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高速公路SMA路面就地热再生应用工艺研究

时间:2020-09-06 08:13:51

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高速公路SMA路面就地热再生应用工艺研究

近年来,就地热再生技术以快速、高效、环保的优点,赢得了越来越多道路养护行业人员的重视,也成为了很多高速公路养护施工的选择,江苏省很多高速公路都采用SMA沥青混合料进行施工。SMA路面具有质量好、美观等优点,但是SMA材料要求严、价格高,如果能够对SMA材料进行再生利用,将节约大量的资源和资金,但是目前国内对SMA路面的就地热再生存在质疑,本文以江苏省汾灌高速SMA路面热再生为例,介绍就地热再生技术在SMA路面施工中的难点和解决措施。

汾灌高速公路于2002年10月建成通车,自建成通车以来,经过数年的行车运营,在交通荷载、自然因素和超车车辆的作用下,部分路段的行车道出现不同程度的车辙、裂缝、泛油等病害,路面的整体服务性能降低。为保证道路的正常运营,提高路面的整体性能,延长路面使用寿命,改善路面的外观质量和使用状况,提高车辆行驶舒适度,必须对部分路况较差段落采取必要养护措施,以提高路面服务能力,改善路面使用性能,恢复路面结构强度,延长路面使用寿命。

采用传统铣刨摊铺工艺进行施工,会造成大量的资源浪费,且需要大量的新沥青混合料,成本较高,因此本次施工采用就地热再生技术对SMA路面进行施工

施工难点及应对措施

本项目交通流量大,每天交通量达18000辆至20000辆,流量其中95%是大货车,交通疏通难度更大。进入9月份和10月份,连云港地区昼夜温差大,加之周边农村焚烧秸秆等不利因素,经常造成大雾天气,严重影响了每天的开工时间——根据能见度和车辆数量才能确定开工时间,这就压缩了有效施工时间。同时,每当遇到警备任务、大雾天气和超过5公里的堵车情况时,就要求在1个小时内把全部设备撤到高速公路以外,保证交通的正常运行。

前期试验结果显示混合料木质纤维含量高,加热渗透困难,需根据天气情况增加加热设备数量,而且项目工程量虽然只有11万,但段落非常分散,最短施工段落不到200米,而且混合料类型、车辙深度都不尽相同,也增加了施工组织难度和技术难度。针对这些施工难点,在项目部的努力和业主的支持下,都有了针对性的解决措施,保证了工程的顺利实施。

难点一:原路面为改性沥青SMA路面,纤维含量高,加热、拌和困难

措施:针对原路面沥青混合料类型,通过施工前室内试验、现场模拟加热及试验段施工,增加加热设备,保证现场施工温度。增加设备包括:1台HM16加热王(提高原路面加热温度),1台HM18加热王(提高再生混合料加热温度)。釆取以上措施可确定SMA路面就地热再生施工现场温度,经现场测量。

难点二:交通量大,施工易影响交通

措施:施工时只占用一个车道,其他车道可正常通车,减少施工对交通的影响,整个施工过程中不中断交通。遇特勤、车流量较大、事故、堵塞严重等情况,可以随时停止施工,对车辆进行分流放行,甚至快速撤离施工现场。

难点三:施工路段分散且路段较短

措施:养护工程施工中,施工路段长且连续可以较好地保证施工质量及施工效率,而本次汾灌热再生施工路段分散且不连续,全长总计37个路段,路段长从100多米到1000多米不等,为了保证施工100多米到1000多米不等,为了保证施工时自行,转场时拖挂的方式,要求所有设备能够在半个小时内转场,以增加施工时间并减少转场对施工及交通的影响。

施工工艺简介

施工准备

首先使用小型铣刨机在起步和结束位置进行开槽处理,利于新旧路面的顺接,开槽横向宽度3.85m,纵向长度为1m,深度为4cm,加热后直接摊铺新沥青混合料。其次使用铣刨机将施工路段内的标线涂料清除,原则是以相对清除干净且少破坏原路面为宜,一般控制为4mm深度,然后使用“山猫清扫机”清扫干净。

