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就地冷再生技术在西北地区沥青路面中的应用

日期: 2017-03-28
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      摘要: 国道108线陕西段地处西北地区,采用就地冷再生工艺对旧路进行改造施工。通过对原有路面进行调查,合理确定施工配合比、碾压机械与组合方式及摊铺等主要环节,达到了质量要求,缩短了工期、节省了成本和材料,为西北地区特殊地理环境下沥青冷再生的应用提供了借鉴。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/7/view-7976057.htm
  Abstract: The national highway 108 of Shaanxi in the Northwest applied cold regeneration technique to reconstruct old road. Through overall investigation of the old road, ensuring optimum mix proportion and other key links such as optimal combination of compacting machineries, the quality of the road was well, the time limit for the project was shortened and the production cost was cut down. This highway afforded good lesson to other Northwest roads used cold regeneration technique. 
  关键词: 路面;冷再生;施工技术;应用 
  Key words: pavement;cold regeneration technique;construction technique;application 
  
  1工程概况 
  国道108线陕西澄城段属二级公路,桩号K1142+961~K1162+961,全长22公里。该路段原路面结构上面层为3cm细粒式沥青混凝土,下面层为5cm中粒式沥青混凝土,基层为19cm石灰土稳定碎石,底基层为28cm石灰土。原路基宽度12m,路面满铺。 
  该路段工程施工时由多家单位分别施工,由于施工水平差异很大,造成工程质量参差不齐,经过短期运营既有所损害。渭南市公路局采用沥青路面就地冷再生技术进行了改造施工。施工单位为陕西海威路面再生工程有限公司,工期三个月。 
  2旧路状况调查 
  2.1 路线平纵指标调查本工程属于旧路大修,原路平纵指标均不做调整。 
  2.2 路面破损状况调查采用人工检测方法,调查的内容包括路面车辙、裂缝、推移、拥包、坑槽修补和松散等病害,要求详细记录病害所处的位置及严重程度情况,最后对各种病害的面积及长度进行了统计分析,具体结果如下。 
  2.3 路面破损状况评价方法依照《公路养护技术规范》(JTJ073-96),采用人工检测方法,沿整个调查路段量测路面上各类破损的位置、长度、宽度或面积,按破损类型及破损轻重程度分析计算路面综合破损率(DR),采用路面状况指数(PCI)评定路面破损状况,依据路段破损状况调查由下式确定该路面综合破损率(DR),以百分率表示。 
   
  路面状况指数PCI的数值范围为0~100其计算公式为 
  PCI=100-15×DR×0.412 
  根据路面破损情况,可将路面质量分为优、良、中、次、差五个等级,评价标准如表2所示。 
  2.4 路面强度路面结构强度调查采用贝克曼梁弯沉仪,每25米测一点。 
  路面强度指数(SSI)按下式计算: 
  SSI=路面设计弯沉值/路段计算弯沉值。 
  2.5 钻芯取样为进一步调查评定原路面结构的承载能力,分析路面病害产生的原因,对典型的病害严重路段进行钻芯取样。 
  2.6 路面病害成因分析通过钻芯取样可知,病害的主要原因有以下几个方面: 
  ①病害严重的路段基层已破碎,在轮迹带范围内沥青面层产生了较大变形,轮迹带下陷,同时两侧沥青混凝土鼓起,伴有推移、拥包现象,油面老化。②水的进入导致灰土碎石强度降低,旧路大面积出现龟裂、沉陷、拥包等病害。③沥青用量偏少,沥青下面层结构已经破坏,上面层与下面层完全分离,故产生推移拥包是在所难免的。 
  3再生路面设计 
  3.1 历年交通量组成分析(表6) 
  3.2 设计弯沉计算值(表7) 
  3.3 设计方案:上面层:3cmAC-13C细粒式沥青混凝土;下面层:4cmAC-16C中粒式沥青混凝土,同步碎石封层;基层:20cm水泥现场再生基层; 
  原旧路铣刨14cm,添加部分新料,通过水泥再生作基层,新修路面厚度27cm,路面整体标高抬高13cm。 
  针对铺层材料质量较差问题,采取以下解决方法:在上部撒布一层优质骨料,于再生过程中将其拌入。取工地实际使用的集料,根据需要选用0.075~37.5mm的一组标准方孔筛分别对旧沥青面层和旧基层混合料分别进行筛分,按颗粒组成进行计算,确定各种集料的组成比例。 
