工艺工法QC省级工法公路路面翻修重建改造工程泡沫沥青就地冷再生施工工法20页.docx

省 级 工 法 申 报 书 工法名称：公路基层泡沫沥青就地冷再生施工工法申报单位： 申报地区： 申报时间： 2014年6月10日 工法名称公路基层泡沫沥青就地冷再生施工工法主要完成单位集团股份公司通讯地址邮编联系人电话主要完成者姓名职务职称所在工作单位项目总工工程师项目经理工程师高级主管工程师本工法应用的工程名称及时间 2013.04.10-2013.11.30本工法关键技术名称及鉴定时间公路基层泡沫沥青就地冷再生施工技术本工法关键技术获成果奖励的情况 沥青路面的现场冷再生，就是充分利用现有旧铺层材料（面层甚至基层），必要时加入部分新骨料，并按比例加入一定量的添加剂（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青、乳化沥青等）和水，使用就地冷再生机及配套机械现场连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，重新铺筑于路面满足一定路用性能的结构层的一整套工艺。道路工程采用了沥青冷再生基层施工工艺，基层工程质量完全满足设计及规范要求，施工速度快，工作效率高；工程全部机械化，工人劳动强度低；降低了工程造价，减少了环境污染。为了使这种冷再生技术得到进一步的推广应用，我公司的工程技术人员，结合工程实际，就沥青掺入量、RAP材料试验和现场施工工艺进行了深入的研究，本工法就是在此基础上编写形成的。关键技术及保密点：（有专利权的，请注名专利号）：一、 关键技术2、二、 保密点无技术水平和技术难度（包括与国内外同类技术水平比较）：通过本工法的应用，既加快了施工进度，又降低了施工成本，且施工干扰少，有利于环境保护，取得了良好的经济和社会效益。该项技术的成功实施，对推动沥青冷再生基层施工的技术进步，具有较深远的意义，为同类项目的沥青冷再生提供了丰富的施工经验和技术指标。本工法形成的施工工艺，技术水平和技术难度在沥青冷再生基层施工方面处于国内较先进水平。道路工程应用了本工法进行施工。对施工完成的冷再生基层进行了检测，全部达到设计标准，收到了良好的经济技术效益。通过实际工程应用证明，本工法具有较高的推广应用价值，尤其适用于病害严重的一、二、三级公路路面的翻修、重建等工程。经济效益或社会效益：采用本工法能够加快施工速度，缩短工期，降低工程成本，保护环境。施工干扰少，具有良好的社会与环保效益。通过实际工程应用证明，本工法具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。工法主要完成单位意见道路工程项目中泡沫沥青就地冷再生基层（公 章）2014年5月申报地推荐意见 （公 章）年 月 日专家评审推荐意见评审组长：年 月 日省建管局审定意见（公 章）年 月 日泡沫沥青就地冷再生基层施工工法Base Course Construction Method of Foam Asphalt Recycle 目 录1 前言32 工法特点33 适用范围34 工艺原理35 工艺流程及操作要点46 材料、设备87 质量控制88 安全措施99 环保措施1010 效益分析1011 工程实例111 前言我国的公路建设发展迅速，但由于设计、施工、养护管理及交通运输负荷的增加等诸多因素，沥青路面出现变形、车辙、松散坑槽、裂纹等早期损坏的现象屡见不鲜。根据我国公路建设情况，目前我国许多公路将进入修复阶段，若采用常规的方法，洗刨下来的大量废旧混合料将被废弃，造成了极大环境污染和资源浪费。而采用沥青冷再生工艺，不仅可以满足道路施工的各项性能要求，还节省了大量材料资源，避免了污染环境。 道路工程使用了路面泡沫沥青冷再生施工工艺，经过现场技术人员在实践中不断地摸索研究，在施工过程中通过不断总结和提高，形成了本工法。2 工法特点2.1施工质量可靠就地冷再生可以根据不同道路旧铺层材料的实际情况进行设计，选择不同的添加剂，配比准确，可以保证再生材料的优秀品质和施工质量，保证了维修后道路的使用期限，使再生后的路面与新铺路面性能基本相当。同时由于对旧材料进行重复利用，施工过程中路面的几何线形及厚度能得到很好地保持。2.2施工工序少道路就地冷再生机械施工一次性可以完成铣刨、破碎、添加、拌和及摊铺，从而简化了施工程序，缩短施工工期，并且道路碾压后很快能够开放交通。2.3施工干扰少冷再生施工的特点是使用大型机械密集施工，将因施工而造成的交通干扰降到了最低。机械具有封闭式自动控制添加系统，可以防止粉尘飞扬，有利于文明施工。由于冷再生施工只是集中在一定特定的区域，整套冷再生机械组可以处于同一条车道内，不影响其他车道车辆通行，可进行开放式施工，特别适用于交通量较大或路宽较窄情况下的道路的施工。