一種冷再生瀝青路面的現場施工方法
2023-05-23 21:26:01
專利名稱：一種冷再生瀝青路面的現場施工方法
技術領域：
本發明涉及一種浙青路面的再生方法，具體涉及一種冷再生浙青路面的現場施工方法。
背景技術：
浙青作為一種主要的路面材料，其質量直接影響著路面的服務性能和使用性能， 但國內目前生產的重交通路面的浙青品質和數量遠遠不能滿足實際的需要，所以改性浙青技術越來越引起人們的重視。
目前我國浙青路面壽命短，究其根源，我國高等級浙青混凝土路面大多採用兩層共38 40cm的半剛性基層，浙青混凝土面層一般15 18cm，所謂「強基薄面」。這種路面結構在浙青面層易產生反射裂縫；對於半剛性基層本身易產生幹縮裂縫的致命結構性病害。這是造成高等級公路壽命短的主要原因，是矛盾的主要方面。要解決這個問題，治本之法是將現有的半剛性基層轉換成柔性基層，即在處置半剛性基層病害時加鋪一層柔性補強基層。作出柔性補強基層的方法有兩種，第一種為用新的浙青混合料，但是新料造價高，又大大提高了浙青路面的成本；第二種為用舊的浙青混凝料進行乳化浙青廠拌熱再生，這種方法雖然較用新的浙青混合料具有經濟效益，但是舊料加熱時產生大量的燃煙、水蒸汽、刺激性氣味，造成二次汙染，所以冷再生乳化浙青成為主要研究的方向。
我國的浙青資源比較貧乏，特別是高質量的道路浙青數量更是少之又少，遠遠不能滿足快速發展的高速公路建設的需要，致使10餘年來，絕大部分高速公路的道路浙青不得不依賴於進口，而進口浙青的價格之高往往令人膛目結舌，為了節省投資、加快建設速度，在修築高速公路時只好選用較薄的浙青路面，這也導致了我國高速公路浙青路面的浙青層普遍比國外的薄很多。與此同時，我國的交通運輸業卻發展很快，交通量和汽車荷載都日益增加，重載車輛的數量更是大幅度提高。在只能鋪築薄浙青層的情況下，為了適應交通運輸的需求，建設、設計、施工各方面只有對基層的承載力做出更高的要求，強度較高的半剛性基層就成為了我國高速公路浙青路面最普遍使用的基層結構。據統計，目前半剛性基層浙青路面是我國高速公路的主要路面結構類型，約佔總裡程的75%多。該路面結構通常是由浙青面層和半剛性基層組成。我國已開放交通的高速公路半剛性基層浙青路面，其浙青面層厚度多為15 16cm，半剛性基層厚20cm左右。長期以來人們普遍認為半剛性基層浙青路面的主要優點是①板體性強、承載力大、彎沉小；②節省投資，可以用較少的錢修更多的路。但是經過多年的使用，這種路面也暴露出了一些不容忽視的缺陷和不足①半剛性基層的收縮開裂以及由此引起的浙青面層的反射裂縫；②半剛性基層的疲勞損壞，由於半剛基層浙青路面的設計思想是建立在基層作為承重層的基礎上的，基層的疲勞損壞就等於整個路面結構的破壞；③半剛性基層的強度、模量過大問題。這些缺陷和不足以及交通流量大幅度提高和超載問題嚴重，導致了大量的設計年限為15年的高速公路浙青路面在通車7 8年左右，充其量10年的時間裡，就出現了程度不同的網裂、坑槽、車轍等早期損壞而必須進行大修。這種路面在進行大修時，浙青面層首先被銑刨掉，面層的銑刨就帶了兩個必須解決的問題一、浙青面層以下的路面結構承載能力的判斷問題，以決定這些路面結構層的利用方式；二、回收的舊浙青路面材料RAP(reClaimed asphal t pavement、)的處置問題。目前路面結構設計，無論是新建還是改建，都越來越體現為一個技術一經濟問題，所以本發明將壽命周期費用分析引入浙青路面改建結構設計，給出了基於性能的含冷再生層的加鋪層厚度的確定方法。
通過工程數學方法對冷再生路面結構的有限元分析，綜合考慮冷再生上基層模量對路基頂面最大壓應變、冷再生上基層最大拉應變和面層最大剪應力的影響，冷再生上基層模量的理想範圍是3000 4000MPa。結合冷再生浙青混合料的室內試驗結果，只要冷再生上基層的模量大於2200MPa，就可以滿足結構和材料的性能要求。
浙青混合料再生利用，是將需要翻修或廢棄的浙青路面，經過翻挖(銑刨))、回收、破碎、篩分，用新集料、新浙青材料適當配合，重新拌制，形成具有要求路用性能的再生浙青混合料，用於鋪築新路面結構層，其使用效果與新浙青混合料相當或接近，浙青混合料的再生利用，能夠節省大量的浙青和砂石材料，降低築路成本，同時，還有利於處治廢棄的浙青路面材料，節約能源，保護環境，具有顯著的經濟效益和社會效益。