  本项目添加新料为统料,水泥掺量为5%,各种材料的比例(重量比)为:统料:面层旧料:基层旧料=20:45:35 
  强度应满足7d浸水无侧限抗压强度,代表值R0.95应大于2.0MPa,且小于4.5MPa,压实度要求不小于97%。 
  4施工 
  4.1 施工配合比确定由于原路面在20公里范围内旧混合料级配离散性很大,根据实际情况确定了两个施工配合比: 
  1#配合比(k1152+450~k1158+960): 
  旧混合料:10~30cm碎石:石屑=75:20:5 
  P.O32.5水泥掺量:5.5% 
  2#配合比(k1142+960~k1152+450): 
  旧混合料:10~30cm碎石:石屑=80:15:5 
  P.O 32.5水泥掺量:5.2% 
  4.2 水泥就地冷再生 
  4.2.1 施工工艺流程对再生前原道路病害进行处理→施工放样→撒布新添加材料→拌和→接缝处理→预压实→整平→压实→养生→开放交通。 
  4.2.2 施工①旧沥青路面清理。在沥青路面就地冷再生施工前,应对原有路面进行清扫,防止其它杂物混入,确保施工质量。 
  ②撒布新添加材料。就地冷再生路面需要添加新的集料时,应依据每段新集料使用总量,计算出每平米新集料铺洒厚度,采用人工或机械将新集料均匀地铺洒在旧沥青路面上,当局部不均匀时,应及时给予整平。人工撒布水泥前,先按水泥掺和量计算出每50kg水泥应撒布的面积。为了便于施工人员合理掌握计量,可用细石灰撒出大的网格线,规定每格线撒布水泥用量。施工人员力求撒布均匀,确保冷再生机破碎、搅拌、摊铺、碾压成型后半柔性沥青基层强度达到设计要求。 
  ③拌和。就地冷再生机作业时,由于水泥量添加或新集料增加应及时保持一定水分,有利于水泥在水化反应过程及强度初期形成,所以在破碎、搅拌作业时适当补充一定水分,确保基层表面湿润,提高基层强度(一般最佳含水量大都在7%左右)。 
  ④压实。乳化沥青混合料(或泡沫沥青)铺筑完成后或压路机初压前,应依据松铺系数,检查铺筑厚度是否达到设计标高要求,然后在压路机(8-10t)初压一遍后,用铲平机整平。先采用10-12t压路机碾压2-3遍,然后采用25t胶轮压路机碾压2遍。为了检查路面压实度是否达到要求,有条件的话,可采用核子密度仪进行跟踪检测,一般来说1000m2测一点,10点平均值作为最终评定的压实度。当检测局部达不到压实度要求时,应及时调动重碾进行追加密度。 
  ⑤养生。乳化沥青混合料施工完成后,必须进行交通管制,其养生时间应不小于7d。 
  养生完成后,应采用钻芯取样方法(一般每公里不小于2-3点),检查试样有效厚度是否达到设计要求,同时对试样采用蜡封法检测密度。最后喷洒乳化沥青透层油,其用量为0.7L~1.5L/m2,破乳完成后,铺筑沥青混凝土面层。 
  4.2.3 施工质量控制方法采用现场取样进行矿料筛分试验,大体确定矿料级配曲线变化,与设计曲线范围是否吻合。 
  现场冷再生混合料,在室内进行重型击实试验,检测无侧限抗压强度是否达到(一般为2~2.5Mpa)要求以及最大干密度、最佳含水量。 
  采用马歇尔试验法,检测试件密度、空隙率、7d前后稳定度变化情况。 
  5施工过程中应注意的关键问题 
  5.1 旧路病害调查处理冷再生水泥稳定土整平层施工前必须认真对旧路面进行调查,对较为严重的网裂、明显沉陷、坑槽等病害采取挖补、换填基层材料等有效措施处理,并经监理同意后方可进入下道工序。 
  5.2 配合比设计直接影响冷再生水泥稳定土整平层的强度,材料利用率、施工效率等各方面的配合。各项工程应根据试验路段情况,充分考虑作为整平层的冷再生水泥稳定土厚度不均匀性,合理确定外掺集料的继配、数量以及单位面积的水泥用量,满足设计要求。 
  5.3 拌合深度应设专人跟随再生机,随时检查拌合深度。 
  5.4 施工周期从加水拌合至碾压终了,不得超过水泥终凝时间,按照试验路段确定的合适作业段落与时间严格施工。 
  5.5 养护条件养护条件是影响冷再生水泥稳定土后期强度的主要因素之一,要保证足够的温度和湿度。 
  6冷再生施工工艺经济与社会效益分析 
  6.1 经济效益分析采用原改建补强方案,工程每公里造价约133.59万元;采用冷再生方案,工程每公里造价降低为124.27万元。采用冷再生方案可比原方案节省工程费用186.4万元。 
  6.2 资源利用比较根据预算,如果采用重新修筑基层和面层的大修方案将需要新石料73998m3,生石灰5722t,造成大量的石料等原材料的开采。同时会产生45600多m3的旧路废弃材料,需要很大面积的垃圾场,造成很大的环境污染。 
  采用冷再生工艺方案,原公路沥青混凝土面层和二灰碎石基层材料全部就地再生利用,不产生任何废弃物;由于冷再生材料层作为基层,减少了新材料的开采和运输,节约了大量资源。 
  沥青路面就地冷再生采用机械化施工,缩短了工期,提高了施工效率;沥青路面就地冷再生对于二级双车道的公路可进行半幅施工,对双向四车道及以上的公路可仅封闭一个车道即可施工,降低了对交通的影响。 
  沥青路面就地冷再生工艺产生的社会效益和环境效益,远比直接产生的经济效益要大,值得推广和借鉴。 
  参考文献: 
  [1]梁洪波.旧路面冷再生技术应用[J].建筑机械:2008:(23):110-111. 
