指标(包括针入度、延度、软化点、粘度等)测试和化学组分;③回收集料的级配组成和物理性能指标(压碎值、洛杉矶磨耗损失、视密度、吸水率、与沥青的粘附性、细长扁平颗粒含量)测试。
(4)旧沥青路面材料性能评价。将现场调查和室内试验检测获得的试验数据进行统计分析;运用数理统计方法,对试验结果的各项指标,一般进行均值和均方差的计算,另外为了评价旧路某一指标的不均匀程度,还可进行差异显著性分析。
3 广佛高速公路旧沥青路面材料状况调查和评价
3.1 广佛路路面材料状况调查分析
从调查的情况不难发现:
(1)广佛高速公路的破坏主要为结构性破坏,出现了大面积的龟裂、网裂、沉陷等病害;
(2)路面质量差异性大,且车道间的差异性大,加宽部分施工时间较晚,沥青老化程度应该比较低,沥青回收利用率高,更具备回收价值;
(3)旧沥青路面材料是一种规格不很稳定的材料,从旧路上得到的沥青混合料,包括了初建的路面材料、修补所用的材料、裂隙的填缝材料以及其它养护所用的材料。
3.2 检测结果统计
结合调查结果和本文提及评价内容与方法,进行路段取样和试验检测,并对试验数据进行统计分析。表1为沥青含量、集料级配和针入度的统计结果,表2为超车道、主1、主2车道分段落的统计结果,表3为沥青含量车道间差异性分析,表4为段落间0.075mm筛孔通过率差异性分析,表5为回收旧料中粗集料的质量检验结果,表6为旧沥青物理性能检测结果。
3.3 统计结果分析
(1)沥青含量。
从试验数据可以看出:①广佛高速公路1989年施工的部位(超车道、主1、主2车道)沥青含量数据离散性大,而1997年加宽扩建的主3车道数据离散性减少。数据离散性与原有路面的施工水平有关。②同一时期修筑的路面沥青用量间的差异性很小,而扩建部分与1989年施工部分则有明显的差异性。③不同的车道间存在着差异,这与不同时期、不同结构部位有关,路面再生时应考虑到这一差异性。
(2)集料级配。
从试验数据可以看出:①广佛高速公路旧路级配离散性大。②0.075mm以下的粉料较多。③级配特别是粉料部分的不同路段差异性大,不同段落间的差异性可能是由于施工单位不同,或者使用材料的不同引起的。
(3)集料的物理性能。
试验结果除针片状含量偏大外,均满足要求。
(4)沥青针入度。
从试验数据可以看出:全线的老化程度差别很大,其表现在针入度波动范围大,而且各车道差异性也很大。 广佛高速公路路面质量差异性很大,这与实际反映的路况是一致的:针入度大的地方及1998年加铺的主3车道破损较轻;路面破坏较明显的地方针入度小,如面层松散、裂缝、坑槽(洞)等附近。
(5)旧沥青的性能。
沥青老化之后性能上表现为针入度降低、延度减小、粘度增大;在使用性能上表现为由软变硬;在组分上表现为各组分之间配伍的失调,胶质和沥青质增多,油分减少。
3.4 广佛路路面材料评价
(1)旧沥青路面材料的可回收性。
旧沥青混合料是由砂石与沥青材料所组成,本身即具有可回收性;路面材料与普通砂石料相比,只是级配发生改变而强度等物理性能基本一致;沥青老化的原因主要是:沥青分子的氧化、缩合和轻质油分的挥发,由于沥青分子结构的复杂,在实际应用时比较在乎其物理性能,即变硬可视为和很硬的新沥青相同,因此,可针对需求,添加较软的沥青(或再生剂)调制。
注:NS表示没有差异显著性;*号越多,表示车道间的差异性越大。分析中假设试验数据呈正态分布。
(2)厂拌热再生的适用性。
厂拌热再生是把路面的回收旧料铣刨取回到拌和楼后,通过适当的处理,加入新沥青、再生剂和新集料后,重新拌和生产出再生沥青混合料,再摊铺到原路或其它道路中。因为厂拌热再生可以选择用于回收再生的旧料,可以调整旧料的使用比例,可以生产多种配合比的再生沥青混合料,所以厂拌热再生具有很强的适应性。
(3)广佛路旧沥青混合料评价及存在问题。
从统计的结果看,沥青含量、级配筛分及针入度数据的离散性都比较大,这符合旧路的实际情况。针入度的离散性最大,但是它的离散性同试验误差本身也有一定关系。从沥青含量的统计结果看,其平均值比较大,旧料中沥青含量大可以减少再生时新加沥青的比例,从而节约了成本。但是另一方面也可能成为再生沥青混合料设计的制约因素,特别是旧沥青老化严重时,为了使再生后沥青较软,只能限制旧料的掺配比例。从筛分试验的统计结果看,粉料的比例偏高,也不利于配合比设计。从针入度统计表看,针入度主要在20～40(0.1mm)的范围内,美国的经验是旧沥青的针入度在15(0.1mm)以上就具备再生价值,所以对广佛旧路进行再生是可行的。从差异性分析结果看,不同段落间、车道间存在着差异,通过适当的分段处理来减少其离散性。从以上分析可见,要对广佛旧路进行厂拌热再生需要解决的技术问题,是旧料沥青含量、沥青针入度、级配离散性的问题以及旧料中细、粉料偏多、沥青含量偏大的问题。旧料骨料方面是针片状含量偏大。
4 结语
目前我国进入大修期的高速公路多为早期修建的道路,受施工水平限制,再加上旧路经多次修补,以上问题具有相当的普遍性。根据国外的资料,普遍应用沥青再生技术的发达国家也高度重视旧沥青混合料离散性大的问题。但只要进行科学系统的检测和统计分析,制定和实施针对性措施,可以确保再生混合料的质量不低于全新料普通沥青混合料的质量指标。工程质量的保证有赖于对旧路面材料性质的正确了解。所以,在沥青路面再生中,对旧沥青路面材料进行研究是解决再生的关键。选择适当的取样和统计分析方法,对旧路面材料的状况进行调查和评价,可为再生方法的选择及旧沥青路面材料回收、预处理、回收料堆管理提供依据。
参考文献
[1]杨平.沥青路面厂拌热再生利用研究[D].长沙理工大学,2005.
