泡沫沥青再生技术规程.doc
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1、泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规程1 范围1.1 泡沫沥青冷再生技术主要用于旧沥青路面材料的再生利用,适用于各等级公路沥青路面的大修、改扩建工程。可用于高速公路、一级公路和二级公路沥青路面的下面层及基层,三、四级公路沥青路面的上面层。城市道路的大修与改扩建工程可参照执行。1.2 泡沫沥青冷再生施工工艺包括厂拌冷再生和就地冷再生,不同的再生工艺有其适用性,应用过程中应根据工程实际情况选择适宜的再生工艺,可以采用其中一种或两种工艺的组合进行施工。2 一般规定2.1 路用材料2.1.1 沥青 用于发泡的沥青其技术要求及适用范围应符合公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004)关于道路石油沥青
2、技术要求中70号或90号沥青的规定。不得使用改性沥青。 2.1.2 水泥 宜采用强度较低的水泥。普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥都可用于冷再生,技术指标应符合有关国家标准的要求,其中初凝时间不得小于3h,终凝时间宜在6h以上。快硬水泥、早强水泥或者已受潮变质的水泥不得使用。2.1.3 石灰 石灰质量技术指标应符合公路路面基层施工技术规范(JTJ0342000)有关规定的要求。2.1.4 石屑和碎石 石屑和碎石应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有颗粒级配,质量稳定,其质量应符合表1和表2的要求。表1 石屑材料质量要求项目单位指标试验方法表观相对密度,不小于g/cm32.45T03
3、28砂当量,不小于%60T0334塑性指数,不大于14T0118含水率,不大于%4T0332注:石屑是指通过4.75mm或2.36mm的筛下部分。表2 碎石材料质量要求项目单位指标试验方法表观相对密度,不小于g/cm32.45T0304或T0308石料压碎值,不大于%30T0316吸水率,不大于%3.0T0304或T0308针片状颗粒含量(混合料),不大于%20T0312软石含量,不大于%5T0320注:碎石是指粒径大于4.75mm,公称最大粒径为26.5mm的碎石材料。2.1.5 铣刨料 铣刨料应干燥、材料组成稳定,其质量应符合表3的要求。表3 铣刨料质量要求项目单位指标试验方法含水量,不大
4、于%4T0305超粒径颗粒(大于31.5mm)含量,不大于%15T0312各筛孔通过率的变异性0.075%2T0301或T03270.6%54.75%726.5%10当铣刨料中超粒径颗粒含量、材料变异性超过要求时,可以采取二次破碎的办法,使其达到要求。2.1.6 水 凡人或牲畜饮用水均可用于冷再生施工,遇有可疑水源时,应进行试验鉴定。当采用自然水源时抽水管应设有滤网,以防止杂草、树根等杂物堵塞再生设备上的喷嘴。2.2 施工条件与要求2.2.1 泡沫沥青冷再生施工应采用专用的路面铣刨和再生设备。2.2.2 泡沫沥青冷再生施工宜在气温较高时施工,当气温低于10时,不宜进行施工。不应在雨天施工。施工
5、时若遇雨则应采取必要的防雨遮盖措施,保护好已完工的再生层免遭雨淋。2.2.3 沥青发泡温度宜在150180之间,膨胀率不小于10倍,半衰期不小于8秒。2.2.4 泡沫沥青应在混合料中充分分散,一旦发现混合料中存在明显沥青团或大量沥青丝时,必须立即停止生产,查明原因加以解决后方可继续生产。已经生产的存在沥青团或沥青丝的混合料不得使用。2.2.5 当泡沫沥青冷再生混合料中含有水泥等活性填料时,从添加活性填料开始至混合料碾压完成的时间间隔不得超过活性填料的初凝时间。2.2.6 泡沫沥青冷再生层碾压完成后即可开放交通,但应限制重载车辆行驶。一般宜在再生层完工2天后(再生层含水量以低于拌和时含水量的40