2.4绿色施工，降低了成本使用常规的道路维修方法，旧混合料废弃量十分巨大，对环境造成污染。大量新材料的开采，也会造成资源减少和环境的破坏。而冷再生技术为绿色施工工艺，旧料得以充分再生利用，从而大大减少了新筑路材料的开采量，也不存在旧料的运输与存放问题，不仅实现了节能、节水、节地、节材和环境保护，而且降低了成本。3 适用范围适用于病害严重的一、二、三级公路路面的翻修、重建等工程，用于高速公路路面翻修时应进行论证。4 工艺原理沥青路面的现场冷再生，就是充分利用现有旧铺层材料（面层甚至基层），必要时加入部分新骨料，并按比例加入一定量的添加剂（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青、乳化沥青等）和水，使用就地冷再生机及配套机械现场连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，重新铺筑于路面满足一定路用性能的结构层的一整套工艺。 图4.1就地冷再生基层原理图5 工艺流程及操作要点5.1 工艺流程施工准备旧路面调查试验段施工冷再生混合料配合比设计撒布水泥再生机洗刨再生作业整平压实养护质量检测开放交通图5.1.1 施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1泡沫沥青冷再生混合料配合比设计 （1）对基质沥青进行基本指标进行检测，测定沥青的发泡性能。（2）在原路面利用冷再生机洗刨有代表性的样品进行取样，并在室外将RAP材料样品风干。（3）对RAP材料（即回收沥青路面材料）进行含水量、筛分和沥青含量等试验，确定RAP材料的级配。（4）采用不同用量的新掺合料（水泥）与RAP料合成23组级配混合料，通过击实试验，得到最大干密度和最佳含水量。绘制级配曲线，设计合成级配应接近级配范围的中值。（5）将RAP料按照设计的掺配比配制5份，分别加入到拌和机中干拌1min，然后加入最佳含水量的80%水再拌合2min，同时选取5组对应的油石比（通常油石比范围为2%4%，以0.5%为间距），在最佳的沥青发泡条件下，将沥青加入到混合料中，快速拌合1min，制成马歇尔试件。（6）马歇尔试件不脱模养护24小时，脱模后放入40度通风烘箱养护72小时，在25度室温静置24小时后测定试件的干劈裂强度，在25度恒温水槽中养护24小时后测定试件的湿劈裂强度。（7）绘制干劈裂强度与沥青用量、湿平劈裂强度与沥青用量的关系曲线，根据各沥青用量的试验结果和规范规定，选取最佳泡沫沥青用量。表5.2.1试件劈裂强度表图5.2.1劈裂强度与沥青用量的关系曲线5.2.2试验段施工（1）根据经验和所用再生机械的特点，制定35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。（2）取再生机后经铣刨、拌和的混合料，送往试验室，测定再生混合料的含水量、最大干密度，并成型试件，测定其干湿劈裂强度。（3）再生混合料碾压时采用23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。（4）对试验段的弯沉、压实度、平整度、厚度、宽度等指标进行检测。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等。5.2.3现场准备（1）开始准备原路面时，完全封闭交通，禁止一切车辆通行。整个施工及养护过程中，对再生路段要完全封闭交通。未进行再生路段应设置警示牌，提醒司机及行人。（2）原道路准备。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。2）清除积水。3）清除再生路段上存在的井盖等类似结构物，对井盖所处位置做好精确的标记。（3）对原道路进行预整形1）对原道路的横坡（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）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）在再生路段两侧路肩上每隔一定距离（可为1030m）交错开挖泄水沟（或做盲沟）。（5）所用主要机械设备见表6.2.1，施工前必须对各设备调试，保证各设备处于正常工作状态。5.2.4撒布水泥计算出的每袋水泥的纵横间距，在原路面上做好安放标记。将水泥直接送到摊铺路段，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，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地点。5.2.5冷再生洗刨与拌合水泥撒布完成后，将水车、沥青罐车、就地再生机连接成车队，开始对旧沥青面层进行铣刨，同时喷入泡沫沥青进行拌和，形成泡沫沥青混合料并初步整平。再生机的再生速度一般控制在68m/min。