水泥混凝土旧路面拆除施工方案1 篇4
工程名称：宜昌市北苑路市政工程 工程地址：宜昌高新区北苑路 工程造价：365.72万元
合同工期：2015年7月～2015年10月，共90历天。施工单位：宜昌建林园林工程有限公司
本子单位工程是针对人行道及混凝土道路全部拆除重建。拆除水泥混凝土路面总体施工方案是采用风钻机把路面大致破裂后再用挖机或者推土机清除的方法对路面上的碎裂混凝土进行清理。
二、施工准备
机械配备为：挖掘钻机1台，挖机台，推土机1台，15T运输车2台。
人员配备为：现场总工一名，现场施工员一名，测量员一名，安全员两名，工人两名。
三、施工步骤
1、拆除人行道、停车位路面，均应测定好设计标高，中桩定位，由测量员计算好现有高程与设计标高拆除高差。
2、根据计算好的高差应在各桩号上标注好。
3、根据现场情况，组织施工，正常情况下，先用风钻机队老路面实施点对点的打孔成缝，使之开裂。
4、组织挖掘机，装载车对拆除后的老路面成块废渣进行集中
清除，运至指定弃土场。
5、对老路面下能够用于填筑的土石料可取样送检，可用作填筑料，运至填方区填筑。
6、对根据设计标高形成的新路基应复测，复测后，对新路基表层30cm内应复松，采用路基分层填筑的碾压方案进行碾压并调平标高。
四、安全工作措施
为保证施工路段能够安全有序地进行施工，采取半幅施工半幅通车有力保障措施：
1．采用警示带与路墩进行围护，距离施工路段两头150米、50米处设置醒目交通安全警示牌，“施工路段，车辆慢行”，场内设置“施工重地，闲人免入”；施工现场范围杜绝有围观村民或是停留的社会人员，保障现场绝对安全的施工环境。
2．施工路段前后各一名专职安全员，中间施工员负责现场安全，通讯指挥用步话机联系，前后加强沟通，对现场的弃土运输车辆及过往车辆人员进行有效引导，避免单线通行塞车情况。
3．采取压缩场地的方式，运输车辆紧跟挖掘机步骤，前挖后装，弃物一并运输到指定弃土场，路段两旁如有大块石头，应该集中堆放，不占用通车路段。
4、对于路边店铺采用警示带与路墩进行围护。在几个店铺质检设立个出口，以便店铺居民出入。
5、旧路面挖除的地段应立即恢复好地面的平整，并做好适当
压实工作；有必要的地段修筑好道路两旁的排水，防止路面被冲刷影响通行安全。
6、加强路面施工期的安全宣传，加强安全教育，对过往司机、人员及时提醒。
五、文明施工
1、路段保护所有清除的废土用加遮盖物的运输车运至指定弃土场，沿线不得将任何废土倒至其路旁和其它不允许的地方，注意保证老路拆除后的路面正常通行。
2、废弃物场应规整几何样式，禁止随意堆砌，有必要进行合理绿化，护砌；保证不造成任何水土流失和杜绝污染自然环境事件的发生。
3、在车辆运输过程中应使用遮盖物，配备好洒水车，运输道路经常保持湿润，避免尘土飞扬造成村民生活环境受污染；构建施工环境、自然环境、社会环境和谐一体化。
4、场容整洁
4.1.我司应始终保持工作区域的整洁、干净以及符合安全要求，并将由于我司施工而产生的垃圾废物从工地及其近旁清除并恰当的丢弃。废弃材料或者剩余的材料不应暴露在现场，不允许在现场进行垃圾焚化；
4.2.我司有责任根据当地的规定对垃圾进行处理；
4.3.工程结束后，我司应立刻将未用的材料退场，并将设备、材料、脚手架等从工地上运走，使工地与附近清洁、安全，可以随时使用；
4.4.我司应设立洗车区以保证离开现场的车辆不在邻近的道路上漏洒泥浆和垃圾。道路须随时保持洁净，达到政府部门和监理工程师满意的标准。
5、尘土控制
按照发包人的规定，在合同执行期间我司应保持所有的挖土、筑堤、运材通道、工场、废物丢弃点、借用区域以及其他所有区域没有尘土。允许采取适当的用于相应区域且获得行业公认的尘土控制方法，如洒水、化学处理、沥青处理等。对于尘土控制不另行付费。
6、文明施工
1)我司应自费采取应有的措施，营造一个良好的施工环境，满足“珠海市建设工程文明施工标准”“关于加强建设工程安全文明施工管理的若干规定”；在整个施工过程中对我司采取的文明施工措施，业主和监理工程师有权监督，并向我司提出整改要求。如果由于我司未能对其负责的上述事项采取各种必要的措施而导致或发生与此有关的罚款、索赔、损失补偿、诉讼费用及其他一切责任应由我司负责。
2)文物古迹保护
在工程现场发掘的所有的文物、古迹以及具有地质研究或考古价值的其他遗迹、化石、钱币或物品，均应属于国家财产。我司一旦发现这类物品时，应采取一切必要的措施保护现场，防止其工人或其他任何人员移动或损坏任何该类物品，并且立即将此发现同知监理工程师，抄报业主，并执行关于处理此事的指令。如果由于这样的指令使我司工期受到拖延或增加费用，则经业主协调后确定：
3)完工后现场清理
通过竣工验收，办理了移交证书后，我司应立即清除不用的设备，多余的材料、垃圾以及各种临时设施，保持现场整洁，恢复绿化。但
我司有权在现场保留他为缺陷责任期内履行其义务需要的材料、设备和临时设施。
4)料场和弃土场地
4.1)除别有规定，我司应承担并支付为本工程所需的砂、砾石、土或其它当地材料等发生的一切费用。并对取料后的料场作好环境处理。业主应协助我司办理料场租用手续及解决使用过程中的有关问题，所发费用由我司负责。
4.2)我司应按环保要求对弃土场地作好处理，其费用已包括在承包价内。
六、环境保护措施
（一）环境保护
1、环境保护
工地应落实门前三包环境保洁责任制，不得在门前外侧公用场地堆放材料、余泥、垃圾等。临时占用人行道及道路，必须严格执行申报审批的规定。在经批准占用的区域，必须严格按照批准占用的范围、占用期限及使用性质堆放建筑材料或机具设备。
（1）、污水的处理和排放。临建场地内应设沉淀池和冲洗地，并做到：所有的生活或其它污水必须分别处理后方可经排水渠排入市政排水管网或河流。
（2）、施工产生的泥土泥浆，未经沉淀不得排入市政排水管网或河流。泥土应使用封闭的专用车辆进行运输。
（3）、施工单位在施工中有责任确保城市公共设施的安全，妥善保护各类地下管线。施工中应指定专人检查保护措施的可靠性。不明
管线应先探明，不许蛮干。
2、粉尘控制
（1）、由于土方外运，要定期压实地面和洒水，减少灰尘对周围环境的污染。
（2）、禁止在施工现场烧有毒、有害和有恶臭气味的物质。（3）、装卸有粉尘的材料时，应洒水湿润和在仓库内进行。（4）、严禁向建筑物外抛掷垃圾。
3、余泥渣土排放措施
对于余泥、渣土等固体废弃物，应集中处理，不随意弃置。力争当天清理当天运输，保持场内清洁，余泥、渣土严格按当地有关规定运至指定的地点。
4、水的保护及防止水污染措施
（1）、工程废水和生活污水不排放入农田、耕地。
（2）、施工人员的生活污水、生活垃圾应集中处理，不得直接排入附近的水体造成污染。在各施工临设生活区配设沉淀池、废水处理池。生活废水经过处理后，再排到场外。
（3）、沿线施工期间，在现场设置沉淀池，经过有关处理符合要求后，才排出场外。
（4）、清洗集料的用水或含有沉淀物的水在排放前进行过滤、沉淀或采用其它方法处理，确保沉淀物含量不大于施工前河流中所达到 的含量。
（5）、施工期间，施工废料如水泥、油料、化学品堆放，进行严格管理，防止雨季物料随雨水径流排入地表及相应的水域，造成污染。
（6）、施工时，机械废液用容器收集，不随意乱倒。防止机械严重漏油，施工机械运转中产生的油污水及维修施工机械时油污水不经处理不得直接排放。
