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水泥就地冷再生施工技术指导

   编辑:文武  邮箱:info@mortar.cn
2018-09-19 09:37:34 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

摘要:第一章 机械
再生施工的特点是大型机械密集施工和高生产率。对冷再生机械及配套设备要求是有足够的生产能力并且处于良好的工作状态。维特根冷再生施工机组中最重要的就是再生机械的选择,决定采用哪种再生机械主要工程

第一章 机械
再生施工的特点是大型机械密集施工和高生产率。对冷再生机械及配套设备要求是有足够的生产能力并且处于良好的工作状态。维特根冷再生施工机组中最重要的就是再生机械的选择,决定采用哪种再生机械主要工程规模和再生类型的影响。WR2000/WR2500S型就地冷再生机是目前使用最广泛的机械,下面主要介绍它在水泥就地冷再生施工过程中的机械配置和施工前的准备工作。
1.1 WR2000/WR2500S 就地再生机
工作宽度:2000mm/2438mm
最大工作深度:500mm
发动机功率:315kw/500kw
工作重量:ca.23t/32t
1.2 罐车
罐车是再生机德的配套设备,用来供水或者液体稳定剂。罐车的容量要与日工程量和道路现状匹配。在水泥就地冷再生施工过程中,要求有至少2台水罐车给再生机提供施工用水。建议最佳方案为:固定一台水罐车与再生机连接,另外一台或者多台水罐车配备水泵为固定水罐车补充水,补充水的水罐车数量取决于水消耗速度和水源远近,以实现最佳工作效率。
1.3  压实设备
重型压路机对新再生层底部达到要求的压实度有重要作用,因而其选择非常关键。在应用WR2000/WR2500S就地冷再生机施工过程中需要单钢轮压路机进行压实,数量2台。单钢轮振动压路机可以进行强弱振动选择。使用的单钢轮振动压路机净重取决于再生层的厚度,可参照表1.1选择:
表1.1单钢轮振动压路机净重选择
压实层厚度
压路机净重(吨)
<150mm
16
150mm-200mm
20
200mm-250mm
22
>250mm
25
1.4  平地机
    由于WR2000/WR2500S是轮胎式就地冷再生机,所以在施工过程中为了达到控制平整度和标高的要求,需要配备一台平地机。
1.5  洒水车
水泥就地再生层需要进行7天切断交通养生。建议最佳的养生方法为薄膜覆盖养生或者压实结束后直接进行乳化沥青封层。如果采用洒水养生的方法,需要配备洒水车一台。
1.6 胶轮压路机
胶轮压路机主要是对再生层表面进行揉搓,尽量让表面密实,减少水碓再生层的不利影响。需要一台喷水功能完好的胶轮压路机,可以选择自重在20吨以上的压路机。
1.7  准备工作
再生机和配套设备准备完毕即具备施工条件,在正式施工之前还要对再生机组进行下面要求的准备工作:
(1)对再生施工中所需要的所有机械设备进行全面的功能检查;
(2)检查各设备所装水和/或稳定剂是否能满足再生路段施工的需要;
(3)采用推杆将再生机组连接就位;
(4)连接所有与再生机相连的管路,排出喷洒系统中的空气并确保所有阀门均处于工作状态;
(5)检查再生机操作人员是否将于稳定剂添加量有关的数据输入微机。
(6)再生路段是否有明确的安全导向标志,所有施工人员是否均已清楚施工程序。
这些基础的准备工作快速而简单,应成为每次施工开始前的例行工作。除再生机外,建议对所有辅助设备机械及设备的操作人员进行检查,以确定他们是否已经明白各自的责任,以及如何操作以确保再生施工顺利施工。
第二章 再生材料配合比设计
2.1原材料试验
水泥稳定再生层施工前,需要对原路面进行配合比设计。要求利用WR2000/WR2500S就地冷再生机在原旧路上铣刨有代表性的样品。用再生机进行取样,不仅能够了解实际结构层厚度和材料类型,而且提供了试验室配合比设计的样品。如果工地条件受限,也可以采用铣刨机进行取样,但是尽量不要采用人工取样。
2.1.1选取的铣刨料样品应严格按照相关规范和规程进行下列试验:
     (1)级配分析;
     (2)塑性指数;
     (3)击实试验;
     (4)含水量;
2.1.2对级配不良的铣刨旧料,应通过掺加部分新料以改善其级配,对新加料应取定料场中有代表性的样品严格按照相关规范和规程进行下列试验:
     (1)级配分析;
     (2)塑性指数;
     (3)相对密度;
     (4)碎石或砾石的压碎值;
     (5)含水量;
2.1.3应检验水泥标号和终凝时间。
2.2   材料要求
2.2.1水泥就地稳定再生中的待稳定材料应满足如下要求:
    (1)水泥稳定再生层单个颗粒的最大粒径不应超过37.5mm。用于高速公路和一级、二级公路基层时,再生混合料级配宜满足表2.1所列1号级配范围;用于高速公路和一级、二级公路基层或二级以下公路基层时,再生混合料级配配宜满足表2.1所列2号级配范围的要求。
(2)待稳定材料的塑性指数不应超过10。塑性指数大于10的待稳定材料,宜采用石灰稳定,或用水泥和石灰综合稳定。
(3)水泥稳定再生材料对所加入的碎石或者砾石,应预先筛分成3-4个不同粒级,然后配合,使颗粒组成符合表2.1所列级配范围。
表2.1 无机结合料稳定冷再生混合料的级配范围
筛孔尺寸(mm)
通过各筛孔的质量百分率(%)
1
2
37.5
 