總之，最大程度地利用原路面結構和路面材料對公路浙青路面進行大修，既可以實現路用材料和資源的可持續利用、降低維修成本，又可以在儘量減少廢棄材料的環境汙染和處理費用的前提下，全面恢復或提高原路面的路用性能，實現高速公路社會效益、經濟效益與環保效益的和諧統一。發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中存在的缺陷，提供一種冷再生浙青路面的現場施工方法。
為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述方法包括如下工藝步驟
Sl 採用路面銑刨設備將浙青路面的舊料挖出；
S2 用破碎篩分設備對浙青路面的舊料進行連續循環破碎篩分；
S3 將破碎篩分後的浙青路面的舊料放入成品料鬥中，取乳化浙青與水1 1混合，並與成品料鬥中的浙青路面的舊料拌合，然後加入水泥和礦粉混合物，形成浙青混合料；
S4 再將浙青混合料以緩慢、均勻、連續不斷的方式攤鋪在路面的基層上；
S5 通過初壓、復壓、終壓三個碾壓階段完成壓實冷再生浙青混合料；
S6 對冷再生浙青混合料的基層碾壓完成後靜置養生10 14天。
其中優選的技術方案是，所述S2步驟中的循環破碎篩分選用兩層篩網。
進一步優選的技術方案是，所述兩層篩網將破碎後的浙青路面的舊料分為細料與粗料，所述細料與粗料的粒徑分別為IOmm以下及10 30mm。
優選的技術方案還有，所述S3步驟中的拌合時間為幹拌k，溼拌30s，拌合周期為 50so
優選的技術方案還有，所述S3步驟中的浙青混合料中浙青路面的舊料、乳化浙青、水泥和礦粉混合物的重量比為94 4 2。
優選的技術方案還有，所述S3步驟中拌合後的浙青混合料在成品料鬥中的存放時間小於等於25s。
本發明的優點和有益效果在於該冷再生浙青路面的現場施工方法，一次性冷再生比例高，具有較高的經濟效益，而且不存在二次汙染的問題，是一種綠色環保的製備方法。同時還可以達到提高道路的通行服務水平，保護環境，節約不可再生資源，以及保護施工人員的身體健康的社會效益。同時，最大程度的利用了原路面結構和路面材料，實現了社會、經濟、環保效益的最佳統一。
圖1是本發明冷再生浙青路面的現場施工的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步描述。以下實施例僅用於更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護範圍。
如圖1所示，本發明是一種冷再生浙青路面的現場施工方法，該方法包括如下工藝步驟
第一步採用路面銑刨設備將浙青路面的舊料挖出；
第二步用破碎篩分設備對浙青路面的舊料進行連續循環破碎篩分；
第三步將破碎篩分後的浙青路面的舊料放入成品料鬥中，取乳化浙青與水1 1 混合，並與成品料鬥中的浙青路面的舊料拌合，然後加入水泥和礦粉混合物，形成浙青混合料；
第四步再將浙青混合料以緩慢、均勻、連續不斷的方式攤鋪在路面的基層上；
第五步通過初壓、復壓、終壓三個碾壓階段完成壓實冷再生浙青混合料；
第六步對冷再生浙青混合料的基層碾壓完成後靜置養生10 14天。
在步驟一中，浙青路面的舊料堆應儘量避免在高溫和重力作用下使材料重新粘接在一起，注意堆料高度，注意防水。
對舊浙青路面材料進行分析時，在破碎時有許多浙青與粉料混合形成的浙青塊 (假料)，這些舊浙青料在鋪入路面中由於高溫、載荷的交互作用，易被激活，產生油包、車轍等過油現象，在監測抽取樣品分析時，應關注此現象並作好調整級配的準備。
步驟三中的乳化浙青是由微小浙青顆粒懸浮在水介質中的乳狀液，乳化浙青與浙青舊料拌合時，由於乳化浙青顆粒表面電荷與回收浙青表面電荷發生中和反應，浙青顆粒相互靠近形成浙青膜，但是此時浙青膜由於水分的存在、強度較差，經過壓路機碾壓，水分擠出，在路面形成一層薄薄的水膜。浙青膜強度增大，隨著養生期的結束，水分的蒸發，浙青顆粒電荷完全中和，浙青膜強度進一步增強，可以開放交通。在車輛載荷的交替作用和高溫的影響下，形成完全堅實的浙青膜，混合料的劈裂強度達到最大值。乳化浙青混合料經過形成、破乳、強度增長變化的過程。養生期3 7天後可以開放交通，在3周左右劈裂強度離散性較小、趨於一致，1 2月強度達到最大值。
