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二灰舊路料底基層冷再生施工工法

           1前言

伴隨著我國國民經濟的快速發展,近年來道路交通量與日俱增,因此對現有道路的改造拓寬已成為加強道路使用功能,增強道路服務水平的重要施工方式??梢娫谂f路改造拓寬工程中,滿足工程質量及服務功能,又經濟環保的施工方法日趨重要。黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司承建的大慶市中央干渠路-南四路油田道路改造工程,本著“因地制宜、就地取材、充分利用工業廢渣”的原則,路面結構中采用了水泥、粉煤灰、舊路料底基層施工工藝。即將原有舊路二灰碎石基層挖除破碎,再經冷再生處理與水泥、粉煤灰一起攪拌,經壓實、養生,形成半剛性二灰舊路料底基層的施工工藝。該工藝施工與水泥穩定碎石基層施工相比,雖都具有良好的力學性質、板體性、水穩定性和抗凍性。但采用本工法施工的基層初期強度比水泥穩定碎石基層更好。質量得到更有效的保障.同時節約了資金;加快了施工進度;減少了原材料消耗,節約了能源;不產生廢料,環保效果好。經濟效益、社會效益顯著。2011年6月該工法關鍵技術經黑龍江省交通運輸廳組織的專家鑒定,認為達到國內領先水平。2011年7月本工法經科技查新,國內未見相同文獻報到.

2工法特點

2.1該工藝施工與水泥穩定碎石基層施工相比,雖都具有良好的力學性質、板體性、水穩定性和抗凍性。但采用本工法施工的基層初期強度比水泥穩定碎石基層更好。質量得到更有效的保障.

2.2冷再生二灰舊路料底基層,用舊路料替代了碎石,減少了碎石消耗,避免了廢料外運,其造價明顯低于水泥穩定碎石基層。節約了資金。

2.3冷再生基層施工工藝是將廢料重新利用的一個過程,節約了廢料外運設備、廢料堆棄場地、碎石生產及運輸設備等多種資源。避免了廢料棄除、廢料碎石運輸、碎石生產對環境的污染,取得了安全、環保、節能的良好社會效益。

2.4該工藝減少了廢料外運、碎石備入等施工環節,用冷再生設備直接路拌,工藝簡單,施工環節緊湊,加快了工程進度。

3適用范圍

本工法適用于高等級路面道路改擴建工程。

4工藝原理

冷再生二灰舊路料底基層是將原有舊路二灰碎石基層挖除破碎,再經冷再生處理與水泥、粉煤灰一起攪拌,經壓實、養生,形成半剛性二灰舊路料底基層的施工工藝。一方面運用冷再生機將舊路料、粉煤灰、水泥均勻拌合,通過水泥顆粒的水化作用形成的水泥架構,在二灰碎石中形成晶格網絡,提高了二灰碎石的強度和韌性。另一方面水泥水化后形成的Ca(OH)2成分對粉煤灰有較強激活作用,進一步增加了結構的強度,并提高結構層的抗凍性與耐磨性。

5施工工藝流程及操作要點

5.1工藝流程

5.2操作要點

5.2.1準備下承層

在鋪筑底基層之前,將完工并驗收合格的路基頂面上的浮土、雜物全部清除。下承層表面平整、橫坡度、寬度符合要求。

5.2.2施工放樣

   在布料之前,測量人員應首先放樣出底基層兩側外邊緣,每隔10m設立一樁,在邊樁上用明顯標記標示一條標準的施工基線,以控制上層的標高。

5.2.3試驗準備

重量比:水泥:粉煤灰:舊路料=6:34:60

施工體積比:水泥:粉煤灰:舊路料= 1:8.25:8.44

最佳含水量:14.2%

最大干密度:1.694g/cm3

5.2.4材料準備

實際層鋪計算方法(按組成材料配合比、體積比計算)

1 每平方米水泥用量:1694×0.3×6%= 30.492kg

     攤鋪厚度:30.492÷1200×100=63.5px

每延米橫向水泥擺放:30.492×13.05÷50kg/袋=8袋

按每延米橫向8袋水泥擺放。

2 粉煤灰松鋪厚度:2.54×8.25=525px

3 舊路料松鋪厚度:2.54×8.44=535px

根據松鋪厚度以及運料車噸位計算各種材料每車的卸料距離,舊路料每車裝載(20m3)計算每車卸土距離7.2m,粉煤灰車每車裝載量(20m3)計算每車粉煤灰距離7.3m。