为保证搭接平顺，第一刀再生与第二刀再生搭接重叠1020cm。两个工作面搭接重叠58m，前一断面再生后预留58m不碾压，在后续施工时加入少量水泥重新拌和再生碾压。冷再生机推动水车、沥青罐车在原路面上行进，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/min8m/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。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1cm，应查明原因后再继续施工。再生机后应有专人跟随，随时检查再生深度和含水量，并配合再生机操作员进行调整。施工中再生深度的检查以相邻已经再生或原路面为标准，用钢钎刺入土中，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3050m检查一次。再生机后宜安排45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。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150m250m。5.2.6整平与压实（1）初压在施工路段再生机开始再生工作完成一幅施工后，采用双钢轮压路机初压一遍，采用去静返振的方式。按技术规范要求进行压实，在两幅交接处预留1020cm，待第二幅再生后一并压实成型。（2）整平在整幅路段工作面再生施工结束、初压完成后，立即用平地机对整幅路段全断面进行切削、刮平，并尽量按照设计横断面路拱进行调拱。平地机的切削深度从深至浅，而且第一遍刮平，必须具有足够的深度，以刮除轮机痕迹为控制原则。通过刮平再生层可以使材料分布均匀，消除接缝，保证压实效果。（3）复压复压采用单钢轮压路机进行压实，1/2 错轮震动方式碾压46遍，碾压速度控制在24km/h，严禁压路机在刚完成碾压或正在碾压的路段上掉头、急刹车及停放。（4）终压终压采用轮胎压路机碾压，发挥胶轮特有的搓揉作用，保障压实度满足要求。根据再生层厚度，一般要碾压23遍。在胶轮压路机进行终压前，如果再生层表面干燥，可以采用洒水车对再生层表面进行洒水湿润，但是洒水量应严格控制，达到表面湿润即可。（5）碾压具体要求如下：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23遍。5.2.7接缝处理（1）纵向接缝的处理道路宽度小于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，最小重叠宽度为100mm；当相邻两次再生作业间隔12h以上时，重叠量应增加；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；纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹位置。（2）横向接缝的处理只要再生机停止，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；施工中应尽量减少停机现象；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；再生机开始工作时，操作员应开足马力，快速达到正常的施工速度，禁止再生机以2m/min的行进速度进行施工。5.2.8养护泡沫沥青冷再生层碾压完成后养护一般无需特殊处理，自然养护。如天气过热可采取表面洒水湿润表面即可。一般在再生层完工后连续3天气温超过20C且无雨，养护即可结束。具体要求如下：（1）每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养护，一般应养护25天，在较好的气候条件下，养护3天即可。养护期间不需要洒水。（2）在养护期间的泡沫沥青稳定再生层上，可以开放交通，但应限制重车通行，其他车辆的车速不应超过30km/h。5.2.9质量检测在施工过程中对再生层厚度、级配、沥青用量、强度、含水量等指标加强检测，在施工后可通过取芯来判断压实度、厚度、成型情况等。具体要求见表5.2.9。表5.2.9泡沫沥青就地冷再生检查项目及要求检查项目质量要求检验频率检验方法压实度（%）98（高速公路、一级公路）97（二级及二级以下公路）每车道每公里检查1次基于重型击实标准密度，T092115劈裂强度（MPA）符合设计要求每工作日1次T0716干湿劈裂强度比（%）符合设计要求T0716马歇尔稳定度（KN）符合设计要求T0709残留稳定度（%）符合设计要求T0709冻融劈裂强度比（%）70每3个工作日1次T0729含水率符合设计要求发现异常随时试验T0801沥青含量、矿料级配符合设计要求发现异常随时试验抽提、筛分6 材料、设备6.1 材料6.1.1 沥青面层洗刨料，粒径不大于50mm，堆放高度不超过2m。