原路面预加热

预加热设备为4台,试验段施工时每台设备间距为3m,发现表面层底面温度偏低,低于80度,分析原因为热量渗透时间短,所以在每台设备后又加挂5m保温棚布。并且结合连云港当地10月份气温和地温情况,设定起步1小时内行走速度为3.5m/min,正常施工时段行走速度为4m/min。测量第四台“加热王”后的4cm深度底面平均温度为120摄氏度。

再生、集料作业

使用RM6800再生机进行耙松、喷洒再生剂和集料作业,耙松宽度控制为3.8m,耙松深度控制为3.5cm,防止将中面层大骨料翻到表面,再生剂喷洒量设定为原路面混合料沥青含量的2%,集料宽度控制为3.85m,集料深度控制为3.8cm±3mm,同样关注不能将中面层大骨料打碎后翻到混合料中。

实测料带内部平均温度为123摄氏度。

再生混合料搅拌、加温

为提高再生沥青混口料的施工温度,施工过程采用中间加热装置。使用加热王HM18对再生混合料进行搅拌和加温作业,使用两部螺旋机构实现分料和收料作业,通过加温和搅拌后实测料带内部平均温度为151摄氏度。

铺设聚脂玻纤布

在每条整车道已经贯穿的横向裂缝处铺设自黏式聚酯玻纤布,宽度为3.7m,长度为1.26m,首先使用HM18自带的铲料板将料带铲开一处不小于1.35m长的缺口,人工对底面进行清理,将自粘式聚脂玻纤布铺设在槽底,在轮迹带位置人工撒少量混合料进行覆盖,防止粘轮。

新料添加、新料与再生料二次拌和

开工前对本项目原路面混合料级配和沥青含量等指标进行检测,根据目标级配进行配合比计算及试配。上述步骤3确保现场施工时原路面混合料收集后的级配与配合比试验阶段一致,施工时拌制特定级配新添加混合料与原路面混合料按比例进行充分拌和,生产配合比的沥青含量为6%,级配良好,石料级配接近规范中值。同时加强拌和站的生产质量控制,级配、油石比满足要求,新料到场温度控制不低于150摄氏度。

摊铺机、压实

摊铺机两侧各使用9m长浮动梁,以原路面的标高在9米内的平均值作为基准找平,摊铺宽度控制为3.85m,松铺系数根据试验段总结计算设定为1.18,摊铺机夯锤频率设定为5级,熨平板加热设定为自动控制128摄氏度。

SMA混合料压实采用三台双驱双振钢轮结合,初压采用双钢轮静压1遍双振2遍方式,速度为2km/h至3km/h,折返距离不超过20m;复压采用双驱双振碾压4遍方式,速度为3km/h至4km/h,折返距离不超过30m;终压采用双驱双振碾压2遍、静压1遍方式,速度为4km/h至5km/h,折返距离不超过40m。

开放交通

实测原路面全部冷却到50摄氏度以下时,收回标志标牌开放交通。

施工后检测

施工后对再生沥青混合料及路面各指标进行检测。

结束语

从就地热再生技术在汾灌高速公路SMA路面的实际应用情况来看,该技术应用前景如下;

在施工质量控制严格的前提下,采用就地热再生技术对SMA路面进行施工,完全可以确保施工质量。SMA路面就池热再生的关键是加热温度,因此在施工过程中要采取措施提高再生沥青混合料的温度,以确保施工质量。分幅施工时,对已经完成的路面接缝也进行适当加热,保证即使分幅施工也不会存在纵向弱接缝问题,既保证了交通正常通行,又保证了施工质量。采用热再生技术,加热、耙松原路表面,使摊铺的混合料与老路面焊接成一个整体,层间无弱界面,提高了施工后路面的承载能力。就地热再生技术近几年发展比较快,但就地热再生设备良莠不齐,在选择采用就地热再生技术施工时,注意对热再生设备进行甄别。

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