5.2.5試驗段準備

1檢驗施工方案、施工工藝、操作規程的適用性。

2確定水泥粉煤灰舊路料的松鋪厚度及松鋪系數。

3檢測機械設備的性能和生產能力。

4攤鋪水泥粉煤灰舊路料時標高和厚度的控制方法。

5施工中水泥粉煤灰混合料最佳含水量的控制范圍及方法。

6壓實機具的選擇,確定碾壓順序、碾壓速度和碾壓遍數。

7制定保證質量的技術措施和質量控制方法。

5.2.6舊路料挖除破碎

用挖掘機挖除舊路料,并用破碎錘破碎舊路料,控制最大粒徑為100mm。

5.2.7運輸鋪舊路料

根據運輸車型和每車卸舊路料距離,用石灰打出網格線,按每格一車進行卸料。每車卸舊路料的裝運量固定,不能隨意增減。

用推土機粗平再用平地機精平調整橫坡,用22t壓路機靜壓一遍。

5.2.8運輸和攤鋪粉煤灰

運輸粉煤灰的車輛用苫布進行覆蓋。根據運輸車型和每車卸粉煤灰距離,每車卸粉煤灰7.3m,將粉煤灰堆放到已鋪好的舊路料層上,首先用推土機粗平,再用平地機進行精平、修整橫坡。鋪好粉煤灰后用22t振動壓路機靜壓一遍。

5.2.9運輸和攤鋪水泥

按計算的每袋水泥擺放的縱向1m、橫向1.6m間距,用石灰在路表面做出水泥擺放的標記,汽車直接把水泥袋卸到指定地點。待一切準備就緒后,人工打開水泥袋后,用刮平工具將水泥均勻攤開,使每袋水泥的攤鋪面積相等,并檢查表面有無空白位置或水泥過分集中部位。

5.2.10冷再生機拌合

拌合前,對混合料檢測含水量,冷再生機后派專人跟隨,隨時檢查拌合深度,并配合冷再生機操作人員進行調整。試驗檢測人員配合冷再生機操作人員控制含水量。派專人檢查每刀起始位置防止漏刀,并每10米挖一處,發現問題重新拌合。擬定速度,冷再生機進行速度0.48km-0.6km/h。拌合結束后,取樣制作強度試件。

5.2.11碾壓整形

1初壓

在再生機后緊跟一臺22t振動壓路機進行靜壓一遍,用平地機整平,對于局部低洼處,用鐵鎬將其表層125px以上耙松,并用新拌的混合料進行找平,整形時將高處料直接刮出路外,不能形成薄層貼補現象。整形過程中,及時測量標高和橫坡,每次整形都要按照規定的標高和橫坡進行,特別要注意接逢處的整平,以保證接逢順適平整。

2復壓

整平后,用22t振動壓路機振壓1遍再用中大YZ32壓路機振壓3遍。本段為超高的平曲線段,由內側向外側碾壓,重疊10-375px輪寬,后輪必須超過兩段的接縫處,后輪壓完路面全寬時,即為一遍。每遍跟蹤檢測壓實度直到滿足設計要求。壓路機的碾壓速度,頭1遍采用1.5~1.7km/h為宜,以后宜采用2.0~3.6km/h。

3終壓

終壓采用18-21t光輪壓路機碾壓一遍。

在碾壓結束之前,用平地機再終平一次,使其縱向順適,路拱和超高符合設計要求。終平仔細進行,必須將局部高出部分刮除并掃出路外;對于局部低洼之處,不再進行找補,可留待鋪筑墊層時處理。

5.2.12接縫處理

1縱向接縫的處理

1)一般重疊寬度為100~150mm

2)相鄰兩次作業間隔12h以上時,重疊量增加。

3)縱向接縫的位置盡量避開慢行、重型車輛的輪跡位置。

2橫向接縫的處理:對所形成的橫向接縫認真處理,施工中盡量減少停機現象。停機超過水泥初凝時間,再生機再次施工時,必須將整個再生機后退至再生過的路段1.5m的距離,并重新撒布水泥。

