水泥穩定就地冷再生技術在105國道大修工程中的應用與工藝控制

楊永康

(阜陽市公路管理局)

1 水泥穩定就地冷再生技術

水泥穩定就地冷再生技術是在常溫下使用冷再生機械一次性完成舊路面及其水泥穩定碎石基層的銑刨、破碎、添加再生材料、拌和、攤鋪等作業過程，經整平、碾壓成型后的再生層恢復達到路面底基層技術要求的一種施工工藝。水泥穩定就地冷再生技術充分利用了現有路面、路基材料，徹底解決了將舊路挖除重建而存在建筑廢料運輸和堆放的問題，也大大地減少了新筑路材料的用量，減少了對環境的污染與破壞。

2 項目概況

105國道太和北段是國家公路網京珠線的一部分，位于太和縣城以北，是連接阜陽與亳州的重要道路，該段公路改建于2002年，二級公路，路面寬度14 m，路基全寬17 m，原有路面結構形式為7 cm瀝青混凝土+20 cm水泥穩定碎石+20 cm 10%石灰穩定土。

本次大修范圍為105國道太和北段K842+400～K864+000段。起點位于三里湖橋南，終點位于港集街南端，全長21.6 km。根據道路檢測及評定結果，本路段全部采取大修補強措施。其中，對老路病害面積較大且集中路段合計總長11.1 km，采用先對老路進行水泥穩定就地冷再生(平均再生厚度22 cm)，然后加鋪20 cm水泥穩定碎石基層+5 cm AC-20瀝青混凝土+4 cm AC-13瀝青混凝土。

3 施工前的準備工作

(1)恢復路面中線，清除原道路表面的石塊、垃圾、雜草等雜物和積水，清除路緣石和路肩土。對原路的車轍、波浪等嚴重變形的路面進行整形，使原路基本平整。

(2)檢測老路彎沉值，對老路進行病害調查。對于彎沉值小于100的路段直接進行冷再生，對于彎沉值大于100的路段進行挖補處理;對于瀝青面層脫落、老化、松散、車轍、龜裂面積小、網裂形狀大，以及坑槽較小，路面石灰土底基層未損壞的表層病害，直接進行冷再生處理;對于坑槽較深、路面沉陷、彈簧、翻漿等底基層已經損壞的路段進行挖補處理。挖補時，需將已損壞的基層全部挖除，先用12%石灰土回填至距老路面22厘米處，然后用級配碎石回填至老路頂面，再同其他直接進行冷再生的路段一起進行冷再生處理。

(3)對擬再生路段按照每車道40 m一處的頻率進行取芯，厚度發生變化時加密取芯，以檢查老路質量，測量老路瀝青混凝土層和水泥穩定碎石層總厚度，確定老路冷再生厚度，計算老路冷再生量，確定水泥用量。老路冷再生厚度的確定以不破壞老路石灰土底基層為原則，以防冷再生時將老路石灰土底基層與水泥穩定碎石拌合在一起，影響水泥冷再生施工質量。

4 機具準備

(1)WR2500維特根(Wirtgen)冷再生拌和機1臺(破碎寬度為2.5 m，拌合深度為40 cm，施工時自動加水);(2)灑水車2臺;(3)PQ190-5平地機1臺;(4)YZ16振動壓路機、YZ18振動壓路機各1臺;(5)18-21三輪壓路機1臺。(6)20 t輪胎壓路機1臺

5 材料與試驗

(1)水泥。采用強度等級為32.5級的阜陽中聯巨龍普通硅酸鹽水泥，初凝時間4.6 h，終凝時間6.7 h，28 d抗壓強度42.7 MPa。

(2)碎石。采用淮北產碎石，壓碎值 21.3%，9.5～31.5 mm碎石視密度 2.658 t/m3，石屑視密度 2.645 t/m3，吸水率1.1%，細長扁平顆粒含量14%。

(3)水。采用不含有害物質的水或飲用水。

(4)試驗。105國道太和北段大修工程設計冷再生水泥用量最小不低于4%，冷再生水泥穩定碎石7 d抗壓強度≧2 MPa，壓實度不小于97%。

試驗室通過水泥含量4%，4.5%，5%進行配合比試驗，試驗結果如表1。

表1 試驗結果

選定1號配合比為施工配合比，實際施工時增加0.5%損耗。

6 施工工藝與注意事項

6.1 撒布水泥

攤鋪水泥采用方格網法，水泥劑量按4.5%(增加了0.5%損耗)控制，根據冷再生層路面的寬度和厚度，計算出每袋水泥可撒布的面積，縱橫向畫出方格，將水泥直接卸在方格網內，人工攤勻水泥。

撒布水泥時，應保證方格內水泥卸載沒有遺漏和多余;水泥撒布完后，應檢查確保路面沒有空白和水泥過分集中的地點。

6.2 冷再生機械銑刨與拌和

(1)再生作業段長度確定

再生作業前，要根據再生路幅寬度、再生機械的行進速度、整平和碾壓時間等進行計算，并通過試驗段確定每次再生作業段的長度，再生作業段的長度必須保證后續作業能夠正常進行，并確保每一再生作業段自開始拌和至碾壓完成的施工時間控制在水泥的初凝時間4.6 h以內。