（7）、施工中加强对路基填土的保护，防止填土被雨水或其它地面水冲刷，流入农田、鱼塘、河流等。
（二）运输车辆
1、工地汽车出入口均应设置冲洗槽，用水枪将外出的汽车冲洗干净，确认不会对外部环境产生污染后，方可让车辆出门。
2、装运建筑材料、土石方、建筑垃圾及工程弃土的车辆，应采取有效措施，保证行驶途中不污染道路和环境。
（三）噪音控制
施工单位应采取措施降低噪音。如建设作业的噪音可能超过建筑施工现场的噪音限值时，施工单位应在开工前向建设行政主管部门和环保部门申报，核准后方能开工。
（四）沿线附近建筑物和财产的保护
1、工过程中，我项目部将采取有效措施，加强对沿线附近的建
筑物、栅栏、道路、庄稼、树木及花草等财产的保护。未经监理工程师批准，不得拆毁移动。在开沟、挖方及拆除原有建筑物等作业中，及时采取支撑或安设支架等措施，避免影响工程附近建筑物及财产的安全。，全年台风频率高。因此必须做好相应的施工防护措施。
旧路面材料 篇5
在旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土路面是改善其使用性能和提高其承载能力的一种常用措施。但是,到目前为止,无论是我国柔性路面设计规范,还是公路养护技术规范均未提出沥青混合料加铺的设计方法。在80年代末期开始修建的水泥混凝土路面,由于设计、施工和重载(超载)交通等原因,已陆续进入大中修维修期。因此,在旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土路面所需解决的问题:旧路状况评价、加铺层反射机理分析、原有结构物的加固改善、防反射裂缝新材料的使用、使用寿命预估及施工工艺等,已成为迫切需要解决的问题。
2 旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面需解决的核心问题
加铺层的受力特征与新建道路比较,本身区别在于加铺前的旧路面上存在裂缝,在交通荷载与温度荷载的重复作用下,这些裂缝不可避免地要引起加铺层底面对应位置的应力集中,且应力集中程度将随裂缝宽度及加铺层厚度而变化。从而使得应力集中部位会因过大的竖向剪应力与拉应力而首先开裂,然后,缓慢地向上扩展而导致加铺层结构的破坏。因此,防止反射裂缝竖向荷载是旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土需要解决的核心问题。
3 加铺前要做的技术性工作
(1)对旧水泥混凝土路面的评价:路面破损率,平整度,摩擦系数,弯沉测量结果及弯沉变化。
(2)FWD测度结果对旧混凝土路面结构评定:传荷能力,承载能力,反算弹模等。
(3)路面需要对旧水泥路面板厚评定。
(4)刚性路面下基础脱空状况评定与分析。
4 高速公路路面加铺解决方案
4.1 主要破坏形式
在对旧水泥混凝土路面处理好的基础上(弯沉与弯沉差检测),主要破坏形式:
(1)面层的反射开裂;
(2)层间界面的剪切破坏;
(3)过大车辙变形。
4.2 防治反射裂缝的方法
(1)改善加铺层组成设计:加厚沥青表面层,采用改性沥青等;
(2)在开裂路面与加铺之间加铺能吸收和消散裂缝尖端应力、应变的中间层:STRATA应力吸收层,土工合成材料等;
(3)两种方法综合使用。
4.3 路面结构及采取防反射裂缝的措施(新材料的使用)
武黄公路作为湖北省高速公路旧路改造首次加铺沥青路面,全线是一个大的试验场,全线70km共采用了21种不同配合比的沥青混合料,17种沥青路面加铺结构组合。
(1)玻纤格栅
铺设玻纤格栅是国内应用最普遍的防治反射裂缝的措施。玻纤格栅抗拉强度较高,具有较好的伸长率,但不能解决防水问题,因此需要与防水层结合使用。此种设计能有效的消解温缩应力,并能提供路面很好的抗车辙能力,但格栅无法有效抵抗行车荷载在接缝处产生的竖向剪力,只有依靠罩面层承担,因此,应用格栅段应结合使用改性沥青混合料罩面层。施工性能方面,常温(20～30℃)时格栅有较好的施工性能,但在低温(<20℃)和高温(>35℃)有问题,低温时不易与路面粘结,高温时易被摊铺机卷走。
(2)聚脂长丝单面烧毛土工布
土工布抗拉强度相对较低,延伸率高,其综合性能较好,既能防反射裂缝,浸渍沥青后又能形成一个理想的防渗层,是目前国内最常用的处理措施,但对旧水泥混凝土板处理要求较高。
(3)沥青混合料类应力吸收层—STRATA系统
武黄高速公路采用的科氏沥青材料公司开发的STRATA系统是专为减少水泥板的反射裂缝而设计的沥青混合料路面结构。其中防反射裂缝吸收层是一种高弹性、不渗透的热拌和沥青混合料层,这一应力吸收层的级配和采用的沥青使得延缓反射裂缝的设计思想得以实现。改善后的应力吸收层在抗疲劳方面得到明显提高,见图1。
STRATA防反射裂缝应力吸收层混合料采用体积设计方法,采用疲劳试验(BEAM)验证其防反射裂缝能力,采用HVEEM试验验证混合料承受车载应力能力。主要设计指标见表1。
反射裂缝吸收层可以用传统的摊铺机和压路机直接摊铺在水泥混凝土路面上,施工方便。相同罩面厚度及水泥板处治情况下,该技术在防反射裂缝性能方面具有明显优势,武黄高速公路试验路观测的裂缝、车辙数据见表2～表3。
根据裂缝取芯情况分析,加铺STRATA应力吸收层的沥青中、上面层开裂,而STRATA应力吸收层未开裂。但满铺、缝铺玻纤格栅的对比段,裂纹均沿原混凝土板缝反射上来。通过路面取芯情况来看,铺筑STRATA系统的沥青混凝土其STRATA层与原混凝土板粘结非常好,而满铺、缝铺玻纤格栅的沥青混凝土与原混凝土板粘结情况很差。另外,所有裂缝产生与原混凝土板下压浆等综合处治不彻底也有直接关系。
STRATA试验路段路面结构为2.5cm应力吸收层加上8cm沥青混凝土(见图2),由于原混凝土路面经过多年营运,混凝土板块之间高低不平,局部导致STRATA层上沥青混凝土厚度仅有6～7cm,这是出现一些车辙的原因之一。
由于STRATA应力吸收层空隙率小,沥青含量高,在消减应力的同时,形成一道封水层,防止水对路基的侵害。但过小的空隙率也抑制了水泥板内气体或地下腐植土产生气体的挥发,在高温时会在行车荷载作用下形成气泡,虽然及时扎破后不会造成路面破坏,但设计、施工过程仍需考虑这一因素,尽量少用天然砂,防止空隙率过小。
(4)沥青路面结构示意图(见图3)
(5)STRATR与土工合成材料性能比较
众所周知,若想彻底解决水泥板反射裂缝问题,最有效的方法为将其破碎为30×30cm以下的小块后整平、压实,再在上面铺筑沥青面层。但这种方案施工期长、造价高、对结构物影响大。本文前述的三个方案都是建立在利用水泥板剩余寿命的基础上,通过对水泥板的综合处治,使其达到适宜的承载能力后实施沥青罩面。前述的三个方案中,格栅具有最好的抗拉强度,改性沥青应力吸收层次之,烧毛土工布最小。防水性能方面改性沥青应力吸收层最好,烧毛土工布方案次之,格栅防水性能最差。见表4列述各罩面方案性能比较。
5 高速公路路面综合处治解决方案
5.1 为什么要进行旧水泥路面的综合处治
水泥混凝土路面长期使用过程中,不可避免的出现各种病害。通常将其划分为结构性破坏和非结构性破坏。非结构性破坏如表面磨光、露骨、剥落、麻面等对加铺沥青混凝土面层的质量及长期使用性能影响不大,而结构性破坏的病害如错台、脱空、裂缝、唧泥等则对沥青加铺层质量和使用性能产生直接影响,在加铺面层对应于旧路面板接、裂缝的位置上出现反射裂缝。加铺层中反射裂缝的出现是必然现象,只是迟早问题。当旧路面板缝间传递荷载能力很差时,裂缝的反射速度加快,采用任何处理措施防治反射裂缝都显得无能为力,当摊铺厚度最小10cm时,一年时间内就会出现反射裂缝。因此,旧水泥混凝土路面的综合处治对加铺沥青面层成败至关重要。