5.2.13養生

每一段碾壓完成并經壓實度檢查合格后,立即人工覆蓋土工布灑水養生。在7d內保持基層處于濕潤狀態。養生7-14天后再鋪筑上層混合料。

5.3施工注意事項

5.3.1嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車,保證再生層表面不受破壞。如機械必須到已壓成的結構上調頭,采取措施保護調頭作業段??稍跍蕚溆糜谡{頭的約8~10m長的穩定層上,先覆蓋一張塑料布或油氈紙,然后鋪上約250px厚的土、砂或砂礫。

5.3.2碾壓在水泥初凝前完成,并達到要求的密實度,同時沒有明顯的輪跡。

5.3.3為保證施工質量, 冷再生基層拌和是否均勻是施工的關鍵, 冷再生機拌和時行走速度要求控制不超過8m/min?,F場要加強水泥劑量、拌和深度檢測。

5.3.4冷再生機拌合過程中,對混合料的級配、再生深度、水的噴入量有任何疑問時,應停止施工,等問題解決后再繼續施工。

5.3.5冷再生基層拌和后, 要隨時檢測再生料含水量, 并及時補水,壓實嚴格按試驗段參數施工。

5.3.6每段再生結束后,應檢查銑刨轂的刀架、刀頭,發現損壞立即更換。

5.3.7合理安排施工進度,冷再生基層的施工長度控制不超過150 m , 要保證在水泥初凝前施工完畢(從加水拌合到碾壓成型一般不應超過3h)。

5.3.8碾壓過程中應注意如發現局部混合料有松散或開裂, 則應挖除并換補新料,找平后繼續碾壓密實,修補處應保證路面平整。

   5.3.9在養生期間設置路障封閉交通,除灑水車外禁止其他車輛通行。不能封閉交通時,限制重車通行,其他車輛的車速不超過30km/h。

5.3.10當4-5級以上風時或遇雨天時不能施工。

6材料與設備

6.1材料

水泥:應選用初凝時間3h以上和終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。不應使用快硬水泥、早強水泥以及已受潮變質的水泥。宜采用強度等級為32.5以上的水泥。水泥各齡期強度、安定性等應達到相應指標要求。

粉煤灰:粉煤灰燒失量不超過20%,SiO2、Al2O3和Fe2O3的總含量大于70%,細度合格(90%以上通過0.3mm篩孔,70%以上通過0.075mm篩孔)。運到現場的粉煤灰,應含有足夠的水分,防止揚塵。在干燥和多風季節,料堆應灑水或覆蓋。結塊的粉煤灰應打碎。

舊路材料:原舊路路面結構,最大粒徑不得超過31.5mm,沒有大的團塊。

水:普通飲用水。

6.2主要機械設備

7質量控制

7.1施工依據

《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004);

《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034-2000);

7.2質量控制措施

抓好全員質量教育,強化全員質量意識。使全體職工牢固樹立質量第一的思想,形成人人講質量,個個重視質量的良好氛圍。

7.2.1建立健全質量管理保證體系,完善各項質量管理制度,認真做好技術交底,明確質量目標。

7.2.2把好施工過程質量關,認真做好班組自檢、項目部抽檢。

          7.2.3在施工過程中堅持“.誰施工,誰負責”的原則,實行全面質量管理責任制。

7.2.4重點部位,重點內容,值班監督。對關鍵工序,質檢員進行全過程旁站,在施工現場督促施工人員按規范施工,并隨時抽查一些項目,如材料計量是否準確,碾壓是否到位,養生是否及時等。

8安全措施

8.1管理依據

《公路工程施工安全技術規程》(JTJ076-95)

《施工現場臨時用電安全技術規范》(JGJ46-2005)

《建筑機械使用安全技術規程》(JGJ33—2001)

8.2管理措施

建立安全管理機構和健全安全保證體系,加強安全技術管理,嚴格遵守有關安全規范,采取有力的安全保護和防護措施。

8.2.1建立健全各項安全規章制度,做到依法辦事;加強安全教育,提高廣大職工的安全意識和防范安全事故的能力;及時開展安全生產大檢查,消除事故隱患;