其中優選的實施方案是，所述第二步驟中的循環破碎篩分選用兩層篩網。
進一步優選的實施方案是，所述兩層篩網將破碎後的浙青路面的舊料分為細料與粗料，所述細料與粗料的粒徑分別為IOmm以下及10 30mm。
優選的實施方案還有，所述第三步驟中的拌合時間為幹拌k，溼拌30s，拌合周期為50s。
優選的實施方案還有，所述第三步驟中的浙青混合料中浙青路面的舊料、乳化浙青、水泥和礦粉混合物的重量比為94 4 2。在浙青混合料中，使用「沸騰」攪拌方式，使之能均勻地覆蓋在骨料上。為了使得乳化浙青能夠均勻地裹覆，在骨料與乳化浙青拌合前， 先噴入一定量的水，使之達到一定溼度。噴水水槽採用漫出水簾加水方式，攪拌出的成品料的均勻性很好，達到了預期的要求。
優選的實施方案還有，所述第三步驟中拌合後的浙青混合料在成品料鬥中的存放時間小於等於25s。由於乳化浙青混合料在成品料鬥中25秒內就可粘接，難以排除。攪拌必須在25秒內完成，攪拌時間過長及強力過度攪拌會導致不穩定的乳化浙青膜從回收浙青脫落、回收浙青上的舊浙青的剝落、乳化浙青破乳過快等問題。如果攪拌時間過短，會造成再生料裹附性差，出現較嚴重的花白料。
本發明冷再生浙青路面的現場施工的具體方法如下
該路面冷再生浙青混合料處理及路面攤鋪方法是將舊浙青路面材料破碎、篩分和貯存；
將舊浙青路面材料在施工現場破碎和篩分；
將破碎篩分後的浙青路面的舊料放入成品料鬥中，取乳化浙青與水1 1混合，並與成品料鬥中的浙青路面的舊料拌合，然後加入水泥和礦粉混合物，形成浙青混合料。
將冷再生浙青混合料壓實以及養生。
舊浙青路面材料的破碎、篩分和貯存，包括根據銑刨料的尺寸(例如，高速公路面層浙青混合料最大粒徑26. 5mm)和冷再生浙青混合料的級配要求，設置粒徑IOmm和30mm 的兩道篩網，將銑刨料分成IOmm以下的細集料部分及10 30mm的粗集料部分。為了充分利用鏡刨料，通過破碎設備，對30mm以上大顆粒部分進行再次破碎，破碎後的鏡刨料再經篩網過篩後分成粗、細兩檔，就可以繼續利用了。篩分後的舊浙青路面材料按粗、細不同進行分類堆放，同時由於舊浙青路面材料的含水量不宜過大，堆放地點必須進行硬化，對細的舊浙青路面材料材料採取防雨措施。
冷再生浙青混合料的拌和，是將破碎篩分後的原浙青面層銑刨料、乳化浙青、礦粉、水泥以及水按照摻配質量比例，應用冷再生浙青混合料拌和設備進行舊浙青路面材料混合料的拌和加工，得到均一混合物。適宜的拌和時間根據實際情況調節並通過試拌確定， 拌和後的冷再生浙青混合料應均勻，混合料裡褐色、無花白料、無液體流淌現象、無水泥或礦粉結塊成團現象，和易性良好。嚴格控制冷再生浙青混合料的拌和時間，若過度拌和，可能導致乳化浙青提前破乳，而拌和不充分則可導致舊浙青路面材料等材料不能充分地被乳化浙青裹覆。
—臺攤鋪機的攤鋪寬度不宜超過6m，通常應採用兩臺或以上相同型號的攤鋪機組成梯隊聯合攤鋪，相鄰兩臺攤鋪機應具有相同的壓實能力，攤鋪間距一般為10 20m，前後兩臺攤鋪機軌道重疊30 60m，保證縱向接縫為溼接縫。
冷再生浙青混合料必須緩慢、均勻、連續不斷地攤鋪，攤鋪過程中不應隨意變換速度或中途停頓。攤鋪速度宜控制在1 3m/min範圍內，當發現混合料出現明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時，應分析原因，予以消除。
為了協調以上步驟，冷再生浙青混合料拌和站的生產能力應根據攤鋪速度進行控制，可用下式計算
Q = 60XsXbXhXr
式中
Q-拌和站每臺機小時產量，t/h ；
S- 一攤鋪機行進速度，m/min ；
b-攤鋪寬度，m;
h-攤鋪層厚度，m;
r-冷再生浙青混合料的毛體積密度，t/m3。
冷再生浙青混合料的壓實
冷再生浙青混合料需要比熱拌浙青混合料更大的壓實功才能被充分壓密。
根據公路施工技術規範進行冷再生浙青混合料的壓實，過程分初壓、復壓、終壓三個階段。
