一种冷再生沥青路面的现场施工方法

专利名称：一种冷再生沥青路面的现场施工方法
技术领域：
本发明涉及一种浙青路面的再生方法，具体涉及一种冷再生浙青路面的现场施工方法。
背景技术：
浙青作为一种主要的路面材料，其质量直接影响着路面的服务性能和使用性能， 但国内目前生产的重交通路面的浙青品质和数量远远不能满足实际的需要，所以改性浙青技术越来越引起人们的重视。
目前我国浙青路面寿命短，究其根源，我国高等级浙青混凝土路面大多采用两层共38 40cm的半刚性基层，浙青混凝土面层一般15 18cm，所谓“强基薄面”。这种路面结构在浙青面层易产生反射裂缝；对于半刚性基层本身易产生干缩裂缝的致命结构性病害。这是造成高等级公路寿命短的主要原因，是矛盾的主要方面。要解决这个问题，治本之法是将现有的半刚性基层转换成柔性基层，即在处置半刚性基层病害时加铺一层柔性补强基层。作出柔性补强基层的方法有两种，第一种为用新的浙青混合料，但是新料造价高，又大大提高了浙青路面的成本；第二种为用旧的浙青混凝料进行乳化浙青厂拌热再生，这种方法虽然较用新的浙青混合料具有经济效益，但是旧料加热时产生大量的燃烟、水蒸汽、刺激性气味，造成二次污染，所以冷再生乳化浙青成为主要研究的方向。
我国的浙青资源比较贫乏，特别是高质量的道路浙青数量更是少之又少，远远不能满足快速发展的高速公路建设的需要，致使10余年来，绝大部分高速公路的道路浙青不得不依赖于进口，而进口浙青的价格之高往往令人膛目结舌，为了节省投资、加快建设速度，在修筑高速公路时只好选用较薄的浙青路面，这也导致了我国高速公路浙青路面的浙青层普遍比国外的薄很多。与此同时，我国的交通运输业却发展很快，交通量和汽车荷载都日益增加，重载车辆的数量更是大幅度提高。在只能铺筑薄浙青层的情况下，为了适应交通运输的需求，建设、设计、施工各方面只有对基层的承载力做出更高的要求，强度较高的半刚性基层就成为了我国高速公路浙青路面最普遍使用的基层结构。据统计，目前半刚性基层浙青路面是我国高速公路的主要路面结构类型，约占总里程的75%多。该路面结构通常是由浙青面层和半刚性基层组成。我国已开放交通的高速公路半刚性基层浙青路面，其浙青面层厚度多为15 16cm，半刚性基层厚20cm左右。长期以来人们普遍认为半刚性基层浙青路面的主要优点是①板体性强、承载力大、弯沉小；②节省投资，可以用较少的钱修更多的路。但是经过多年的使用，这种路面也暴露出了一些不容忽视的缺陷和不足①半刚性基层的收缩开裂以及由此引起的浙青面层的反射裂缝；②半刚性基层的疲劳损坏，由于半刚基层浙青路面的设计思想是建立在基层作为承重层的基础上的，基层的疲劳损坏就等于整个路面结构的破坏；③半刚性基层的强度、模量过大问题。这些缺陷和不足以及交通流量大幅度提高和超载问题严重，导致了大量的设计年限为15年的高速公路浙青路面在通车7 8年左右，充其量10年的时间里，就出现了程度不同的网裂、坑槽、车辙等早期损坏而必须进行大修。这种路面在进行大修时，浙青面层首先被铣刨掉，面层的铣刨就带了两个必须解决的问题一、浙青面层以下的路面结构承载能力的判断问题，以决定这些路面结构层的利用方式；二、回收的旧浙青路面材料RAP(reClaimed asphal t pavement、)的处置问题。目前路面结构设计，无论是新建还是改建，都越来越体现为一个技术一经济问题，所以本发明将寿命周期费用分析引入浙青路面改建结构设计，给出了基于性能的含冷再生层的加铺层厚度的确定方法。
通过工程数学方法对冷再生路面结构的有限元分析，综合考虑冷再生上基层模量对路基顶面最大压应变、冷再生上基层最大拉应变和面层最大剪应力的影响，冷再生上基层模量的理想范围是3000 4000MPa。结合冷再生浙青混合料的室内试验结果，只要冷再生上基层的模量大于2200MPa，就可以满足结构和材料的性能要求。
浙青混合料再生利用，是将需要翻修或废弃的浙青路面，经过翻挖(铣刨))、回收、破碎、筛分，用新集料、新浙青材料适当配合，重新拌制，形成具有要求路用性能的再生浙青混合料，用于铺筑新路面结构层，其使用效果与新浙青混合料相当或接近，浙青混合料的再生利用，能够节省大量的浙青和砂石材料，降低筑路成本，同时，还有利于处治废弃的浙青路面材料，节约能源，保护环境，具有显著的经济效益和社会效益。