大量工程实践认为,加铺沥青层后,水泥板接缝处的裂缝反射速度与原有旧水泥板缝处的承载力相关,即在行车荷载作用下,传递到水泥板顶面的应力致使水泥板的变形大小是影响裂缝反射速度主要因素,当原水泥板接缝处承载力一定,则沥青罩面层越厚,传递到水泥板顶面的应力越小,水泥板变形小,沥青罩面层产生应变小,裂缝反射速度越慢。
5.2 处理方法
加铺沥青路面综合处治的原则是围绕对原路面结构及路基等已丧失了承载能力的恢复而进行。以旧水泥混凝土板的单点实测弯沉值和板缝间实测弯沉差控制水泥混凝土的处治水平,灌浆后两相邻板间实测弯沉差控制在0.06mm以内。
(1)单点实测弯沉值Lr≤14,不予处理;
(2)单点实测弯沉值14<Lr≤40,钻孔压浆处理;
(3)单点实测弯沉值Lr>40,整块板破碎,处理基层,新浇混凝土板块。
对旧水泥混凝土板表面剥落、麻面、坑槽及新板浮浆等的处理,要根据不同的沥青路面加铺结构及新材料的使用要求的需要来分别处理。
6 有关旧水泥混凝土加铺沥青路面的几点思考
6.1 STRATA应力吸收层与土工布合成材料的问题。
水泥路面病害千差万别,虽然加铺沥青层前都会进行综合处治,但接缝处的绝对弯沉值和弯沉差相差各异,想达到使用耐久、服务性能优良的标准,需要在设计时综合考虑,充分发挥各种材料优势。由表4可知,STRATA应力吸收层各项性能优异,唯抗车辙性能差,需在罩面层设计时充分考虑STRATA系统的最小厚度。而格栅、土工布单独使用时都有明显缺陷,设计时将二者综合使用,发挥土工布防水性能、格栅抗拉性能,两层中间铺筑沥青混合料,罩面层最好采用改性沥青,会得到很好效果。
6.2 有关沥青路面加铺层的几点控制因素
(1)加铺10～12cm左右,旧混凝土板仍然是主要受力结构层,它的残余拉应力是多少,确定其非常关键。
(2)全厚度沥青路面设计,混凝土板基本不是主要受力结构层。何谓全厚度要经过计算分析,原则是旧混凝土板基本不受力,可认为是基层。经验估计:厚度≥15cm为全厚度。
(3)加铺时,应该关心的是改性沥青的防反射裂缝能力,而不是抗车辙能力;最好用双层改性沥青来作加铺,比较薄的加铺厚度来做沥青加铺;改性沥青抗裂能力是普通沥青的5～6倍。
(4)控制原材料:尤其是沥青和石料的质量,沥青材料重点是做好施工过程中的快速检测;石料要做到级配稳定,材质良好,加工方法先进。
(5)沥青层与旧水泥混凝土面板、沥青层之间连接界面问题是大问题(土工布和玻纤格栅虽然具有较好的防裂效果,但其与原水泥混凝土路面或调平层上若施工不当,极易形成夹层而造成推移)。
(6)沥青路面结构中面层混合料选择问题。
事实证明,沥青混凝土路面车辙多产生于中面层,故中面层应选用整体性强的Saperpave法设计的混合料(Saper19),而目前普遍采用AC-20Ⅰ沥青混合料(特别对重载、超载普遍的高速公路)。
(7)土工布采用的浸渍沥青,应使用改性沥青,使其与土工布一起形成一种应力吸收模,充分发挥改性沥青的防裂功能。
(8)沥青混合料的质量控制:及时进行沥青混合料的验证试验,通过反复进行验证而确定混合料的最佳级配,施工过程中加强抽提检测,保证级配稳定、油石比适当。
(9)在经济条件允许的情况,可在上面层的沥青混合料中掺加适量的聚脂纤维和抗剥落剂,以提高面层的抗车辙性能,同时可以有效地提高抗水损害,防止早期破坏的性能。
(10)STRATA在应用过程中可以选用两种铺设方法,其一是将STRATA铺在旧混凝土板上,其二是将STRATA铺在调平层上(AC-10I)。将STRATA铺于混凝土板上是为了发挥STRATA应力吸收层与混凝土板极好的粘结性能,但在施工过程中和通车后在高温季节时局部路段产生了气泡(由于空隙率过小,而且STRATA直接铺于混凝土板上其厚度2.5cm难以均匀地保证(由于旧板的平整度过差),使STRATA的受力性能不均匀。STRATA铺在调平层上的厚度基本一致,可以保证受力均匀,而且AC-10I具有一定的空隙率可以使气体排出,不会产生气泡。但AC-10I铺在STRATA下面不能作为结构层使结构层厚度减少了2.5cm,而且AC-10I与混凝土板的粘结性不如STRATA。
经过综合研究分析:在平整度较好的路段将STRATA铺在混凝土板上的综合性能较好。但为了防止气泡的产生,可以将油石比由原来的10.1调整到9.6,设计空隙率由1.0%调整为2.0%,基本解决了气泡问题。
摘要：介绍了武黄公路水泥混凝土路面加铺沥青路面的施工方案以及沥青混合料类应力吸收层-STRATA系统。
旧水泥路面状况评定 篇6
在对已经到使用年限的旧水泥混凝土路面进行改造之前, 需要对其各种性能作出正确评定, 并以此作为对旧水泥路面维修或者加铺改造的依据。
2 工程概况
上世纪90年代, 107国道衡山县K1766+000~K1768+100段完成了水泥混凝土路面改造建设, 路基宽12m, 路面宽9m, 时速60km。该路段的路面结构为:24cm厚C30水泥混凝土路面+1cm下封层+18cm5%水泥稳定砂砾+20cm4%水泥稳定砂砾。投入运营后3年内, 路况较好;随后逐年对破损处进行修补。进入本世纪, 随着交通量的不断增大和汽车载重量的不断增加, 该路段水泥混凝土路面病害蔓延迅速。
3 旧水泥路面状况评定
3.1 路面损坏状况评定
路面损坏状况是对路面结构完好程度和承载力的外观反映。根据破损模式的不同, 路面结构损坏类型可分为四大类:
(1) 裂缝或断裂类; (2) 竖向位移类; (3) 表面损坏类; (4) 接缝损坏类。
在旧水泥混凝土路面评定以前, 先对混凝土路面板的以上四类破损病害进行分类统计, 然后根据已统计的各类病害数据, 计算出断板率 (DBL) 、平均错台量等指标, 对该路段分段现场检测后评定。以100m长为一段, 人工徒步统计路面板的损坏类型及数量, 每500m汇总一次统计结果。根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001第5.2.1条规定, 采用路面状况指数 (PCI) 和断板率 (DBL) 两项指标评定路面破损状况。路面状况指数 (PCI) 和断板率 (DBL) 可划分为五个等级, 见表1。
⑴路面状况指数 (PCI)
目前一般按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 (JTJ073.1-2001) 的5.2.1条规定对调查路段的病害进行统计, 算出PCI值, 其计算式为:
式中i、j为病害种类和轻重程度。
mi———第i种病害的轻重程度等级数;
n———病害种类总数;
DPij———第i种病害的第j种轻重程度的单项扣分值, 它是病害密度Dij的函数;
Dij———第i种病害的第j种轻重程度的板块数占所调查路段的总板块数的比例;
Aij和Bij———系数, 可参考表2确定;
Wij———在同时出现多种病害情况时, 第i种病害的第j种轻重程度扣分值的修正权数, 可参考表3确定;
Rij———各单项扣分值占总扣分值的比例。
⑵断板率