(1)初壓，採用1 2臺8 12t雙鋼輪壓路機靜壓1 遍(輪跡重疊輪寬的1/2 左右，往返1個來回為1遍)、中或低檔位振壓1 2遍，緊跟攤鋪機進行碾壓，並保持較短的初壓區長度(30 50m)。
(2)復壓，宜先採用2臺35t以上單鋼輪壓路機低或中檔位振壓3 4遍，不宜開高檔振動；再採用2臺30t以上輪胎式壓路機揉壓3 4遍，以基本消除輪跡為宜。復壓應緊跟在初壓後開始，且不宜隨意停頓。壓路機碾壓段的總長度應儘量縮短，通常不超過60 80m。採用不同型號的壓路機組合碾壓時宜安排每一臺壓路機作全面碾壓，防止不同部位的壓實度不均勻。在復壓過程中，用:3m直尺連續檢測碾壓平整度，當發現有凸埂時，應及時採用振動壓路機沿橫向順埂振壓消除。
(3)終壓，宜採用1臺8 12t雙鋼輪壓路機靜壓1 2遍。終壓應緊跟復壓，經終壓後已無明顯輪跡時，可完成終壓。
養生
冷再生浙青混合料上基層碾壓完成後應及時靜置養生，養生期通常為10 14天， 以可以用鑽孔取芯機取出完整的冷再生浙青混合料上基層芯樣作為結束養生工作的最終評判指標。
工地現場須根據具體情況配備足夠數量的彩條布或PU薄膜類防雨國材，在下雨前必須將養生路段的再生上基層覆蓋嚴密，並做好路肩排水。
冷再生浙青混合料上基層與下面層之間須鋪灑粘層油，使兩層浙青結構層緊密聯結。
據此，完成路面施工。
採用上述方法施工後的路面，其主要設計指標為
權利要求
1.一種冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述方法包括如下工藝步驟51採用路面銑刨設備將浙青路面的舊料挖出；52用破碎篩分設備對浙青路面的舊料進行連續循環破碎篩分；S3:將破碎篩分後的浙青路面的舊料放入成品料鬥中，取乳化浙青與水1 1混合，並與成品料鬥中的浙青路面的舊料拌合，然後加入水泥和礦粉混合物，形成浙青混合料；54再將浙青混合料以緩慢、均勻、連續不斷的方式攤鋪在路面的基層上；55通過初壓、復壓、終壓三個碾壓階段完成壓實冷再生浙青混合料；56對冷再生浙青混合料的基層碾壓完成後靜置養生10 14天。
2.如權利要求1所述的冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述S2步驟中的循環破碎篩分選用兩層篩網。
3.如權利要求2所述的冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述兩層篩網將破碎後的浙青路面的舊料分為細料與粗料，所述細料與粗料的粒徑分別為IOmm以下及 10 30mmo
4.如權利要求1所述的冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述S3步驟中的拌合時間為幹拌5s，溼拌30s，拌合周期為50s。
5.如權利要求1所述的冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述S3步驟中的浙青混合料中浙青路面的舊料、乳化浙青、水泥和礦粉混合物的重量比為94 4 2。
6.如權利要求1所述的冷再生浙青路面的現場施工方法，其特徵在於，所述S3步驟中拌合後的浙青混合料在成品料鬥中的存放時間小於等於25s。
全文摘要
本發明公開了一種冷再生瀝青路面的現場施工方法，包括如下工藝步驟採用路面銑刨設備將瀝青路面的舊料挖出；用破碎篩分設備對瀝青路面的舊料進行連續循環破碎篩分；將破碎篩分後的瀝青路面的舊料放入成品料鬥中，取乳化瀝青與水1∶1混合，並與成品料鬥中的瀝青路面的舊料拌合，然後加入水泥和礦粉混合物，形成瀝青混合料；再將瀝青混合料以緩慢、均勻、連續不斷的方式攤鋪在路面的基層上通過初壓、復壓、終壓三個碾壓階段完成壓實冷再生瀝青混合料；對冷再生瀝青混合料的基層碾壓完成後靜置養生10～14天。該方法，一次性冷再生比例高，具有較高的經濟效益，而且不存在二次汙染的問題，是一種綠色環保的製備方法。
文檔編號E01C19/10GK102505600SQ201110331798
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者夏鹹明 申請人:江陰泰富瀝青有限公司