6、%以下为宜)及时加铺封层。2.2.7 泡沫沥青冷再生施工前应设专人负责设置路档、标志牌,控制与疏导通车半幅的车辆行驶。3 冷再生路面设计3.1 泡沫沥青冷再生路面结构由沥青面层(磨耗层)、泡沫沥青冷再生层、剩余路面结构层(包括原有路面的部分基层、底基层、垫层和路基等)等多层结构组成。再生层应具有足够的强度和稳定性,主要起承重和抗疲劳的作用,可以为单层或双层。当再生层用于三、四级公路沥青路面的上面层时,应采用稀浆封层或碎石封层或微表处等做上封层。当再生层作基层或下面层时,沥青面层与泡沫沥青冷再生层之间也应设置封层。3.2 泡沫沥青冷再生层的下承层应当具有良好的承载能力,当下承层不满足设计承载力要
7、求时,必须进行补强处理。3.3 沥青面层类型应与公路等级、使用要求、交通条件相适应,沥青面层宜选用密级配的材料或通过设置防水层起到隔水作用。3.4 泡沫沥青冷再生路面常用结构厚度表4 泡沫沥青冷再生路面常用结构厚度交通等级特重交通重交通中等交通轻交通沥青面层厚度(cm)1054再生层厚度(cm)1530152512251225下承层强度o (MPa)2502001501004 冷再生施工4.1 泡沫沥青冷再生混合料设计 4.1.1 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程图确定沥青的最佳发泡条件从原路面获取RAP材料在空气中风干RAP材料确定RAP材料的级配及需要添加材料确定23组级配材料(不同用量
8、的细集料、粗集料及水泥)确定23组级配材料的最佳含水量和最大干密度每组级配材料下,按不同的泡沫沥青用量成型马歇尔试件40通风烘箱加速养生3天25室温1天25浸水1天干劈裂强度湿劈裂强度不合格初选材料组成及泡沫沥青用量混合料性能检验确定材料组成及泡沫沥青用量图1 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程图4.1.2 确定沥青的最佳发泡条件用于泡沫沥青冷再生施工的沥青,应进行发泡性能试验,确定最佳发泡条件,试验方法按照附录A的步骤进行,并应满足4.2.3条规定的要求。发泡性能用膨胀率和半衰期同时表征,发泡条件包括发泡温度及发泡用水量。4.1.3 活性填料的选择与使用应根据混和后材料(未添加泡沫沥青)塑性
9、指数的试验结果,按照表5选择活性填料的种类。表5 活性填料的选用标准塑性指数16活性填料水泥(01.5%)石灰(1.02.0%)石灰预处理后再稳定4.1.4 级配范围用于泡沫沥青冷再生混合料的合成级配范围,应满足表6的要求。表6 再生混合料合成级配范围筛孔(mm)0.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.531.5级配上限(通过率,%)10.017.024.028.033.042.056.074.087.092.099.0100.0100.0级配下限(通过率,%)4.07.010.014.018.025.035.049.057.062.066.077.0
10、100.04.1.5 混合料的最佳拌和用水量泡沫沥青冷再生混合料的最佳拌和用水量为集料(含水泥,不含泡沫沥青)最佳含水量的80%。4.1.6 混合料的成型拌和好的泡沫沥青冷再生混合料,必须在活性填料初凝时间内完成成型,成型方法可参照附录B。 4.1.7 劈裂强度试验与干湿劈裂强度比制作至少4种不同泡沫沥青用量(通常为1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)的试件,每种泡沫沥青用量下,分别成型两组试件(每组不少于4个),分别用于干湿劈裂强度试验。以两组试件劈裂强度的平均值,计算干湿劈裂强度比,试验方法可参照附录C。4.1.8 初选材料组成及泡沫沥青用量根据各组材料方案的干湿劈裂强度及干湿劈裂强度