8.2.2建立嚴格的安全生產責任制。明確規定各職能部門、各級人員在安全管理工作中所承擔的職責、任務和權限。

8.2.3建立高效靈敏的安全管理信息系統。系統規定各種安全信息的傳遞方法和程序,在施工中形成暢通無阻的信息網,準確及時地搜集各種安全信息(如安全技術措施方案的編制、審批、交底、落實、確認信息、安全隱患、險肇事故及工傷信息等)。

8.2.4建立健全安全保證體系,成立安全檢查小組,定期或不定期進行檢查。

9環保措施

9.1環保管理目標:無水土流失和水質污染,無噪音污染,防止大氣污染和固體廢物污染,確保原有生態環境不遭到破壞。

9.2環保管理措施

嚴格遵守國家的環境保護各項規章制度,控制施工污染,減少污水、空氣粉塵及噪音污染,嚴格控制水土流失,扎扎實實抓好環境保護工作。

9.2.1采用覆蓋、灑水壓塵等措施,減少施工作業過程中所產生的粉塵、噪聲對周邊環境的不良影響。

9.2.2采取有效的預防措施和配置完善的HSE設施,把營區火災等重大險情控制為零。

9.2.3靠近生活水源的施工,用溝壕或堤壩同生活水源隔開,避免污染生活水源,施工廢水、生活污水按有關要求進行處理,不得直接排入農田、河流和渠道。

          9.2.4配備專用灑水車,對施工現場和運輸道路經常進行灑水濕潤,減少揚塵。

          9.2.5報廢材料或施工中返工的挖除材料立即運出現場并進行掩埋處理。對于施工中廢棄的零碎配件、邊角料、水泥袋、包裝箱等及時收集清理。

10資源節約

冷再生基層施工工藝是將廢料重新利用的一個過程,節約了廢料外運設備、碎石生產及運輸設備的投入量;避免了因廢料堆棄占用場地,節約資源效果顯著。

11效益分析

11.1經濟效益

以大慶市中央干渠路-南四路油田道路改造工程為例:

冷再生二灰舊路料基層(30㎝)每平米造價:30.60元,折算(500px)約為20.40元/m2。

二灰碎石基層(500px)每平米造價:30.79元

采用冷再生二灰舊路料基層施工每平米造價僅為二灰碎石的66%,同時還節省了廢料棄除費用。

11.2社會效益

冷再生基層施工工藝是將廢料重新利用的一個過程,減少了廢料外運、碎石備入等施工環節,用冷再生設備直接路拌,工藝簡單,施工環節緊湊,加快了工程進度,使工程能夠提前投入運營;同時節約了廢料外運設備、廢料堆棄場地、碎石生產及運輸設備等多種資源,避免了廢料棄除、廢料碎石運輸、碎石生產對環境的污染,取得了安全、環保、節能的良好社會效益。

12應用實例

12.1應用實例一

大慶市中央干渠路-南四路油田道路改造工程是大慶油田產能區的主要道路,也是大慶市南北方向的主要干道,原有舊路等級為三級,雙向兩車道,改造后道路等級為一級,雙向六車道。黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司承建該工程K19+000—K21+012.032,長2.012㎞的施工任務。工期為2010年6月1日-2010年9月31日。實施750px水泥粉煤灰舊路料施工面積57010m2。與二灰碎石基層檢測對比具有同樣良好的力學性質、板體性、水穩定性和抗凍性,但初期強度比水泥穩定碎石基層好。同時取得了顯著地社會效益。

12.2應用實例二

綏滿公路大慶(黃牛場)至齊齊哈爾(宛屯)段高速公路擴建工程是國家高速網的重要組成部分,是我國“五縱七橫”十二條主干線之一。黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司承建該工程C3合同段K702+000—K734+000的施工任務。工期為2009年3月18日-2009年9月20日。實施500px水泥粉煤灰舊路料施工面積122900m2,節約碎石15730m3,即滿足了施工質量又節省了工程造價,通車運營2年,工程使用效果良好。


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