根据调查出的断裂类病害的板块数, 按照各种断裂类型和轻重程度的不同, 乘以相应的修正权数后, 由式5计算出该路段的断板率 (DBL) , 以百分数为单位。
式中:
Wij———第i种裂缝病害, 第j种轻重程度的修正权数, 按表4确定;
DBij————第i种裂缝病害类型, 第j种轻重程度的板块数;
BS———所评定路段内的所有板块总数。
通过PCI和DBL两项指标, 利用衡山公路局2009年5月份对衡山县107国道K1766+000-K1768+100路段旧水泥混凝土路面病害的调查统计结果, 结合以上公式和参数分析计算得到该段路面的评价结果, 如表5。
⑶平均错台量
平均错台量是指所调查的接缝或裂缝两侧路面板端部出现竖向相对位移差的平均值。它是混凝土路面板整体性和承载能力的重要标志。评定标准见表6。
经统计, 所调查过的接缝或裂缝两侧路面板端部出现竖向相对位移差的平均值为8mm, 属于“次”等级。
3.2 路面承载力评定
采用弯沉法现场试验测定该路段的弯沉平均值为61.4mm, 属于“中等及以下水平”。根据交通荷载和预计交通需求调查, 该路段交通荷载等级为“重”级。采用钻孔抽芯法取样进行室内实验, 测出混凝土板的弯拉强度为4.52MPa, 低于5MPa, 达不到表7要求。
根据板底脱空和接缝传荷能力调查, 混凝土路面板的承载力属于“次”。根据以上四项混凝土板强度调查结果, 从总体上看, 该路段的混凝土板承载力达不到交通荷载“重”级要求。
3.3 路面行驶质量的评定
路面行驶质量直接影响到车辆行驶的舒适度、速度、油耗量、机械损伤等方面。路面平整度状况是路面的行车质量最直接的影响因素。按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 (JTJ073.1-2001) 的5.1.5条规定, 路面平整度的测定结果先通过试验建立关系曲线, 然后统一换算成国际平整度指标IRI。我国对于路面行驶质量主要采用行驶质量指数RQI进行评价 (见表8) , RQI以国际平整度指标IRI (10分制) 为基础, 两者关系为:RQI=10.5-0.75×IRI。国际平整度评价标准见表9。
本工程采用水准仪测定路面平整度, 以320m长为一段, 测点间距25cm, 判断每个测定值是否合格, 计算出其合格率为39%;平整度值为4.8mm, 超过了《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 (JTJ073.1-2001) 表3.2.1规定的3.5mm限值。计算出行驶质量指数RQI值为4.3, 属于“次”状态。
3.4 路面抗滑性能的评定
路面抗滑能力为路面提供的安全行车性能, 它常通过滑溜事故调查分析、路面外观调查以及路表抗滑特性测定等方法测定;通常采用测定路表抗滑特性方法。测量仪器多采用横向力系数 (SFC) 测定仪和摆式摩擦因素 (BPN) 仪。摆式摩擦测定仪测定时, 在评价路段取5个测点, 每个测点往返测4次, 取平均值。根据我国经验, 测定车速50公里/小时的SFC与BPN关系式为:
我国规范对采用横向力系数SFC和摆值BPN衡量路面抗滑能力的标准作了划分, 见表10。
对采用构造深度作为反映路面抗滑能力的指标, 《水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001第5.2.6条以抗滑值SRV或横向力抗滑系数SFC及构造深度两项指标作为路面抗滑能力的标准。并对其做了评定标准的划分, 见表11。
根据《水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001, 作者在衡山县107国道K1766+000~K1768+100段选择了5个测点采用摆式仪测定路面抗滑能力, 再通过式6换算, 得出SFC值, 见表12。
由表12得出整个路段的平均值为0.41, 根据表10, 该路段路面抗滑能力为“良”。
3.5 路面状况综合评定
目前, 我国对公路路面使用状况的综合评价以路面使用性能指数 (PQI) 来衡量。根据《公路技术状况评定标准》JTG H 20-2007第6.2.1的规定, PQI作为路面的综合评价指标, 其值用分项指标加权计算得出, 其值的范围为0~100。PQI的数值越大, 说明路况越好。其计算式为:
因107国道衡南段属于二级公路, WPCI、WRQI、WSRI值分别取为0.6、0.4、0。
PCI由式8及式9计算:
根据路面损坏状况调查结果, 由式8及式9计算出:PCI=52.99
RQI由式10计算:
将IRI=8.8m/km, a0=0.0185和a1=0.58代入式10得:RQI=24.72.
根据我国公路技术状况评定标准对路面综合评价指标PQI的划分, 见表13。可知该路面综合评价为“次”。
上述分析表明, 107国道衡山县K1766+000~K1768+100段旧水泥路面状况评定为“次”。
4 结论
根据《公路技术状况评定标准》JTG H 20-2007规定, 及107国道衡山县K1766+000~K1768+100段实地检测资料, 经分析得出结论如下:
⑴路面状况指数 (PCI) 、断板率 (DBL) 指标为“次”, 平均错台量指标也是“次”;
⑵路面行驶质量指数RQI值为4.3, 属于“次”状态;
⑶该公路段的综合评价指标PQI值为41.68, 路面状况为“次”, 属于较差状态;
⑷该公路段改造不宜采用一般的修补方式或者直接加铺方式, 而应采用将旧水泥路面碎石化作为基层或底基层, 再加铺水泥混凝土或者沥青面层的方式。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.《公路水泥混凝土路面养护技术规范》JTJ073.1-2001[S].北京:人民交通出版社.
旧水泥路面改建设计浅析 篇7
深圳市龙岗中心城区在二十世纪八九十年代修建了大量的水泥混凝土路面,由于水泥混凝土路面具有造价低、承载能力大、不易损坏、使用年限长等优点,在城市建设中曾承担了主要的交通任务。但是近年来,随着社会经济的快速发展,城市的车流量也迅猛增长,使得路面整体服务水平与初期相比已有较大衰减,城市中早期建造的水泥路面损坏现象十分严重,水泥混凝土路面往往出现裂缝、破碎、断板、板底脱空等病害,严重降低了道路的使用性能。
为了尽量利用现状旧水泥混凝土路面,避免浪费,在城市道路改造中旧水泥路面上加铺沥青面层的技术,俗称“白加黑”复合路面应用越来越多。但由于水泥混凝土路面属于刚性路面结构,直接加铺沥青层容易产生反射裂缝,故需对其进行调查、分析、处理,根据具体情况确定是否加铺及加铺厚度。下面结合深圳市龙岗区大运场馆配套道路路面修缮及交通改善工程项目,对旧水泥混凝土路面上白加黑的技术进行简单的探讨。
1 项目情况
2011年8月12日～8月22日,第26届世界大学生运动会将在深圳举行。因年代久远,深圳龙岗中心城区的大部分道路建设标准较低,现有水泥混凝土路面、混凝土人行道板砖等设施均陈旧不堪,届时将与新建场馆和道路形成较大的反差,从而影响龙岗和深圳的整体交通形象和城市环境。故大运场馆配套道路路面修缮及交通改善工程被提上工作日程,其包括5条城市主干道:龙平西路、清林路、如意路、龙城大道、吉祥路;13条城市次干道:爱心路、青松路、怡翠路、晨光路、沙园路、平安路、建设路、德政路、长兴路、白灰围一路、龙福西路、龙福路、和福路;3条支路:爱龙东路、和谐路、公园路。全部城市一级主干道长约18.12 km,城市二级主干道全长约15.2 km,支路全长3.2 km。全部道路共计36.52 km。