90~100
31.5
100
 
26.5
90~100
66~100
19
72~89
54~100
9.5
47~67
39~100
4.75
29~49
28~84
2.36
17~35
20~70
1.18
 
14~57
0.6
8~22
8~47
0.075
0~7
0~30
2.2.2使用的粗细集料质量要求应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的规定。单一粗细集料质量要求不能满足要求,但是集料混合料性能满足要求的,可以使用。
2.2.3水泥作为再生结合料时,可以采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥。水泥的初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥,不应使用快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥。水泥应疏松、干燥、无团结、结块、受潮变质。水泥强度等级可以为32.5或42.5。
2.2.4石灰作为再生结合料时,可以采用消石灰粉或者生石灰粉,石灰技术指标应符合《公路路面基层施工技术规范》的规定。石灰在野外堆放时间较长时应覆盖防潮。
2.2.5应采用洁净水用于水泥稳定再生施工。对水质有疑问时应进行检验。
2.3   配合比设计
2.3.1首先测得回收旧路面材料、新集料等各组成材料的级配。然后根据旧混合料和新加料的级配确定合成级配,级配范围如表2.1。绘制级配曲线,使设计合成级配在相应的级配范围内。设计的合成级配宜接近表中级配范围的中值。当反复调整不能满足时,应更换新加料设计。
2.3.2分别按下列五种水泥剂量配制同一种土样、不同水泥剂量的混合料3.5%,4.0%,4.5%,5.0%,5.5%。水泥剂量以水泥质量占全部待稳定材料干质量的百分率表示,即水泥剂量=水泥质量/待稳定材料干质量。
2.3.3按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057-94)T0804-94方法确定混合料的最大干密度和最佳含水量。确定各种混合料的最佳含水量和最大干(压实)密度,至少应做三个不同水泥剂量混合料的击实试验,即最小剂量、中间剂量和最大剂量。其他两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。
2.3.4成型试件(静压成型)
2.3.4.1 按规定压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。
2.3.4.2 根据最佳含水量和计算的干密度制备试件。进行强度试验时,作为平行试验的最少试件数量应不少于表2.3的规定。如试验结果的偏差系数大于表中规定的值,则应重做试验,并找出原因,加以解决。如不能降低偏差系数,则应增加试件数量。
表2.3 最少试件数量

 
<10%
10%~15%
15%~20%
公称粒径2.36mm
6
9
 
公称粒径19mm
6
9
13
公称粒径31.5mm
 
9
13
2.3.5 试件在规定温度下保湿养生6d,浸水24h后,按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ 057)进行无侧限抗压强度试验。各级公路用水泥稳定再生混合料的7d浸水抗压强度应符合表2.4的规定。
2.3.6水泥稳定再生混合料的组成设计应根据表2.4的强度标准,通过试验确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量,在需要改善混合料的物理力学性质或(和)级配时,还应确定掺加新料的比例。
表2.4  无机结合料稳定冷再生混合料技术要求
检验项目
再生结合料类型
水泥
石灰
高速公路和一级公路
二级及二级以下公路
高速公路和一级公路
二级及二级以下公路
   