  [2]马学元.沥青路面现场冷再生技术的应用[J].青海交通科技,2007:(2):46-47. 
  [3]师郡等.旧沥青混凝土路面现场冷再生技术及施工工艺研究[J].公路,2004,(10):167-170. 
  [4]郝凤仙等.就地冷再生工艺在路面改建工程中的应用[J].黑龙江交通科技,2006,(6):21-23. 
      原文地址:http://www.xzbu.com/7/view-7976057.htm

 

师资力量 / Teacher
发布时间: 2018 - 09 - 27
交通运输部关于印发《公路养护工程管理办法》的通知各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团交通运输厅(局、委):   为进一步加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量和效益,部对《公路养护工程管理办法》(交公路发〔2001〕327号)进行了修订,现印发给你们,请认真遵照执行。交通运输部 2018年3月2日  (此件公开发布)公路养护工程管理办法第一章 总 则  第一条 为加强和规范公路养护工程管理,提高养护质量与效益,根据《中华人民共和国公路法》《公路安全保护条例》《收费公路管理条例》等法律、行政法规,制定本办法。   第二条 本办法所规定的公路养护工程是指在一段时间内集中实施并按照项目进行管理的公路养护作业,不包括日常养护和公路改扩建工作。   第三条 本办法适用于国道、省道的养护工程管理工作。县道、乡道、村道和专用公路的养护工程管理可参照执行。   第四条 养护工程应当遵循决策科学、管理规范、技术先进、优质高效、绿色安全的原则。   第五条 养护工程管理工作实行统一领导、分级负责。   交通运输部负责全国养护工程管理工作的指导和监督。   地方各级交通运输主管部门或公路管理机构,依据省级人民政府确定的对国道和省道的管理职责,主管本行政区域内的养护工程管理工作。   第六条 公路经营管理单位和从事公路养护作业的单位应当根据交通运输主管部门或公路管理机构提出的养护管理目标,按照标准规范、有关规定及本办法要求组织实施养护工程,并接受其指导和监督。   第七条 各级交通运输主管部门、公路管理机构和公路经营管理单位应当筹措必要的资金用于养护工程,确保公路保持良好技术状况。   非收费公路养护工程资金以财政保障为主,主要通过各级财政资金解决。收费公路养护工程资金主要从车辆通行费中解决。   第八条 养护工程资金使用范围包括公路技术状况检测与评定、养护决策咨询、养护...
发布时间: 2017 - 04 - 27
【摘要】桥梁桥面的施工质量,是保证桥梁安全和平稳的前提条件。桥面铺装层作为桥梁系的一部分,相对于桥梁其他部分它直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。桥面铺装层施工质量的好坏直接影响桥梁使用的耐久性和行车的舒适性、安全性。本文主要就桥梁桥面铺装病害及防治措施进行了分析,以供参考。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-6894584.htm  【关键词】桥梁;桥面铺装;病害;控制措施   1、桥面铺装的破坏形式   沥青混凝土桥面铺装与正常路面和水泥混凝土桥面铺装相比,损坏形式有所不同。主要有:①铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;②因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。   设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形;二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。   2、桥面铺装层病害分析   2.1 结构理论与设计。桥梁的结构理论中对桥面铺装层的计算分析论述几近于零,现行规范中只给定了厚度的推荐值,工程界一直在备等级公路中运用了几十年。桥冲击桥结构的变铺装是一个受力复杂的动力体系,各种形式的主梁及铺装本身的构造均影响其应力的分布。粱设计的箱粱骨架钢筋在实际受力状态下难以像T梁主筋那样发挥应有的作用。所以设计的假设状态与箱梁的实际受力状态不一致。...