11、比,回归这些指标与泡沫沥青含量关系曲线。选择材料方案干劈裂强度及干湿劈裂强度比均最优的,作为初选材料组成。选取初选材料组成湿劈裂强度最大值,所对应的泡沫沥青用量作为泡沫沥青用量的设计值。4.1.9 混合料的性能要求依据初选材料组成的泡沫沥青用量设计值,重新拌和泡沫沥青冷再生混合料。并对其进行各项性能试验,各技术指标必须满足表7的要求。表7 混合料性能指标要求类别技术参数特重与重交通中等交通轻交通强度干劈裂强度ITS(MPa,100mm,25)0.300.250.20湿劈裂强度ITS(MPa,100mm,25)0.250.200.15水稳性干湿劈裂强度比ITSR0.800.750.70强度车辙试
12、验动稳定度DS(次/mm)(60)3000混合料性能指标不能满足表7设计要求的,应通过调整材料组成和沥青用量等方法重新进行材料设计。4.1.10 材料的设计参数1 沥青混凝土和半刚性材料设计参数的选取,应按照国家现行规范的要求进行。2 泡沫沥青冷再生混合料的设计参数,应根据实测确定。在无试验数据的情况下,设计参数可参考表8给出的范围分析确定。表8 泡沫沥青冷再生混合料设计参数抗压回弹模量(MPa)(20)8001000劈裂强度(MPa)(15)0.50.74.2 厂拌冷再生施工4.2.1 施工流程图厂拌冷再生施工流程图如图3所示。施工准备基底检测及基层病害调查试验确定铣刨速度铣刨旧路面基层病害
13、处理运输回收铣刨料试验确定外添料的数量及规格加热沥青铣刨料分类堆放添加新集料沥青罐车运至工地再生层生产配合比试验再生机制备泡沫沥青泡沫沥青混合料搅拌添加水泥废 弃成品检验 合格 不合格 自卸车运输混合料 摊铺碾压再生层质量检验返 工不合格 再生层养生测试弯沉与钻芯 进入下一道工序图2 厂拌冷再生施工流程图4.2.2 设备要求4.2.2.1 场地设备要求水泥料仓3050立方米1个;50装载机23台;15t以上热沥青保温罐车23台或30t以上沥青加热罐1台;自卸车若干辆;水车23辆;路面专用铣刨设备;厂拌再生设备。厂拌冷再生施工应采用专用的沥青冷再生拌和设备。厂拌冷再生设备设备需要自带动力系统,无
14、需接电,便于拌和场地选取;设备需要具备移动性,便于材料就近回收利用,减少运输成本;设备拌和能力不小于200吨/小时;设备需要配备泡沫沥青添加系统,泡沫沥青装载必须包含沥青、压缩空气、水添加系统,喷洒梁和沥青管线需带电加热;设备的各种原材料添加系统需要以级料重量为基准,按照设定配合比添加,误差不超过0.1%;设备需要配备材料不足报警系统,任意添加材料不足时设备自动停止生产。沥青的喷嘴应能够自清洗并有测试喷头。4.2.2.2 现场设备要求12t以上双钢轮振动压路机1台(带强弱振动调整,带洒水功能);单钢轮振动压路机2台(带强弱振动调整);20t以上胶轮压路机2台(带洒水功能);摊铺机12台。4.2
15、.3 拌和场地要求4.2.3.1 拌和场地的设置应符合国家有关环境保护、消防、安全等规定。4.2.3.2 拌和场地与工地现场距离符合就近原则。4.2.3.3 拌和场地应具有完善的排水设施。路面铣刨料和需添加的新料必须分隔堆放,细集料应采取防雨措施,料场及场内道路应作硬化处理,严禁泥土污染。4.2.4 旧路面的铣刨根据铣刨机的功率及铣刨材料的级配,确定铣刨机的速度范围,一般不宜超过8m/min。铣刨后的路槽应当平整、坚实和符合规定的横坡,不得出现薄的夹层。摊铺泡沫沥青冷再生混合料之前,应安排人员(或清扫车)清扫路槽。4.2.5 病害处理摊铺泡沫沥青冷再生混合料之前,必须对其下承层进行病害调查。对