2 旧水泥混凝土路面状况调查与分析
旧水泥混凝土路面状况的调查与评价分析是改造设计和施工的基础性工作。通过对调查数据分析和评价,能准确预测旧水泥混凝土路面的剩余寿命,找到路面损坏的主要原因。本项目由华南理工大学对旧路进行了弯沉、裂缝等检测调查,为后期设计提供了详细的依据。根据调查,现状板块总体状况较好,仅存在部分板块损坏、局部裂缝等现象,对老路部分损坏板块进行修补后可直接加铺沥青混凝土罩面。
3 原水泥混凝土路面的处治
3.1 板角、板边损坏的处治
板角断裂等一般由行车荷载作用引起应力集中造成的。对于长和宽大于1 m的破损板采用换板处理;对于长和宽小于1 m的仅按破损板角断裂面的大小确定切割范围,然后修补同等强度混凝土。
3.2 裂缝的处治
原有水泥混凝土路面部分水泥面板存在裂缝程度不一,修补时根据具体情况采取相应的修补措施。
1)小于3mm的轻微裂缝,可采用直接灌浆法处理。
2)裂缝大于3mm时在裂缝两边各50 cm进行全深度破除混凝土板块,然后目测基层,若基层较差则下挖至整体性较好的层面,用C15混凝土修复基层,再用C30混凝土进行全深度面层补块处理。
3.3 错台的处治
1)对于错台高差不大于10mm的水泥板,可采用磨平法,应从错台最高点开始向四周扩展,边磨边用3 m直尺找平,直至相邻两块板齐平为止,磨平后,接缝内应将杂物清除干净,并吹净灰尘,及时将嵌缝料填入。
2)对于错台高差大于10mm的水泥板,可采用水泥混凝土进行处治,应将错台下沉板凿除2 cm～3 cm深,修补长度按错台高度除以坡度(1%)计算,凿除面应清除杂物灰尘,再浇筑水泥混凝土。
3.4 麻面、脱皮路面的处治
对于非结构破坏,如表面起皮、露骨、剥落、麻面等,可将麻面、严重脱皮处杂质清洗干净,然后再洒上改性沥青油一层,用量为0.6 kg/m～0.8 kg/m,再用改性沥青补平(厚度小于5 mm)。
3.5 水泥混凝土板脱空唧泥病害处治
1)脱空严重路段采用破除旧混凝土板块,新建C30板块的方法换板。2)一般路段采用在脱空部位水泥混凝土板上钻5个约ϕ50 mm的孔(钻穿混凝土板),然后用C20高强水泥砂浆高压灌注处治。
4 沥青加铺层结构设计
4.1 反射裂缝的预防
由于水泥混凝土路面接缝的存在,在温度变化和交通荷载的作用下,沥青加铺层在接缝附近不可避免地产生应力集中,当该温度变化和交通荷载综合作用下的结构应力超过沥青混凝土的强度时即产生裂纹。随着温度变化和交通荷载的重复作用,裂纹扩展贯通至加铺层顶面或底面,形成反射裂缝。反射裂缝的存在,不仅破坏路面结构的整体强度,而且一旦地表水沿反射裂缝向下渗透,易使面层逐渐失粘脱落,路基强度降低,严重影响路面的使用寿命。
一般认为有以下几种方法可以减少沥青加铺层的反射裂缝:
1)设计较厚的沥青加铺层;2)冲击或破碎混凝土板断开成小块,并予以稳固;3)在加铺层中采用应力吸收夹层;4)加铺层中应用纤维薄膜夹层。本项目中采用铺设自粘式玻纤土工格栅的方式达到有效吸收应力,预防反射裂缝的作用。
4.2 调平层设计
加铺沥青混凝土面层施工之前必须要铺筑一定厚度的调平层,调平层的作用除了为加铺沥青层提供工作平台外,更重要的是必须有良好的抗疲劳和抗裂性能,以满足防反射裂缝功能的需要,所以对调平层材料的选择相当重要。本项目针对性地选取了中粒式沥青混凝土AC-20C和沥青稳定碎石ATB-25作为调平层的材料。
4.3 沥青罩面层设计
水泥混凝土路面加铺沥青面层,可以采用有限元层状体系计算程序进行加铺层计算,将沥青层看作上面层,原有水泥混凝土路面看作下面层,但由于旧混凝土路面板有接缝,如何有效真实地模拟白加黑路面结构是保证计算结果与实际情况相符的关键,目前还没有一套成熟的设计方法。通过深圳市相关类似项目经验及甲方对本项目提出的尽量减少噪声及粉尘污染的要求,设计了两种旧水泥混凝土路面加铺沥青的方案,并在清林路设置了300 m长的实验段,在实验段上按左右幅分别采用两种罩面方案,比较分析后确定整个项目的罩面方案。
两种方案如下:
1)传统铣刨方案。4 cm厚沥青玛脂碎石混合料SMA-13;粘层油(PCR改性乳化沥青);6 cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-20C);粘层油(PCR改性乳化沥青)+满铺聚酯玻纤土工格栅;处理、铣刨后的老水泥混凝土面板。
2)免铣刨方案。4 cm厚沥青玛脂碎石混合料SMA-13;粘层油(PCR改性乳化沥青);6 cm厚中粒式改性沥青混凝土(AC-20C);沿缝贴50 cm宽防裂贴;满涂AMP二阶反应型防水粘结材料处理、清洗后的老水泥混凝土面板。
方案一的优点在于工艺应用较广,施工单位有足够经验;缺点为在中心城区施工时产生的铣刨旧路面噪声、粉尘会对居民日常生活产生干扰。
方案二的优点在于免去铣刨步骤,不会产生噪声、粉尘污染;缺点为目前可借鉴的工程实例较少,施工单位缺少相关经验,同时施工条件要求较高,在本项目工期紧张的情况下较难达到。
通过实验段完成之后的相关检测表明,两种罩面方案都能达到相关规范的技术要求;从使用效果看,实验段道路运营半年,目前还没有出现反射裂缝。经过甲方综合考虑,决定采用方案一为本项目的白加黑罩面方案。
5 结语
1)旧水泥混凝土道路“白加黑”技术,一方面可以充分利用老路,无需破除老混凝土路面,减少道路施工给城市周围环境带来的噪声、粉尘污染等影响,同时大大减少了建筑垃圾,变废为宝,不需要新建道路的基层,节约了造价,大大缩短了工期,是城市基础设施建设响应国家节能减排政策的重要举措。
2)“白加黑”技术是在对老路面进行充分调查研究的基础上进行的罩面技术,因此对老路面的评价和维修至关重要。
3)“白加黑”技术要解决的关键问题是反射裂缝的问题,通过本项目的实践证明,反射裂缝需要采取综合措施来防治:旧水泥混凝土路面的修补、加铺玻纤格栅、设置较厚的沥青加铺层、增设粘层油等,这样能大大延缓反射裂缝的出现。
4)目前对旧水泥混凝土路面上加铺沥青路面尚未形成一个完整的体系用来指导设计与施工,特别是在路面检测、经济性、耐久性等方面也应作进一步的研究和探索。
摘要：结合大运场馆配套道路路面修缮及交通改善工程沥青罩面实例,深入分析研究了水泥混凝土路面“白加黑”技术,在对老路进行充分调查研究的基础上,最终提出对本工程切实可行的方案,为类似工程提供指导。
关键词：旧路罩面,白加黑,反射裂缝,AMP
参考文献
[1]JTJ 073.1-2001,公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].
[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[3]李华,金志强.水泥混凝土路面修补技术[M].北京:人民交通出版社,1997.
[4]龙剑杰.城市道路“白加黑”旧路补强压密注浆技术[J].中国市政工程,2008,132(4):10-11.
[5]赖用满.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构及材料性能研究[D].南京:东南大学,2004.
