就地水泥冷再生工藝在路面改善工程中的應用

汪書平 （六安市公路管理局壽縣分局，安徽 六安 232200）

0 前言

改革開放近40年來，我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展、公路里程日益增大，越來越多的公路逐漸進入大中修養(yǎng)護時期，我國道路工作的重心已從建設向建養(yǎng)并重轉(zhuǎn)移[3][4]。

如何做好公路大中修養(yǎng)護工作，早在2007年交通部就提出：交通發(fā)展面臨的資源和環(huán)境形勢日趨嚴峻，要大力發(fā)展交通循環(huán)經(jīng)濟，推進再生資源回收利用，擴大廢棄路面材料的回收利用等新技術(shù)[5]。由此可見，加強研究推廣路面再生應用技術(shù)，是我國今后公路事業(yè)中一項十分重要的任務。

就地水泥冷再生是指充分利用現(xiàn)有瀝青道路舊鋪層材料（面層與基層），加入適當?shù)乃啵匾獣r加入部分新骨料，在自然環(huán)境溫度下通過路面再生設備就地連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型，從而修筑出具有所需性能質(zhì)量的新基層的作業(yè)過程[6][7]。以避免使用傳統(tǒng)的道路維修方法，導致的路面巨大的廢棄量，對環(huán)境造成污染和臨時用地；大量新材料的開采，造成資源減少和環(huán)境的破壞，是一種符合綠色交通、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展理念的筑路技術(shù)。

筆者通過S346安豐至隱賢段路面改善工程中的工程實踐，總結(jié)了舊路結(jié)構(gòu)層通過就地水泥冷再生后作為道路基層的經(jīng)驗，以期該技術(shù)能夠在其他公路大中修項目中得到廣泛應用，以提高工程質(zhì)量，節(jié)約資源，保護環(huán)境。

1 舊路狀況及改造方案

S346是連接G206、S203和S244重要的干線公路，安豐至隱賢段是S346中的一段，項目路段自2007年建成通車以來，車流量較大且有重載車輛行駛，公路管理部門每年都會根據(jù)病害情況進行日常的常規(guī)養(yǎng)護，但未進行過路面大中修。

該項目的原路面結(jié)構(gòu)形式為：5cmAM-16中粒式式瀝青碎石面層，20cm水泥穩(wěn)定碎石基層，20cm級配碎石底基層。路基寬度為8.5m，行車道寬度為6.5m，兩側(cè)土路肩寬度各1m。

通過現(xiàn)場調(diào)查與檢測，項目全線的主要病害類型有龜裂、塊狀裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、坑槽、松散、沉陷等。其中路面實測彎沉代表值位于74.3～156.5（0.01mm）之間，強度評定均為差或次；從取芯資料可看出，面層厚度3.1cm～7.1cm，基層取芯基本不完整，呈碎裂狀態(tài)；路面破損狀況PCI值平均為38%，評定等級為差。

一般來說，路面情況比較差的瀝青路面，或等級較低道路，采用就地水泥冷再生工藝。根據(jù)道路現(xiàn)狀和交通量情況，全線路面的改造方案為：對老路舊瀝青面層和水穩(wěn)基層進行就地冷再生處理，處理厚度約為20cm，然后再新鋪18cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層和26cm厚水泥混凝土面層。

2 再生混合料配合比設計

在正式施工之前，項目組選擇一段試驗路對舊瀝青路面進行銑刨，然后對銑刨料進行篩分試驗[1][2]，篩分結(jié)果見表1所示。

S346舊路銑刨材料篩分試驗結(jié)果 表1

考慮舊路銑刨材料普遍偏細，在配比試驗采用摻配15%的1～3cm的碎石，1～3cm碎石級配見表2所示，調(diào)整后的級配見表3所示。

1～3cm碎石級配 表2

調(diào)整后的再生材料級配 表3

本項目水泥采用等級32.5MPa的普通硅酸鹽水泥，初凝時間3h以上，終凝時間6h以上。通過多次試驗[10]，確定冷再生材料的水泥劑量為4.5%，再生混合料的最大干密度為2.21g/cm3，最佳含水量為5.4%，7d無側(cè)限抗壓強度為2.2MPa。

3 工藝控制

本項目中就地水泥冷再生采用主要設備有：就地冷再生機、平地機、22t振動壓路機、32t膠輪壓路機、灑水車等。就地水泥冷再生的工藝流程見圖1所示[8][9]。

3.1 準備工作

在施工前，應先進行封閉交通、施工放樣和原道路清掃等工作。作為就地冷再生施工的半幅，設置導向牌并沿路中線放置隔離墩并拉上警戒彩條圍擋,管制交通。每20m設中心樁和邊樁，對原地面進行復測，以便檢測銑刨深度。提前準備好水泥、碎石等材料，機械到位。