(2)冷再生作業

再生機推動水車在原路面上行進。冷再生機行進速度控制在6～8 m/min，可根據路面損壞狀況和再生深度適當調整，網裂嚴重地段可降低行進速度，路況較好地段可提高行進速度。再生機后跟隨技術人員，隨時檢查再生深度、水泥含量和含水量，配合再生機操作員進行調整，嚴禁冷再生施工時破壞老路石灰土底基層。再生機后安排4～5名民工專門清除混合料中的雜質，整理邊線，清理每刀起始位置的多余料，確保再生料的質量和道路縱向接縫、橫向接縫的平整度。

再生機工作至一個再生作業段終點后，將再生機和水車等倒至該再生作業段起點，進行第二幅施工，如此重復，直至完成施工寬度作業面的再生，多刀施工時應注意保證橫向搭接寬度不少于30 cm。

(3)注意事項

施工過程中，要注意對再生料的檢查，對混合料的級配、水的噴入量有任何疑問時，要立即停止施工，等情況查明，問題解決后再繼續施工。

施工中應注意盡量減少停機，以減少橫向接縫，若停機時間超過水泥的初凝時間，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1.5～2 m的距離，重新撒布水泥后再進行拌合施工。

6.3 整形碾壓

每一再生作業段完成后，先用YZ16振動壓路機壓實再生機輪胎間松散的材料，再采用高幅低頻的方式進行初壓，速度控制在2 km/h。初壓完成后，立即用平地機整形，整形時應將高處料直接刮出路外，不應形成薄層貼補現象，局部低洼處，人工用齒耙將表面10 cm耙松，用新拌制的混合料進行找平，人工找平應保證表面無明顯的粗集料離析集中現象。整形過程中，嚴禁任何車輛通行。整形完成后，先用YZ16振動壓路機穩壓一遍，碾壓速度1.5～1.7 km/h，然后用YZ18振動壓路機振動碾壓四到五遍，碾壓速度頭兩遍采用1.5 ～1.7 km/h，以后采用 2.0 ～2.5 km/h。最后再用三輪壓路機靜壓兩遍，20 t胎壓路機碾壓兩遍。

碾壓過程中，嚴禁壓路機在已完成或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，以保證再生層表面不受破壞;再生層的表面應始終保持濕潤，如果水分蒸發過快，應及時補撒少量的水，但嚴禁大量灑水碾壓;如有“彈簧”、松散、起皮等現象，應及時挖除并補換新料，找平后再碾壓密實。

6.4 養生

每一施工路段碾壓完成并經壓實度檢測合格后，立即覆蓋吸水土工布進行養生，養生期不少于14 d，其中覆蓋保濕養生不少于7 d，養生期間封閉交通。

6.5 質量控制與檢驗標準

參照水泥穩定碎石質量控制標準，水泥穩定就地冷再生質量控制標準應符合表2的要求，評定標準應符合表2的要求，表中允許偏差指與設計值之差，其他檢測項目應符合《公路工程質量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2004)中的相關規定。

表2 質量控制項目、頻率和質量標準

表3 質量檢驗允許偏差

注:(1)水泥采用人工撒布或撒布車添加時，檢驗此項。撒布量指一袋水泥或50 kg水泥均勻撒布的面積，不應小于由設計所確定的撒布量。(2)由混合料組成設計確定的水泥劑量計算得到的水泥撒布面積。(3)由尺量確定一定質量水泥撒布面積。(4)《公路工程質量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004附錄B方法。(5)《公路工程質量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004附錄H方法。(6)《公路工程質量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004附錄G方法。

按照以上施工工藝和質量檢測標準，路面半幅(7.5 m)200 m試驗段各項試驗檢測數據如下:

壓實度:檢測 4 點分別為 97.6、97.3、97.8、98.2;

平整度:采用3 m直尺每100 m隨機量測一處10尺，偏差均小于10 mm;

橫坡、縱斷高程:利用水準儀按每50 m測1個斷面，橫坡偏差最大為+0.4%，中線高程最大偏差為+3 mm;

厚度:試驗段 7 d后取芯，檢測厚度最大偏差為+20 mm;

7 d無側限抗壓強度:每工作班制備1組試件，試件6 d灑水養生，1 d浸水養生，測定抗壓強度，強度代表值為2.6 MPa。

7 結論

就地冷再生作為一種老路就地改造施工技術，與傳統老路改造方法相比，縮短了工期、提高了作業效率，完全利用老路材料，大大節省了施工成本，對交通的干擾也最小。阜陽市是一個筑路材料匱乏的地區，105國道太和北段大修工程水穩冷再生技術的運用，為本地區水穩碎石基層老路改造探索了新途徑，積累了新經驗。