3.0~5.0
2.5~3.0
 
0.8
底基层
不小于
1.5~2.5
1.5~2.0
0.8
0.5~0.7
2.4确定稳定剂的最佳用量
2.4.1计算无侧限抗压强度试验结果的平均值和偏差系数。
2.4.2根据要求的强度标准,选定合适的水泥剂量,此剂量试件室内试验结果的平均抗压强度R应符合公式2.7.1的要求:
R≥Rd/(1-ZaCv)              (2.7.1)
式中:
Rd—设计抗压强度;
Cv—实验结果的偏差系数(以小数计);
Za—标准正态分布表中随保证率(或置信度a)而变的系数,高速公路和一级公路应取保证率95%,即Za=1.282。
2.4.3工地实际采用的水泥剂量应比室内试验确定的剂量多0.5%。
2.4.4水泥再生混合料的强度不能以水泥含量的增大来获得。水泥稳定再生混合料用做基层时,水泥剂量不宜超过6%。当水泥剂量为5%而混合料强度达不到设计要求时,应该考虑级配和添加新集料来改善强度结果。
第三章         试验段施工
3.1 水泥稳定再生结构层施工期的最低气温应在5℃以上。
3.2按要求选定试验段。
3.3根据经验和所用再生机械的特点,制定3~5种不同的再生机行进速度和转子速度的组合方案,按设计的再生深度对旧路进行铣刨,取铣刨后具有代表性的材料送往试验室进行筛分,选择级配最接近理想级配的方案作为施工时再生机行进速度和转子速度的方案。
3.4 按照3.2确定的再生机行进速度和转子速度,根据再生深度对旧路铣刨,取铣刨后具有代表性的材料样品送往实验室进行室内配合比设计。
3.5按照室内试验结果,在旧路上摊铺新加料或/和填料,但不添加稳定剂,按3.2确定的方案进行铣刨,取铣刨后具有代表性的材料样品送往实验室进行筛分,如果筛分后的级配与室内设计级配超过工地允许波动范围,应调整再生机速度和转子速度,使铣刨后的级配与室内设计级配相比波动在允许范围内。
3.6根据稳定剂类型,按照本指南相应章节进行严格施工,采用1~3种压实方案进行施工(包括压路机吨位、碾压顺序、遍数等),以确定最为合理的碾压方案。
3.7取再生机后经铣刨、拌和的混合料,送往试验室,对以水泥作为稳定剂的冷再生,测定再生混合料的含水量、水泥量,并按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057-94)要求成型试件,测定其7d无侧限抗压强度。
3.8对试验段的弯沉、压实度、平整度、厚度、宽度等指标进行检测。
3.9根据试验段的结果最终确定再生混合料的级配、施工时采用的再生机行进速度、转子速度及再生结构压实工艺。
第四章         水泥就地冷再生施工
   
