水泥穩(wěn)定土基層施工中產(chǎn)生不平整因素的分析及處理
摘要
系統(tǒng)介紹了瀝青路面冷再生技術(shù)的用途及瀝青路面冷再生中混合料配合比的設(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)。
關(guān)鍵詞
瀝青路面冷再生施工工藝
1瀝青路面冷再生技術(shù)的用途和意義
瀝青路面在服務(wù)幾年后其破壞速度會(huì)大大加快，但及時(shí)的維修，如重新罩面或循環(huán)利用等方法可以保持路面的質(zhì)量并延長道路的使用壽命。
瀝青路面再生與傳統(tǒng)的瀝青路面維修方式相比，能夠節(jié)約大量的瀝青、砂石等原材料，節(jié)省工程投資，同時(shí)有利于廢料處理、保護(hù)環(huán)境，因而具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著人們對(duì)環(huán)保、社會(huì)效益的關(guān)注及技術(shù)的進(jìn)步，瀝青路面再生利用技術(shù)越來越受到人們的重視。
國外對(duì)瀝青路面再生利用研究，最早是美國從1915年開始的，到上世紀(jì)八十年代底美國再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半，并且在再生劑開發(fā)、再生混合料設(shè)計(jì)、施工設(shè)備等方面的研究也日趨深入。在美國瀝青路面的再生利用已是常規(guī)實(shí)踐。一般來說，使用15%~25%的回收路面材料(rap)的瀝青混合料性能都很好。
歐洲國家也十分重視這項(xiàng)技術(shù)。德國是最早將再生料應(yīng)用于高速公路路面養(yǎng)護(hù)的國家，該國1978年就已將全部廢棄瀝青路面材料加以回收利用。芬蘭幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織舊路面材料的收集和儲(chǔ)存工作。過去再生材料主要用于低等級(jí)公路的路面和基層，近幾年已開始應(yīng)用于重交通道路上。法國現(xiàn)在對(duì)再生技術(shù)的研究也頗為重視，在高速公路和一些重交通道路的路面修復(fù)工程中開始逐步推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。
由于缺乏必要的理論指導(dǎo)及科學(xué)的設(shè)計(jì)方法和機(jī)械設(shè)備的支持，目前我國再生舊料并沒有在實(shí)際工程中得到大量應(yīng)用。隨著我國瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加，有必要對(duì)瀝青路面舊料實(shí)用再生技術(shù)進(jìn)行深入、系統(tǒng)研究。
瀝青路面的再生利用是將舊瀝青路面經(jīng)過翻挖、回收、破碎、篩分等方法處理后，與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，能夠滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。由于對(duì)舊材料進(jìn)行重復(fù)利用，施工過程中路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持。與其它瀝青路面修復(fù)技術(shù)相比，瀝青路面再生還能在一定程度上減少交通持續(xù)中斷的現(xiàn)象?？偨Y(jié)起來，瀝青路面材料的循環(huán)利用有下列優(yōu)點(diǎn):①降低施工成本;②節(jié)約集料和瀝青;③保持原路面的幾何特性;④保護(hù)環(huán)境;⑤節(jié)約能源;⑥減少用戶的延誤，更重要的是再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當(dāng)。
根據(jù)世界銀行的調(diào)查，路面質(zhì)量下降40%時(shí)需花費(fèi)1美元進(jìn)行修復(fù)，若因?yàn)樾迯?fù)不及時(shí)而導(dǎo)致路面質(zhì)量喪失了80%，此時(shí)修復(fù)就得花費(fèi)4~5美元。路面狀況與時(shí)間的關(guān)系見圖1。
圖1路面狀況與時(shí)間關(guān)系
與其它新的路面改造技術(shù)相比，路面冷再生的缺點(diǎn)是:①混合料配比設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)還不是很成熟;②路面冷再生的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證(qc/qa)不如集中廠拌再生可靠，舊路面的材料狀況影響再生路面的性質(zhì);③路面冷再生的工藝需要相對(duì)溫暖、干燥的施工條件，氣候條件要求較高;④路面冷再生的路面水穩(wěn)定性較差，因此需要一個(gè)封層或熱拌瀝青混凝土罩面層;⑤乳化瀝青冷再生路面通常需要2周的養(yǎng)生時(shí)間，開放交通的時(shí)間較長。
無錫市路中養(yǎng)護(hù)工程有限公司引進(jìn)了德國維特根(wirtgen)公司生產(chǎn)的wr2500型冷再生設(shè)備(工作寬度2.438m，工作深度范圍為0~500mm，發(fā)動(dòng)機(jī)功率455kw)可充分利用原有的路面材料，并加入一定量的添加劑(加入穩(wěn)定材料是為了被再生材料的強(qiáng)度，穩(wěn)定材料可采用水泥、水泥稀漿、乳化瀝青、泡沫瀝青等)，在自然條件下連續(xù)地完成舊瀝青路面的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及碾壓等工藝，從而修筑出所需質(zhì)量要求的路面結(jié)構(gòu)。
再生二灰穩(wěn)定碎石基層或水泥穩(wěn)定碎石基層時(shí)可摻加水泥作為穩(wěn)定劑，再生得到的混合料作為路面的基層使用。水泥可以采用以下三種添加方式:
(1)將粉狀水泥撒布在再生機(jī)前的被再生路面上，再生機(jī)經(jīng)過時(shí)可將水泥與被銑刨下來的舊混合料進(jìn)行拌和。
(2)用專用水泥稀漿攪拌輸送車將水泥與水拌和成稀漿狀，水泥稀漿可以直接噴灑到再生機(jī)的拌和罩殼內(nèi)。這樣不僅可以保證水泥用量的精確性，同時(shí)也防止了因刮風(fēng)等而損失水泥材料。
(3)采用專用水泥撒布車撒布水泥，撒布車作為再生機(jī)組的一部分。
不論采用粉狀水泥方式或水泥稀漿方式添加，水泥用量一般控制在2%~4%(重量百分比)之間。
再生瀝青面層混合料可摻加乳化瀝青或泡沫瀝青，再生得到的混合料可作為瀝青碎石基層或?yàn)r青下面層使用。
乳化瀝青可以提高混合料的粘結(jié)力和承載力，有助于使舊路面中老化的瀝青復(fù)原、軟化。使用乳化瀝青的好處是其粘度低，易于用再生設(shè)備中的液體噴灑裝置添加，再生材料與乳化瀝青拌和后，乳化瀝青破乳后瀝青有較高的粘度，因此可以提高舊材料的粘結(jié)性。
泡沫瀝青是通過在熱瀝青中加入少量的水(約為瀝青用量的2%~3%)產(chǎn)生的。使用的瀝青為普通針入度級(jí)的瀝青，如ah-70號(hào)普通瀝青。當(dāng)水注入熱瀝青時(shí)，水會(huì)迅速蒸發(fā)，從而引起瀝青在飽和蒸氣內(nèi)產(chǎn)生爆炸泡沫，體積膨脹至原來的15至20倍。泡沫瀝青的產(chǎn)生如圖2所示。泡沫瀝青大大增加了瀝青的體積和表面活性，在發(fā)泡的過程中，瀝青的粘度顯著降低，從而使瀝青能充分地?cái)U(kuò)散進(jìn)骨料中去。