6.1.2沥青符合规范要求，膨胀率不小于10倍，半衰期不小于10s。6.1.3采用普通硅酸盐32.5水泥，初凝时间在3h以上，终凝时间在6h以上。6.1.4采用人或牲畜可直接饮用的水，遇有可疑水源时，应进行试验鉴定。6.2 设备表6.2.1 主要机械设备配备表序号机械设备名称型号或性能数量备 注1冷再生机WR2500S1台2双钢轮压路机20T1台3单钢轮压路机16T1台4轮胎压路机25T1台5平地机1台6洒水车10T2台7热沥青保温罐车30T1台7 质量控制7.1 规范与标准7.1.1 公路沥青路面再生技术规范JTG F4120087.1.2 公路沥青路面施工技术规范JTG F4020047.1.3 公路工程集料试验规程JTG E4220057.2 质量控制措施7.2.1 建立质量保证体系，严格执行自检、抽检制度，做好施工原始记录。7.2.2 原材料的质量控制。材料进场后，应对其生产日期、产品有效期、检验报告进行检查验收，并按规定进行抽检。7.2.3要进行冷再生处治的沥青混合料路面，都会存在不同程度、不同种类的病害，要求在设计和施工时，根据各路段的不同特点，进行详细的调查和方案调整。7.2.4施工时，应综合考虑施工季节、气候条件、再生作业段宽度、施工机械和车辆的数量及效率、水泥终凝时间等等因素，综合确定每个作业段长度。7.2.5施工过程中，应根据原路面不同情况的路段划分，及时检测冷再生料的级配，看是否与设计配比一致。如果实测级配与设计级配有偏差，应分析原因，及时调整转子转速及再生机行走速度。7.2.6冷再生施工是冷再生后用平地机刮平，这样控制标高比较困难，因此冷再生稳压后必须由技术人员及时放出标高线，平路机操作人员要在专人指挥下按照放出的标高线进行刮平，要刮高、填低，确实保证达到设计标高，使平整度和路拱都符合要求。刮平时还应设一人工小组负责在平地机刮平整形后，将粗集料铲除，换以新的拌和均匀的混合料，在刮平过程中严禁形成薄层贴补现象。对轮胎式再生机，在整形之前，必须首先压实轮迹间松散的材料。7.2.7在初压完成后，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。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。7.2.8整形后，当混合料的含水量为最佳含水量（+1%+2%）时，应立即用单刚轮振动压路机以低幅振动模式进行压实。直线和不设超高的平曲线段，由路肩向路中心碾时，应重叠1/2轮宽，压完路面全宽时即为一遍。一般需碾压46遍。压路机的碾压速度，头两遍以采用1.51.7km/h为宜，以后宜采用2.02.5km/h。7.2.9再生机后应紧跟一台双钢轮压路机进行初压，后用单钢轮压轮机以高幅低频进行压实，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，压路机的工作速度不得超过3km/h。碾压的遍数、碾压时的含水量及碾压的速度等均影响碾压的质量。因此碾压时严格控制碾压遍数和碾压的速度，一定要按要求碾压。初压时混合料的含水量应比最佳含水量大1%2%。7.2.10 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。碾压过程中，再生层的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补撒少量的水，但严禁大量洒水碾压。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或用其他方法处理，使其达到质量要求。8 安全措施8.0.1施工中，安排专人指挥机械及车辆。夜间施工，机械及车辆上应有明亮的照明和明显的示警标志。8.0.2施工中所有机械设备禁止操作手擅离操作台，严禁用手触摸或用工具处理正在运转的机（构）件。8.0.3 机械操作员要有上岗证，严禁酒后作业。8.0.4施工区域有明显的施工标志和封闭护栏，现场应设交通指挥员2名，保证交通通畅以及所有人员安全。8.0.5交通繁忙的路口应设立标志，并有专人指挥。夜间施工，路口及基准线桩附近设置警示灯或反光标志，专人管理灯光照明。8.0.6现场工人必须佩带安全帽、反光马甲、手套和胶鞋。8.0.7现场操作人员必须按规定配戴防护用具。有毒、易燃的材料操作时，其防毒、防火等应按有关规定严格执行。9 环保措施9.0.1在居民区施工，夜间车辆不得鸣笛，以减少噪声扰民。保证施工噪声符合当地噪音要求。9.0.2配备洒水车，对施工经过的村镇及施工部位进行洒水除尘，避免扬尘对村民的干扰。9.0.3在再生路段两侧路肩上每隔一定距离（可为1030m）开挖泄水沟，污水排放至泄水沟，统一运至指定地点进行处理。