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摘 要:目前,随着我国现代化建设事业的蓬勃发展,桥梁使用年限的增长,以及交通荷载的增加,桥梁检测已成为重中之中,该技术是一个多学科交叉的系统工作,需要各个环节协调配合才能达到一个有效的效果,本文主要介绍了几种无损检测技术的概念、原理和特点,并通过实例进行无损检测的应用说明,为工程人员提供参考信息。中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3198511.htm  关键词:检测;桥梁;工程    传统的方法是对公路桥梁随机选点,钻孔取样,在室内对所取样本进行分析和处理,从中获取各种有价值的工程参数。这种方法的局限性表现为以下几个方面:  a)因被测点是操作人员随机选择的,所以检测结果很难具有代表性;  b)由于检测点有限,覆盖面密度较小,使某些存在缺陷的不良区段反而被漏检,从而埋下质量隐患;  c)虽然钻孔取样精度高,但其会对路面造成破坏,且修补时费时费力。  无损检测技术作为快速、直观,且能够显示道桥内部状态的检测设备和技术手段,能够弥补传统方法的不足,它在开展道桥无损检测技术研究、建立科学的评价体系、改善路面设计等方面具有重要的意义,也必将带来道桥改造方案的优化和公路桥梁管养水平的提高。  桥梁的无损检测技术(NDT)有较大的发展空间,包括超声检测、红外检测、声发射、自然电位检测、冲击回波检测、X射线检测、光干涉、脉冲雷达、振动试验分析等。在公路桥梁结构中应用NDT,可以提高新建结构质量的安全性;可以提供结构损伤的标志,例如,污染程度,钢筋混凝土桥梁的氯侵蚀程度;可以记录支座处的声发射,反映了裂纹或过大的摩擦力或从垫层支座正在扩展的裂纹。无损检测的这些结果可以作为结构评估的辅助。  在一些情况下,与侵入检测相比,无损测试更快捷,缩短了测试期间的交通管制时间,从而降低了成本。雷达可以快速扫描潜在的结构空洞,雷达在NDT中的使用证明了NDT的速度和便捷...
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【摘要】交通情况的复杂让交通事故频发,其中超高车辆与桥梁上部结构的碰撞更是频繁发生,不仅对桥梁结构安全性产生较大威胁,同时对交通运行也有一定影响。目前我国关于对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算的研究不仅存在数量上的不足,在研究深度上也存在一定不足,为此,本文将研究的重点放在超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式与荷载计算方面,了解超高车辆在撞击到桥梁上部结构的破坏模式与荷载,从而对后期的防护有一定指导意义。 中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7030491.htm  【关键词】超高车辆-桥梁上部结构碰撞;破坏模式;荷载计算   引言   近几年,我国城市立体交通的发展越来越迅速,导致超高车辆碰撞桥梁上部结构的事故也越来越多。2008年在我国成渝高速公路,一辆超高货车强行通过一座正在建的跨线公路桥时将桥梁的主轴直接撞歪,直接导致前两个月的施工作废,金额损伤近百万元,其中还未包括对社会的影响。不仅是在我国,在发达国家这种超高车辆撞击桥梁上部结构的事件也频频发生。可以看出,导致桥梁损坏的主要原因就是受到超高车辆的撞击。对其破坏模式与荷载计算进行分析,从而对优化桥梁上部结构具有一定重要意义。   1.超高车辆-桥梁上部结构碰撞的破坏模式   (1)破坏类型:通过对超高车辆-桥梁上部结构碰撞的事故调查与有限元仿真分析发现,其出现的破坏模式可以分为两种,一种是局部性破坏,另一种则是整体性破坏。局部性破坏是桥梁上部结构受到局部冲剪作用引起的损坏[1]。如果是钢筋混凝土T梁桥,这种局部破坏的程度将会更加明显,整个碰撞区域不仅会出现开裂、崩落,钢筋屈服,甚至整个腹板―面板交界处的混凝土出现纵向开裂。如果是T型钢梁桥,局部破坏也会十分明显,会产生严重的塑性变形。如果是钢箱梁桥,破坏形式表现为钢材屈服。...
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