就地冷再生的工艺流程宜按图4.1的顺序
封闭交通
施工放样
准备原道路
准备新加料
冷再生机组就位
摆放和摊铺水泥
冷再生机铣刨与拌和
碾压整形
接缝和调头处的处理
养生
图4.1  水泥稳定就地冷再生工艺流程
4.1封闭交通
4.1.1  在准备原路面的前一周,应在再生路段各路口设置标示牌,提醒司机及行人封闭交通的时间。
4.1.2  开始准备原路面时,完全封闭交通,禁止一切车辆通行。
4.1.3  整个施工及养护过程中,对再生施工路段要完全封闭交通。
4.1.4  未进行再生施工路段应设置警示牌,提醒司机及行人。
4.2  准备原道路
4.2.1  清除原道路表面(包括不需要再生的相临行车道和路肩)的石块、垃圾、杂草等杂物。
4.2.2  清除积水。
4.2.3  清除再生路段上存在的井盖等类似结构物。
      (1)对井盖所处位置做好精确的标记。
      (2)取下井盖,挖掘井盖周围的砖或混凝土等结构物至再生层底100mm。
      (3)在井洞上盖一厚钢板,并且再生料或碎石回填。
      (4)再生原道路,摊铺沥青层。
      (5)整齐的挖掘并取下钢板,修补井口,并且贫混凝土回填。
      (6)放置新的井盖,使井盖与沥青表面齐平。
4.2.4  对原道路进行预整形
(1)原道路的横坡(包括超高或路拱)、纵坡线进行调整,使原来局部隆起或凹陷之类的不平整变的平滑,达到设计要求。
      (2)深坑或车辙也可归为凹凸不平。
      (3)超过再生层厚度的大的沉降或坡度变化,必须在再生前单独处理。
4.2.5  在再生路段两侧路肩上每隔一定距离(可为10~30m)交错开挖泄水沟(或做盲沟)。
4.3    准备新加料
4.3.1  外加新料的厚度必须小于再生厚度。
4.3.2  计算材料用量:
       (1)根据原道路再生深度内的平均密度,计算每平米新料的添加量。
       (2)根据每车料的质量或体积,计算每车料的堆放距离。
(3)采用人工摆放和摊铺水泥时,应根据水泥用量,计算每平方米水泥稳定层需要的水泥用量,并确定水泥摆放的纵横间距。
4.3.3  新加料装车时,应控制每车料的数量基本相等。
4.3.4  在同一料场供料的路段内,由远到近将新加料按上述计算距离卸置于原路面的中间。卸料距离应严格掌握,避免有的路段料不够或过多。
4.3.5  将新加料均匀地摊铺在旧路面上,按每1000m2为一摊铺段,检查新加料质量是否均匀。
4.4    冷再生机组就位
4.5    摆放和摊铺水泥
4.5.1  建议优先考虑水泥稀浆车或者水泥撒布车进行添加水泥。
4.5.2  人工撒布时,计算出的每袋水泥的纵横间距,在原路面上做好安放标记。
4.5.3  应将水泥于施工当日直接送到摊铺路段,卸在做标记的地点,并检查有无遗漏和多余。运水泥的车应有防雨设备。
4.5.4  用刮板将水泥均匀摊开,并注意使每袋水泥的摊铺面积相等。水泥摊铺完后,表面应没有空白位置也没有水泥过分集中的现象。
4.5.5  水泥撒布时注意不要全施工路段同时撒布,应该在冷再生机单幅工作宽度范围内均匀撒布水泥,等一个单幅工作宽度的作业面完成后再进行另外一个作业面的水泥撒布。
4.6    冷再生机铣刨与拌和
4.6.1  冷再生机推动稀浆车或水车在原路面上行进。
4.6.2  再生混合料的含水量应该控制为最佳含水量的(-0.5%~-1.0%)。
4.6.3  冷再生机行进速度应根据路面损坏状况和再生深度进行调整,一般为6m/min~8m/min,使得铣刨后料的级配波动范围不大。网裂严重地段应采用较慢速度。
4.6.4  应根据道路两侧设置的水平控制桩,定期核查再生深度是否正确,如再生深度超过设计深度±25px,应查明原因后再继续施工。
4.6.5  再生机后应有专人进行质量控制,随时检查再生深度、水泥含量和含水量,并配合再生机操作员进行调整。
4.6.6  施工中再生深度的检查以相邻已经再生或原路面为标准,用钢纤刺入土中,测量其刺入深度,看其深度是否合格。应在再生机每次下刀的两侧进行检查,其他路段30~50m检查一次。
4.6.7  应在作业面边缘固定导向线以帮助操作者。
4.6.8  若进行多刀施工时,应时刻注意搭接的宽度,保证搭接宽度。
4.6.9  再生机后宜安排4~5人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料,以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性。
4.6.10在施工过程中,对混合料的级配、再生深度、水的喷入量有任何疑问时,应停止施工等问题解决后再继续施工。
4.6.11每次再生的长度以保证后续作业能正常进行为宜,应认真组织施工,使再生的长度尽可能长些,以减少横向接缝。一个工作面长度一般为150m~250m。
4.7    碾压整形
4.7.1  根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同,制订碾压方案,应使各部分碾压到的次数尽量相同,路面的两侧应多压2~3遍。