旧沥青路面再生技术与工艺 篇8
关键词：旧沥青混合料,沥青混凝土,就地热再生,技术,工艺
我国高速公路建设在近十几年来取得了飞速的发展, “八五”期间建成高速公路1600多km;“九五”末期高速公路总里程已经超过16000km。其中有一部分是水泥混凝土路面结构, 但绝大部分均为沥青混凝土路面的结构。随着高速公路建成通车, 数年之后将会有相当路面面临翻新、重铺等情况。尤其是沥青混凝土路面经过一定年限的使用后, 受交通荷载反复作用, 以及沥青老化和冰冻、高温的交替作用, 出现诸如网裂、沉陷、车辙、雍包等各种病害并逐步扩展, 导致路面结构难以适应不断增长的交通量要求, 严重影响行车的安全性和舒适性。
养护处理的主要方法是对出现病害的沥青路面部分进行罩面或铣刨后重新铺筑沥青混凝土。若采用铣刨, 我国300多个大中城市每年道路上铣刨下来的旧沥青混合料超过2亿t, 造成极大的环境污染和巨大的资源浪费。近年来我国修筑的高等级路面大多为沥青路面, 促使路用原料需求增长, 而导致沥青材料紧缺, 价格提高, 使得建设投入日益上升。另外, 国内大量高等级路面已经或即将进入维修或改建期, 如果用传统的方法将大量翻挖、铣刨的沥青混合料废弃, 一方面造成环境污染, 另一方面对于我国这种优质沥青较为匮乏的国家来说是一种资源的极大浪费。同时, 大量路用石料的需求导致进一步开发石料料场而破坏森林植被, 造成水土流失等生态环境破坏。而应用再生沥青混凝土正是缓解这一矛盾的有效方法。
20世纪70年代以来, 欧、美、日等发达国家为了在道路维修中充分利用旧沥青混合料, 节约资源, 相继推出了沥青混凝土路面热再生工艺, 即采用就地热再生设备对需要维修的路面进行就地加热、翻松、添加一定数量的再生剂搅拌、摊铺等连续作业, 最后采用压路机碾压, 一次成型新路面的施工方法。
一、就地热再生
1.1 就地热再生路面的特点
(1) 主要用于路面破损深度小于6cm的沥青混凝土路面的维修。原有沥青材料经过热再生处理后, 能恢复和达到原有的使用性能;
(2) 能够处理深达6cm的车辙;
(3) 就地热再生完成的车道, 因100%热结合可完全避免弱接缝所产生的横纵开裂;
(4) 就地热再生100%利用现有的旧料, 可降低施工成本且无任何废料, 为环保作出贡献;
(5) 能在单一车道上施工, 对正常交通影响较小;
(6) 一次完成的回收再利用方式, 比传统的路面翻新方式在成本上节约20%~50%;
(7) 施工完成后即可马上开放交通。
1.2 就地热再生的施工工艺
(1) 先进的热再生修补工艺流程见图1。
首先, 由加热墙或微波、红外等方式对沥青路面破损处进行间歇式加热, 使旧沥青路面材料软化, 其温度可达120~140℃, 这时便可以轻易将其耙松。根据不同的沥青材料, 选择不同的间歇式加热方式, 使旧路面材料能在8~12分钟内达到正常工作温度, 而且温度又不至于过高而导致烧焦沥青, 然后喷撒适量的乳化沥青使旧料再生并重新加以利用, 根据路面缺陷性质与破损的程度适当补充新混合料拌和, 整平, 用随机携带的手扶式振动压路机压实到所要求的密实度。这时立即便可恢复道路的正常使用状态。
旧沥青路面现场热再生工艺流程见图2。
对于一个1.5×1.5平方米的路面病害, 整个过程只需要15min, 其中加热时间一般在8min左右, 只有这种高效率的养护设备才能更好地适应道路的日常预防性养护施工。
(2) 加热系统是热再生技术的核心
采用高效热辐射式加热墙或微波、红外等具有高热量输出及程序控制下的间歇式加热特点。高的热效率保证了旧路面材料的加热软化速度, 间歇式加热保证沥青材料不至于在加热过程中出现过热现象。就目前国内而言, 主要采用的加热形式有红外、热风 (代表为英达科技的“修路王”) 。最近由长安大学和美的集团联合开发的微波加热的“修补王”在技术上和使用效果上反映较好, 赢得不少公路管养单位的青睐。但就笔者观察而言, 目前处理带状或者对付大面积修补的情况, 美的集团的机械尚不如英达的修路王。如果美的集团不能改变此缺陷, 恐难以抢占市场份额。而类似修补技术的机械, 市场上也有很多品牌的“简化版”, 价格只有英达科技的十分之一。
实现热再生修补的关键:加热效率要高, 正常气温下8min左右即可将沥青路面加热软化到4~6cm的深度, 加热区域内的沥青混合料可以轻易被耙松而绝不会被烧焦。
(3)
沥青料的获取——配备热对流式加热保温料仓, 该料仓可以将已经拌和好的、冷的成品沥青混合料进行加热、保温, 使之达到正常的摊铺工作温度, 而不必依赖于沥青拌和设备。即使在严寒的冬季, 也可以保证正常的上路施工。
(4) 热再生工艺
主要是解决传统挖补工艺上的缺陷——旧材料废弃、冷接缝。
(1) 传统的冷修补
传统方法是先通过切割机切割路面病害的周边并挖出需修补路面处的沥青混合料, 再把新的热沥青料回填, 路槽周围是冷硬的沥青混合料, 而加入的是热的软的沥青混合料, 二者之间根本无法通过机械的碾压使之成为一个整体。此外, 由于采用周边切割的方式, 使得处于切割线上的骨料被切碎。因此, 大大削弱了修补边界上的强度, 所以在新旧路面之间会形成弱接缝。雨水可以通过该弱接缝渗透到沥青路面中, 从而严重影响修补质量与使用寿命。传统的修补方法对路面会造成一定的损伤, 存在工艺上的先天不足;从而使修补后很快又形成了新的坑洞。
(2) 先进的热再生修补工艺的原理
由于整个修补过程都处于热状态下的修补, 修补处原有路面被加热到沥青混合料的正常摊铺工作温度, 修补时已经是热状态下的软的沥青混合材料, 所以, 它们完全可以通过机械的碾压作用而使修补处和原有路面的沥青料之间有一个挤压、嵌合的效果, 从而融合在一起, 二者是同一物质间的热连接, 是类似于焊接的作用与效果, 修补区域与原有路面完全嵌合成为一个整体, 从根本上解决了人工挖补方法工艺上的缺陷。
1.3就地热再生的技术指标
不是所有的旧沥青路面均能采用沥青就地热再生技术, 要根据道路的各种实际指标衡量来采用不同方式的热再生。
高速公路及一级公路现场热再生适用标准见图3。
二、ARA沥青再生剂
沥青路面使用过程中, 沥青材料在各种自然因素如光、氧、水以及温度等的作用下会发生许多复杂的物理、化学变化, 各种自然因素长期作用的结果使得沥青材料趋于老化, 突出表现为沥青稠度增大、沥青面层呈脆硬状、其可塑性和变形能力降低、与集料的粘结性能变差等, 从而导致路面产生裂缝、松散、坑洞等破坏, 路用性能变差。对于这种老化, 沥青材料性能可以通过在路面再生过程中掺入一种再生剂得到再生, 路用性能也能因此得到一定程度恢复, 这种再生液体就是沥青再生剂。沥青再生剂应用于路面的再生利用, 能够节约大量的沥青和砂石材料, 节省工程投资, 有利于利用废料、节省能源、保护环境, 具有显著的经济效益和社会、环境效益。
沥青材料再生利用技术在国外已经有二、三十年的应用历史, 达到了规范化和标准化的程度, 而在国内该技术还未能得到大规模推广。随着近年来自然资源日益匮乏, 原材料成本提高, 以及环境保护意识的加强, 沥青材料再生利用已经成为当前国内公路科研的热点之一。
过高分子聚合物改性而成的黏稠油状黑色液体。在沥青路面现场热再生或热厂拌再生过程中掺入ARA沥青再生剂到沥青回收材料中与之混合, 可以补充沥青胶结料由于老化而失去的芳香油分和胶质组分, 恢复老化沥青化学组分平衡, 有效改善老化沥青的路用性能。
三、结语
旧沥青路面就地冷再生技术浅析 篇9
关键词：旧沥青路面,就地冷再生,乳化沥青再生