总之，最大程度地利用原路面结构和路面材料对公路浙青路面进行大修，既可以实现路用材料和资源的可持续利用、降低维修成本，又可以在尽量减少废弃材料的环境污染和处理费用的前提下，全面恢复或提高原路面的路用性能，实现高速公路社会效益、经济效益与环保效益的和谐统一。发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种冷再生浙青路面的现场施工方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤
Sl 采用路面铣刨设备将浙青路面的旧料挖出；
S2 用破碎筛分设备对浙青路面的旧料进行连续循环破碎筛分；
S3 将破碎筛分后的浙青路面的旧料放入成品料斗中，取乳化浙青与水1 1混合，并与成品料斗中的浙青路面的旧料拌合，然后加入水泥和矿粉混合物，形成浙青混合料；
S4 再将浙青混合料以缓慢、均勻、连续不断的方式摊铺在路面的基层上；
S5 通过初压、复压、终压三个碾压阶段完成压实冷再生浙青混合料；
S6 对冷再生浙青混合料的基层碾压完成后静置养生10 14天。
其中优选的技术方案是，所述S2步骤中的循环破碎筛分选用两层筛网。
进一步优选的技术方案是，所述两层筛网将破碎后的浙青路面的旧料分为细料与粗料，所述细料与粗料的粒径分别为IOmm以下及10 30mm。
优选的技术方案还有，所述S3步骤中的拌合时间为干拌k，湿拌30s，拌合周期为 50so
优选的技术方案还有，所述S3步骤中的浙青混合料中浙青路面的旧料、乳化浙青、水泥和矿粉混合物的重量比为94 4 2。
优选的技术方案还有，所述S3步骤中拌合后的浙青混合料在成品料斗中的存放时间小于等于25s。
本发明的优点和有益效果在于该冷再生浙青路面的现场施工方法，一次性冷再生比例高，具有较高的经济效益，而且不存在二次污染的问题，是一种绿色环保的制备方法。同时还可以达到提高道路的通行服务水平，保护环境，节约不可再生资源，以及保护施工人员的身体健康的社会效益。同时，最大程度的利用了原路面结构和路面材料，实现了社会、经济、环保效益的最佳统一。


图1是本发明冷再生浙青路面的现场施工的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是一种冷再生浙青路面的现场施工方法，该方法包括如下工艺步骤
第一步采用路面铣刨设备将浙青路面的旧料挖出；
第二步用破碎筛分设备对浙青路面的旧料进行连续循环破碎筛分；
第三步将破碎筛分后的浙青路面的旧料放入成品料斗中，取乳化浙青与水1 1 混合，并与成品料斗中的浙青路面的旧料拌合，然后加入水泥和矿粉混合物，形成浙青混合料；
第四步再将浙青混合料以缓慢、均勻、连续不断的方式摊铺在路面的基层上；
第五步通过初压、复压、终压三个碾压阶段完成压实冷再生浙青混合料；
第六步对冷再生浙青混合料的基层碾压完成后静置养生10 14天。
在步骤一中，浙青路面的旧料堆应尽量避免在高温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。
对旧浙青路面材料进行分析时，在破碎时有许多浙青与粉料混合形成的浙青块 (假料)，这些旧浙青料在铺入路面中由于高温、载荷的交互作用，易被激活，产生油包、车辙等过油现象，在监测抽取样品分析时，应关注此现象并作好调整级配的准备。
步骤三中的乳化浙青是由微小浙青颗粒悬浮在水介质中的乳状液，乳化浙青与浙青旧料拌合时，由于乳化浙青颗粒表面电荷与回收浙青表面电荷发生中和反应，浙青颗粒相互靠近形成浙青膜，但是此时浙青膜由于水分的存在、强度较差，经过压路机碾压，水分挤出，在路面形成一层薄薄的水膜。浙青膜强度增大，随着养生期的结束，水分的蒸发，浙青颗粒电荷完全中和，浙青膜强度进一步增强，可以开放交通。在车辆载荷的交替作用和高温的影响下，形成完全坚实的浙青膜，混合料的劈裂强度达到最大值。乳化浙青混合料经过形成、破乳、强度增长变化的过程。养生期3 7天后可以开放交通，在3周左右劈裂强度离散性较小、趋于一致，1 2月强度达到最大值。