3.2 擺放和攤鋪新材料

人工擺放和攤鋪水泥，應根據(jù)水泥劑量，計算每平方米水泥穩(wěn)定層需要的水泥用量，確定水泥擺放的縱橫間距。將新加料均勻地攤鋪在舊路面上，按每1000核查新加料質(zhì)量是否均勻。

3.3 就地冷再生機銑刨與拌合

①冷再生機行進速度應根據(jù)路面損壞狀況和再生深度進行調(diào)整，一般為5m/min～8m/min，使得銑刨后料的級配波動范圍不大。網(wǎng)裂嚴重地段應采用較慢速度。

②再生機后應有專人跟隨，隨時檢查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生機操作員進行調(diào)整。

③若進行多刀施工時，應時刻注意搭接寬度，保證搭接寬度。

④再生機后宜安排4～5人處理邊線和清理混合料中的雜質(zhì)以及每刀起始位置的余料，以防止影響縱向接縫、橫向接縫、平整度和再生材料的密實性。

⑤每次再生長度以保證后續(xù)作業(yè)能正常進行為宜，再生長度盡可能長些，以減少橫向接縫。

3.4 整平穩(wěn)壓

①在再生機后應緊跟一臺輕型鋼輪振動壓路機進行初壓。

②在完成一個作業(yè)段的再生和初壓后，應立即用平地機整形。在直線段，平地機由兩側(cè)向路中心進行刮平；在平曲線段，平地機由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進行刮平。

③整平后用膠輪壓路機進行穩(wěn)壓,其后用振動式壓路機采用高振幅低頻率，從邊緣向中間錯輪碾壓3～4遍。

④碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應及時翻開重新拌和（加適量的水泥）或用其他方法處理，使其達到質(zhì)量要求。

3.5 接縫處理

①縱向接縫一般最小重疊寬度為100mm，再生層越厚，重疊量越大；材料粒度越粗，重疊量越大。

②縱向接縫的位置應盡量避開慢行、重型車輛的輪跡位置。

③只要再生機停止，不論停止的時間長短，均形成橫向接縫，應對所形成的橫向接縫認真處理。

④在停機處，再生機再次施工時，必須將整個再生機后退至先前再生段1.5m的距離。

3.6 養(yǎng)生

①碾壓完成并檢驗合格后進行灑水養(yǎng)護,養(yǎng)護期為7d,養(yǎng)護期間冷再生水穩(wěn)基層表面要保持一定濕度。

②養(yǎng)生期間嚴格控制交通,不得有任何車輛特別是重型車輛在上面行駛,如不能斷開交通，必須控制小型車車速不超過30 km/h。

4 結(jié) 語

①根據(jù)第三方檢測結(jié)果，該項目就地水泥冷再生底基層厚度、芯樣完整性、寬度、平整度等項目均滿足規(guī)范或設計要求；

②根據(jù)估算，20cm厚就地冷再生材料約27元/m2，20cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層約55元/m2，經(jīng)濟成本節(jié)約超過1倍以上；

③同時節(jié)約了大量的礦石資源，減少了建筑垃圾的排放，減少臨時用地，保護了環(huán)境。

[1]JTGD50-2006，公路瀝青路面設計規(guī)范[S].北京：人民交通出版社,2006.

[2]JTGF40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社,2004.

[3]范春嬌.瀝青路面就地冷再生技術(shù)研究[D].西安：長安大學,2008.

[4]吳旭.水泥穩(wěn)定就地冷再生基層技術(shù)的應用研究[D].沈陽：沈陽建筑大學,2013.

[5]王勇.瀝青路面全深式就地冷再生結(jié)構(gòu)設計及經(jīng)濟性研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學,2009.

[6]尚同羊,馬慶偉,彌海晨.水泥穩(wěn)定就地冷再生結(jié)構(gòu)與材料設計優(yōu)化[J].筑路機械與施工機械化,2014(5).

[7]吳振亞,武和平.水泥基層就地冷再生施工工藝與經(jīng)濟效益分析[J].公路工程，2011(4).

[8]王海風.水泥全深式就地冷再生底基層施工的控制要點[J].山西建筑,2013(1)

[9]李國慶.水泥就地冷再生施工工藝探討[J].科技資訊,2012(3).

[10]黃堅.全深式就地冷再生基層混合料配合比設計[J].湖南交通科技,2011(3).