9.0.4原路面垃圾、杂物等在施工前集中收集堆放，运到专门地点进行处理。10 效益分析10.1 经济效益10.1.1成本分析。采用传统的方法，即对旧路面进行洗刨、新基层摊铺，洗刨下来的大量废旧混合料将被废弃，重新进行基层施工。而采用沥青冷再生工艺，可以充分利用原路面旧混合料，只需添加少量的沥青和水泥，降低了工程造价。以道路工程为例，传统方法与沥青冷再生方法费用分析见表10.1.1。表10.1.1 沥青冷再生基层层施工与传统新铺基层成本对比分析（单位：万元）项目名称单位工程量施工方法人机费材料费综合成本路面沥青冷再生基层m235万冷再生24538814126传统52540124537差值-280-131-411从表中可以得知，沥青冷再生基层施工费用比新铺基层节省费用411万元，每平方米节省费用11.7元。10.2环保和社会效益10.2.1道路工程位于国家森林公园萨马岛上，对本工程环境保护要求比较高，通过沥青冷再生施工，使旧料得到了充分的再生利用，减少了筑路材料的开采和运输，极大的降低了资源耗用和环境污染。10.2.2通过对已完工程的质量检验，冷再生基层满足设计和规范要求，工程质量受到了业主、监理单位的好评。11 工程实例 11.1道路工程11.1.1工程概况：道路工程位于国家森林公园萨马岛上，起点为k907+907，终点为k972+588，总长64.6km，为道路改造工程。路面有两种结构形式：沥青路面和水泥混凝土路面，路面宽6.7m。主要施工内容为：路基加宽、冷再生基层、沥青路面、混凝土路面、排水及防护等。11.1.2施工情况：道路工程采用沥青冷再生基层工艺，冷再生基层施工工期为2012.年11月至2013年7月，正常情况下每天工作8小时可再生基层800米左右。 11.1.3从道路工程来看，采用沥青冷再生工艺，基层工程质量完全满足设计及规范要求，施工速度快，工作效率高；工程全部机械化，工人劳动强度低；降低了工程造价，减少了环境污染。图11.1.2冷再生机冷再生施工图11.1.1新生基层压实 11.2XX项目XX道路工程11.2.1工程概况：XXXX道路工程位于国家森林公园萨马岛上，起点为k843+500，终点为k907+281.82，总长63.8km，为道路改造工程。路面结构形式为水泥混凝土路面，路面宽6.7m。主要施工内容为：路基加宽、冷再生基层、混凝土路面、桥梁工程、电气工程、排水及防护等。11.1.2施工情况：XXXX道路工程也采用了沥青冷再生基层工艺，冷再生基层施工工期为2013.年6月至2014年2月，正常情况下每天工作8小时可再生基层600米左右。 图11.2.2冷再生施工图11.2.1机械设备就位11.1.3从XXXX道路工程来看，采用沥青冷再生工艺，基层工程质量能够满足设计及规范要求，施工速度快，工作效率高；工程全部机械化，工人劳动强度低；降低了工程成本，实现了绿色施工的四节一环保要求。 工程应用证明沥青路面的现场冷再生，就是充分利用现有旧铺层材料（面层甚至基层），必要时加入部分新骨料，并按比例加入一定量的添加剂（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青、乳化沥青等）和水，使用就地冷再生机及配套机械现场连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，重新铺筑于路面满足一定路用性能的结构层的一整套工艺。XXMCCCP3项目应用了本工程进行基层施工，集团股份公司的技术人员，结合工程实际，就沥青掺入量、RAP材料试验和现场施工工艺进行了深入研究，本工程就是在此基础上编写形成的。集团股份公司在XXMCCCP3道路工程应用了本工法，基层工程质量完全满足设计及规范要求，施工速度快，工作效率高；工程全部机械化，工人劳动强度低；降低了工程造价，减少了环境污染。通过实际工程应用证明，本工法具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。 美国XX公司 2014年5月经济效益证明1、采用传统的方法，即对旧路面进行洗刨、新基层摊铺，洗刨下来的大量废旧混合料将被废弃，重新进行基层施工。而采用沥青冷再生工艺，可以充分利用原路面旧混合料，只需添加少量的沥青和水泥，降低了工程造价。与传统方法相比，沥青冷再生基层施工费用比新铺基层每平方米节省费用11.7元。同时，本工法施工速度比较快可以大大节省间接成本。2、本工法施工现场并不复杂，所以安全投入不大。3、采用本工法能够加快施工速度，缩短工期，降低工程成本，旧料得以充分再生利用，从而大大减少了新筑路材料的开采量，有效的保护了环境，具有良好的社会与环保效益。通过实际工程应用证明，本工法具有较好的技术经济效果和较高的推广应用价值。2014年5月