4.7.2  在再生机后应配备一台大吨位单钢轮振动压路机进行初压。初压时先让压路机紧跟再生机后面进行一遍静压,静压后采用强振(高幅低频)进行压实,压实遍数应足以保证再生层底部2/3厚度范围内的压实度达到规定要求。每次碾压从施工段起点开始,至再生机边缘止,碾压宽度应超过该幅再生宽度。压路机的工作速度不得超过3km/h。
4.7.3  在完成一个作业段的再生和初压后,应立即用平地机整形。在直线段,平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段,平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时,再返回刮一遍。
4.7.4  在整形前,如果再生材料表面水分散失比较严重,可以先洒水后用平地机整形。
4.7.5  在整形过程中,严禁任何车辆通行,并保持无明显的粗细集料离析现象。
4.7.6  整形后,应立即用单钢轮振动压路机以弱振(低幅高频)进行复压。直线和不设超高的平曲线段,由路肩向路中心碾时,每次应重叠1/2轮宽,压完路面全宽时即为一遍。一般需碾压4~6遍。压路机的碾压速度,头两遍以采用1.5~1.7km/h为宜,以后宜采用2.0~2.5km/h。
4.7.7  最后用胶轮压路机进行终压,必要时可洒水碾压。
4.7.8  严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车,应保证再生层表面不受破坏。
4.7.9  碾压过程中,再生层的表面始终保持湿润,如水分蒸发过快,应及时不撒少量的水,但严禁大量洒水碾压。
4.7.10碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开重新拌和(加适量的水泥)或用其他方法处理,使其达到质量要求。
4.7.11经过拌和、整形的水泥稳定再生层,宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压,并达到要求的密实度,同时没有明显的轮迹。
4.8    接缝和调头处的处理
4.8.1  纵向接缝的处理
     (1)道路宽度小于7米,纵向重叠较多时,不宜半幅施工,应考虑全幅施工,以减少重叠量,提高施工效率。
     (2)一般最小重叠宽度为100mm。
     (3)路面材料越厚,重叠量越大;材料粒度越粗,重叠量越大。
     (4)相邻两次作业间隔12h以上时,重叠量应增加。
     (5)在纵向接缝上,根据已建再生层的完成时间,改变水的喷入量。
     (6)纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹位置。
4.8.2  横向接缝的处理
 (1)只要再生机停止,不论停止的时间长短,均形成横向接缝,应对所形成的横向接缝认真处理。
 (2)施工中应尽量减少停机现象。
 (3)应严格检查机械,特别水管排气,气体必须在液体到达喷洒杆前排除。
 (4)注意检查水泥稀浆或水的喷入量,避免在横向的过量或不足。
 (5)在停机处,再生机再次施工时,必须将整个再生机后退至再生过的材料1.5m的距离。
 (6)再生机开始工作时,操作员应尽快加速达到正常的施工速度。
 (7)禁止再生机以<2m/min的行进速度进行施工。如原路面强度过高导致再生机速度无法保证,建议采用预铣刨的方法处理。
4.9施工质量管理
 使用水泥、石灰等作为再生结合料的全深式再生,施工过程的质量控制项目、频度和质量标准如下表4.1要求:
表4.1  水泥、石灰再生质量控制的检查项目、频度和要求
检查项目
质量要求
检查频率
检验方法
压实度(%)
≥95
每个再生幅每1车道公里1次
重型击实T0924或T0921
抗压强度(MPa)
符合表2.4要求
每个再生幅每1车道公里6个或9个试件
T0805
含水率
符合设计要求
发现异常时随时试验
T0801
级配
符合表2.1要求
每个再生幅每1车道公里1次
T0302
水泥或石灰剂量
不小于设值1.0%
每个再生幅每1车道公里1次
T0809
第五章         养生及交通管制
5.1每一段碾压完成并经压实度检查合格后,应立即开始切断交通养生。
5.2采用薄膜覆盖方法进行养生,养生结束后,必须将覆盖物清楚干净。
5.3采用乳化沥青封层进行养生。乳化沥青用量按0.8~1.0kg/m2选用。如不能避免施工车辆在养生层上通行,应在乳液分裂后撒布3~8mm的碎石,做成下封层。
5.4基层的养生期不宜少于7d。
5.5养生期结束后,如其上为沥青面层,涌现清扫基层,并立即喷洒透层或粘沥青。在喷洒透层或粘层沥青后,宜在上均匀撒布5-10mm的小碎(砾)石,用量约为全铺一层用量的60%-70%;如其上是水泥混凝土面层,应尽快铺设,避免再生层暴晒开裂;在清扫干净的基层上,也可以做下封层,以防止基层干缩开裂,同时保护基层免遭施工车辆破坏。
5.6建议再生层养生结束后,等面层施工完再开放交通。
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