16、于满足强度要求,但出现病害的区域应进行相应的处理。对于强度不能满足设计要求的必须进行补强处理。4.2.6 试验路段在正式摊铺泡沫沥青冷再生混合料之前须先铺筑试验路段。试验段应当位于施工路段之内,长度控制在100200m。试验路段内可根据不同的施工组合方式,确定23个试验分段。通过试验路段应当确定以下内容:1、验证现场材料的级配和确定实际生产配合比;2、热沥青的出厂温度;3、沥青的发泡性能;4、冷再生材料的最大干密度、最佳含水量和添加的水量;5、摊铺的厚度与速度,以及再生层的松铺系数;6、不同压实组合下的压实度;7、泡沫沥青冷再生混合料的性能指标。8、检验各种施工机械的效率及组合方式是否匹配;试
17、验路段铺筑应由业主、监理共同参加,及时商定有关事项,明确试验目的与内容。铺筑结束后,施工单位应就各项试验内容提出完整的试验路施工、检测报告,报监理的批准。4.2.7 再生混合料的拌制4.2.7.1 如果厂拌设备料仓数量所限,添加的石屑、碎石可以事先按设计比例混和均匀后,再将其混合物装载到料仓。4.2.7.2 应当经常观测拌和是否均匀,一旦发现沥青出现条状或结团现象,必须立即停止生产。4.2.7.3 再生混合料取样应符合现行试验规程的要求。4.2.7.4 每个工作班结束时应打印出一个工作班材料用量和再生混合料拌和量的统计量,计算沥青、水泥及添加新材料的用量,与设计值及容许值的波动相比较,评定是否
18、符合要求。如果不符以上要求时,宜对设定值适当调整。4.2.7.5 再生材料拌和完成后,应当尽快运输至现场进行摊铺和压实。4.2.8 再生混合料的运输再生混合料宜采用较大吨位的运料车运输,但不得超载运输。运料车的运力应稍有富余,施工过程中摊铺机前方应有运料车等候。运料车宜用苫布覆盖,防止运输材料时水分蒸发或遭雨淋。4.2.9 再生混合料的摊铺4.2.9.1 再生混合料宜采用自动找平(钢丝绳引导的高程控制)方式的摊铺机进行摊铺。摊铺机应缓慢、均匀、连续不间断的摊铺,中途不得随意变换速度或停顿,摊铺速度宜控制在25m/min的范围内,以防混合料离析。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时,应
19、分析原因,予以消除。4.2.9.2 再生混合料的松铺系数应根据试验路段结果确定。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡。4.2.9.3 摊铺过程中的缺陷宜由人工作局部找补或更换混合料,但须仔细进行,特别严重的缺陷应整层铲除。4.2.10 再生混合料的碾压及成型4.2.10.1 再生混合料摊铺后应及时压实,其单层压实最大厚度不宜大于20cm。当厚度大于20cm时,应经试验路段确定各项施工参数。4.2.10.2 直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩向路中心碾压;设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时应重叠1/3轮宽,后轮压完路面全宽时即为1遍。压实施工流程为:双钢轮压路机静压
20、单钢轮压路机高幅低频强振压实 单钢轮压路机高频低幅弱振压实 视表面干燥情形决定是否洒水 轮胎压路机压实钢轮压路机的工作速度不得超过3km/h;轮胎压路机速度不得超过4km/h。4.2.11 工作缝工作缝包括纵向工作缝和横向缝,都应采用垂直的平接缝。所有的接缝处都要往完全压实的路段一侧去除部分材料。纵向接缝至少去除20cm,横向接缝至少去除10cm。 4.3 就地冷再生施工4.3.1 施工流程图旧路面调查弯沉和标高测试病害处理撒布水泥、石屑和粗骨料再生机铣刨再生作业改善平整度和提高压实度的措施整平压实静压一遍强振弱振刮平整平单钢轮压路机平地机单钢轮压路机胶轮压路机养生测试弯沉与钻芯下一道工序就地
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