其中优选的实施方案是，所述第二步骤中的循环破碎筛分选用两层筛网。
进一步优选的实施方案是，所述两层筛网将破碎后的浙青路面的旧料分为细料与粗料，所述细料与粗料的粒径分别为IOmm以下及10 30mm。
优选的实施方案还有，所述第三步骤中的拌合时间为干拌k，湿拌30s，拌合周期为50s。
优选的实施方案还有，所述第三步骤中的浙青混合料中浙青路面的旧料、乳化浙青、水泥和矿粉混合物的重量比为94 4 2。在浙青混合料中，使用“沸腾”搅拌方式，使之能均勻地覆盖在骨料上。为了使得乳化浙青能够均勻地裹覆，在骨料与乳化浙青拌合前， 先喷入一定量的水，使之达到一定湿度。喷水水槽采用漫出水帘加水方式，搅拌出的成品料的均勻性很好，达到了预期的要求。
优选的实施方案还有，所述第三步骤中拌合后的浙青混合料在成品料斗中的存放时间小于等于25s。由于乳化浙青混合料在成品料斗中25秒内就可粘接，难以排除。搅拌必须在25秒内完成，搅拌时间过长及强力过度搅拌会导致不稳定的乳化浙青膜从回收浙青脱落、回收浙青上的旧浙青的剥落、乳化浙青破乳过快等问题。如果搅拌时间过短，会造成再生料裹附性差，出现较严重的花白料。
本发明冷再生浙青路面的现场施工的具体方法如下
该路面冷再生浙青混合料处理及路面摊铺方法是将旧浙青路面材料破碎、筛分和贮存；
将旧浙青路面材料在施工现场破碎和筛分；
将破碎筛分后的浙青路面的旧料放入成品料斗中，取乳化浙青与水1 1混合，并与成品料斗中的浙青路面的旧料拌合，然后加入水泥和矿粉混合物，形成浙青混合料。
将冷再生浙青混合料压实以及养生。
旧浙青路面材料的破碎、筛分和贮存，包括根据铣刨料的尺寸(例如，高速公路面层浙青混合料最大粒径26. 5mm)和冷再生浙青混合料的级配要求，设置粒径IOmm和30mm 的两道筛网，将铣刨料分成IOmm以下的细集料部分及10 30mm的粗集料部分。为了充分利用镜刨料，通过破碎设备，对30mm以上大颗粒部分进行再次破碎，破碎后的镜刨料再经筛网过筛后分成粗、细两档，就可以继续利用了。筛分后的旧浙青路面材料按粗、细不同进行分类堆放，同时由于旧浙青路面材料的含水量不宜过大，堆放地点必须进行硬化，对细的旧浙青路面材料材料采取防雨措施。
冷再生浙青混合料的拌和，是将破碎筛分后的原浙青面层铣刨料、乳化浙青、矿粉、水泥以及水按照掺配质量比例，应用冷再生浙青混合料拌和设备进行旧浙青路面材料混合料的拌和加工，得到均一混合物。适宜的拌和时间根据实际情况调节并通过试拌确定， 拌和后的冷再生浙青混合料应均勻，混合料里褐色、无花白料、无液体流淌现象、无水泥或矿粉结块成团现象，和易性良好。严格控制冷再生浙青混合料的拌和时间，若过度拌和，可能导致乳化浙青提前破乳，而拌和不充分则可导致旧浙青路面材料等材料不能充分地被乳化浙青裹覆。
—台摊铺机的摊铺宽度不宜超过6m，通常应采用两台或以上相同型号的摊铺机组成梯队联合摊铺，相邻两台摊铺机应具有相同的压实能力，摊铺间距一般为10 20m，前后两台摊铺机轨道重叠30 60m，保证纵向接缝为湿接缝。
冷再生浙青混合料必须缓慢、均勻、连续不断地摊铺，摊铺过程中不应随意变换速度或中途停顿。摊铺速度宜控制在1 3m/min范围内，当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。
为了协调以上步骤，冷再生浙青混合料拌和站的生产能力应根据摊铺速度进行控制，可用下式计算
Q = 60XsXbXhXr
式中
Q-拌和站每台机小时产量，t/h ；
S- 一摊铺机行进速度，m/min ；
b-摊铺宽度，m;
h-摊铺层厚度，m;
r-冷再生浙青混合料的毛体积密度，t/m3。
冷再生浙青混合料的压实
冷再生浙青混合料需要比热拌浙青混合料更大的压实功才能被充分压密。
根据公路施工技术规范进行冷再生浙青混合料的压实，过程分初压、复压、终压三个阶段。