近20年来, 我国公路建设发展迅速, 截至2007年年底, 公路总里程已达到357.3×104 km, 其中高速公路里程达到4.53×104 km[1], 且绝大部分是沥青路面。按照沥青的设计寿命15年～20年测算, 从现在起, 每年约有12%的沥青路面需要翻修, 可再生的沥青混合料预计达到每年1 900万t, 还将以每年15%的速度增长[2]。沥青混合料再生利用技术基本适用于各种沥青路面的修筑, 可节省绝大部分集料以及约30%的沥青, 其使用效果与新沥青混合料相当或接近, 减少新材料的使用和费用, 降低了筑路成本。自20世纪80年代, 国内开始研究沥青混凝土路面再生技术, 2000年以后, 全国各地都相继开展这项技术的试验研究[3,4]。随着近年来人们对环保、社会效益的关注, 沥青路面废料再生利用技术越来越受到人们的重视, 已成为公路工程建设中有待进一步发展的重要实用技术。沥青再生利用技术的研究、推广和相关专用设备的开发, 对降低建设成本、合理利用资源、保护生态环境以及促进我国公路建设有着极其重大的意义。
1 沥青路面的再生原理
随着车辆荷载次数的增加和环境因素的不断影响, 沥青路面的服务性能随之降低。然而我们通过一系列的技术手段可以延缓路面的损坏, 并提高路面服务性能。沥青路面冷再生是指将旧沥青路面材料 (主要是面层材料, 有时也包括部分基层材料) 经过铣刨、回收、破碎、筛分后, 按比例加入一定量的添加剂 (水泥、石灰、泡沫沥青、乳化沥青或改性乳化沥青等) , 必要时加入部分新骨料而制成冷再生混合料。沥青路面再生利用技术可分为厂拌热再生、厂拌冷再生、现场热再生、现场冷再生四种施工方法, 按再生原理分为沥青的再生和混合料的再生[3,5]。
1) 沥青的再生。
沥青再生实际是沥青老化的逆过程, 采取技术途径, 如添加高标号沥青和低粘度再生剂进行组分调节, 以恢复沥青的流变性能, 从而达到再生的目的。旧沥青路面在车轮荷载与自然力作用下, 沥青混合料会发生老化现象。沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化, 同时导致沥青性能下降。旧沥青再生的机理研究目前有两种理论, 一种理论是相容性理论, 认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低, 导致组分间溶度参数差增大, 认为掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小, 沥青即能恢复到 (甚至超过) 原来性质。另一种理论是组分调节理论, 认为由于组分的移行, 沥青老化后, 各组分间比例不协调导致沥青路用性能降低, 认为通过掺加再生剂调节其组分, 可使沥青恢复原来的性质。因此, 要使老化沥青恢复原有性能, 就需要将老化沥青和原沥青的组分进行比较后, 向老化沥青中加入所缺少的组分 (即添加沥青再生剂) , 使组分重新协调。
2) 混合料的再生。
原理是把从路面铣刨的再生料当作新的集料, 加入粘结料后形成具有一定强度的材料的再生方法。主要应用在冷再生技术上, 冷再生的粘结料主要有三种:乳化沥青;泡沫沥青;水泥。由于采用冷再生料受到水的影响, 混合料最终强度的形成需要在水分完全蒸发之后, 在成型初期, 混合料的水稳定性和强度远不及养护终期, 于是, 在实际工程中添加一部分水泥以提高初期强度。
2 乳化沥青再生优缺点及适用范围
2.1 乳化沥青再生的优缺点[3]
乳化沥青再生技术的优点主要有:1) 节约能源。采用热沥青筑路要消耗燃料, 主要是在施工过程中, 为了时刻保持沥青应有的高温, 常常要对沥青进行重复加温与持续加温。2) 节省资源。在道路使用年限的中后期, 只是路面的性能降低了, 然而石料的物理性质并没有发生变化, 按照常规的方式进行铣刨、堆置是很浪费的, 而且阳离子沥青溶液与骨料表面具有良好的粘附性, 可以在骨料表面形成均匀的沥青膜, 施工时容易准确地控制沥青的用量, 保证骨料之间能有足够的结构沥青, 使自由沥青降低到适宜程度。另外, 因为阳离子乳化沥青与碱液和酸性骨料都有良好的粘附效果, 从而扩大了骨料的来源, 更便于就地取材, 减少材料的运输, 降低工程造价。3) 可以冷施工, 延长施工季节。热拌沥青的拌和、摊铺、碾压都有严格的温度限制:拌和时温度过高, 沥青过度老化, 路面便会过早的出现病害。在碾压时, 过高的温度会导致推移, 不易于压实;反之温度过低, 矿料则会和沥青裹覆不均匀, 出现不同程度的花白料。在摊铺过程中, 温度则更加重要, 在施工时都必须严格控制最低碾压温度, 在低于这个极限温度后, 不仅不能压实, 反而会破坏已压实的路面。由于阳离子沥青具有良好的温度适应力, 因此可以大大延长施工季节, 并且有利于沥青路面的及时维修养护, 及时制止病害的加剧与扩大, 直至完全消除。关于延长的时间, 随气候条件因地区而有差异。4) 改善施工条件, 减少环境污染。阳离子乳化沥青乳液可在常温条件下使用, 由于沥青乳液具有良好的工作度, 可以均匀地分布在骨料表面上并且骨料产生较好的粘附性, 因而可以节省沥青用量。还由于使用沥青乳液作业, 现场不需要支锅、盘灶、熬油等, 简化了施工程序, 改善了油路工人的施工条件, 避免了烟熏火烤和火灾的发生, 也减少了对于周围环境的污染。
不过在有如此优越性的同时, 由于在沥青结合料和集料方面与热拌混合料差异, 就地冷再生集料也有着它与生俱来的缺点:
1) 路用石油沥青是原油蒸馏后的残渣, 根据提炼程度的不同, 在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽, 具有较高的感温性。常温下, 沥青是不具备良好的拌和性的。乳化沥青由于水、乳化剂、稳定剂的加入, 被制备成一种液态, 可用于常温拌和。a.乳化沥青混合料的粘结性低于热拌沥青混合料。b.乳化沥青乳化完成之后, 如果不采取一些预防和保护措施, 一般都会产生结皮现象。c.热拌沥青路面在路面温度降低到一定程度便能开放交通, 而乳化沥青混合料的强度形成是一个长期的过程, 随着水分的蒸发, 强度会逐渐增加, 最终达到路用的要求。在混合料压实成型后, 乳化沥青并未完全破乳, 混合料还是很松散的, 必须严格养生。
2) 路面铣刨料既不同于新集料, 也不能简单的看作“黑色集料”, 其变异性是很大的。
2.2 乳化沥青再生适用范围
就地冷再生工艺主要用于沥青路面结构层的翻修, 适用于所有路面标高不受限制的道路, 由于高等级公路和大部分城市道路的路面标高在新路完成后已经基本确定, 其可增加的幅度很小, 所以在作为基层的再生层上摊铺新面层受到限制。因此, 就地冷再生主要适用于一般公路、等外公路、部分城市道路及其他场地的维修改造。对于低等级公路特别是乡村公路, 这种经过冷再生的路面就是最终路面;对于高等级公路, 这种路面可作为高等级公路的基层[5]。
3 结语
随着时间的推移, 路面在车辆和环境因素作用下的破坏是不可避免的。沥青路面的再生利用技术在美国以及其他一些发达国家非常成熟, 材料重复利用率很高。我国公路将在未来数年内陆续进入大规模的翻修期, 基于环保和可持续发展的考虑, 沥青路面再生是一种值得推荐的选择。作为一项新型实用技术, 它极大程度的改变了我国沿用多年的传统的沥青路面维修方法, 但乳化沥青再生混合料具有初期强度较低、养生时间较长、可使用层位较低等不足之处。因此, 我国需要对沥青路面再生技术进行全面研究, 趋利避害, 为我国道路建设提供有力的技术支撑。
参考文献
[1]吕伟民.乳化沥青冷再生技术关键与应用前景[J].石油沥青, 2009, 23 (3) :29-34.
[2]拾方治, 马卫民.沥青路面再生技术手册[M].北京:人民交通出版社, 2006.
[3]张立柱, 张运涛, 何凤华.沥青混凝土路面冷再生技术及其应用[J].公路, 2006 (10) :199-204.
[4]韩学义.旧沥青混凝土路面混合料冷再生技术的应用[J].公路, 2007 (9) :112-115.