(1)初压，采用1 2台8 12t双钢轮压路机静压1 遍(轮迹重叠轮宽的1/2 左右，往返1个来回为1遍)、中或低档位振压1 2遍，紧跟摊铺机进行碾压，并保持较短的初压区长度(30 50m)。
(2)复压，宜先采用2台35t以上单钢轮压路机低或中档位振压3 4遍，不宜开高档振动；再采用2台30t以上轮胎式压路机揉压3 4遍，以基本消除轮迹为宜。复压应紧跟在初压后开始，且不宜随意停顿。压路机碾压段的总长度应尽量缩短，通常不超过60 80m。采用不同型号的压路机组合碾压时宜安排每一台压路机作全面碾压，防止不同部位的压实度不均勻。在复压过程中，用:3m直尺连续检测碾压平整度，当发现有凸埂时，应及时采用振动压路机沿横向顺埂振压消除。
(3)终压，宜采用1台8 12t双钢轮压路机静压1 2遍。终压应紧跟复压，经终压后已无明显轮迹时，可完成终压。
养生
冷再生浙青混合料上基层碾压完成后应及时静置养生，养生期通常为10 14天， 以可以用钻孔取芯机取出完整的冷再生浙青混合料上基层芯样作为结束养生工作的最终评判指标。
工地现场须根据具体情况配备足够数量的彩条布或PU薄膜类防雨国材，在下雨前必须将养生路段的再生上基层覆盖严密，并做好路肩排水。
冷再生浙青混合料上基层与下面层之间须铺洒粘层油，使两层浙青结构层紧密联结。
据此，完成路面施工。
采用上述方法施工后的路面，其主要设计指标为
权利要求
1.一种冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述方法包括如下工艺步骤51采用路面铣刨设备将浙青路面的旧料挖出；52用破碎筛分设备对浙青路面的旧料进行连续循环破碎筛分；S3:将破碎筛分后的浙青路面的旧料放入成品料斗中，取乳化浙青与水1 1混合，并与成品料斗中的浙青路面的旧料拌合，然后加入水泥和矿粉混合物，形成浙青混合料；54再将浙青混合料以缓慢、均勻、连续不断的方式摊铺在路面的基层上；55通过初压、复压、终压三个碾压阶段完成压实冷再生浙青混合料；56对冷再生浙青混合料的基层碾压完成后静置养生10 14天。
2.如权利要求1所述的冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述S2步骤中的循环破碎筛分选用两层筛网。
3.如权利要求2所述的冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述两层筛网将破碎后的浙青路面的旧料分为细料与粗料，所述细料与粗料的粒径分别为IOmm以下及 10 30mmo
4.如权利要求1所述的冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述S3步骤中的拌合时间为干拌5s，湿拌30s，拌合周期为50s。
5.如权利要求1所述的冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述S3步骤中的浙青混合料中浙青路面的旧料、乳化浙青、水泥和矿粉混合物的重量比为94 4 2。
6.如权利要求1所述的冷再生浙青路面的现场施工方法，其特征在于，所述S3步骤中拌合后的浙青混合料在成品料斗中的存放时间小于等于25s。
全文摘要
本发明公开了一种冷再生沥青路面的现场施工方法，包括如下工艺步骤采用路面铣刨设备将沥青路面的旧料挖出；用破碎筛分设备对沥青路面的旧料进行连续循环破碎筛分；将破碎筛分后的沥青路面的旧料放入成品料斗中，取乳化沥青与水1∶1混合，并与成品料斗中的沥青路面的旧料拌合，然后加入水泥和矿粉混合物，形成沥青混合料；再将沥青混合料以缓慢、均匀、连续不断的方式摊铺在路面的基层上通过初压、复压、终压三个碾压阶段完成压实冷再生沥青混合料；对冷再生沥青混合料的基层碾压完成后静置养生10～14天。该方法，一次性冷再生比例高，具有较高的经济效益，而且不存在二次污染的问题，是一种绿色环保的制备方法。
文档编号E01C19/10GK102505600SQ201110331798
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者夏咸明 申请人:江阴泰富沥青有限公司