水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)在105國道大修工程中的應(yīng)用與工藝控制

楊永康

(阜陽市公路管理局)

1 水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)

水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)是在常溫下使用冷再生機(jī)械一次性完成舊路面及其水泥穩(wěn)定碎石基層的銑刨、破碎、添加再生材料、拌和、攤鋪等作業(yè)過程，經(jīng)整平、碾壓成型后的再生層恢復(fù)達(dá)到路面底基層技術(shù)要求的一種施工工藝。水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)充分利用了現(xiàn)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(yùn)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(huán)境的污染與破壞。

2 項(xiàng)目概況

105國道太和北段是國家公路網(wǎng)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(jié)構(gòu)形式為7 cm瀝青混凝土+20 cm水泥穩(wěn)定碎石+20 cm 10%石灰穩(wěn)定土。

本次大修范圍為105國道太和北段K842+400～K864+000段。起點(diǎn)位于三里湖橋南，終點(diǎn)位于港集街南端，全長21.6 km。根據(jù)道路檢測及評定結(jié)果，本路段全部采取大修補(bǔ)強(qiáng)措施。其中，對老路病害面積較大且集中路段合計(jì)總長11.1 km，采用先對老路進(jìn)行水泥穩(wěn)定就地冷再生(平均再生厚度22 cm)，然后加鋪20 cm水泥穩(wěn)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(zhǔn)備工作

(1)恢復(fù)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(yán)重變形的路面進(jìn)行整形，使原路基本平整。

(2)檢測老路彎沉值，對老路進(jìn)行病害調(diào)查。對于彎沉值小于100的路段直接進(jìn)行冷再生，對于彎沉值大于100的路段進(jìn)行挖補(bǔ)處理;對于瀝青面層脫落、老化、松散、車轍、龜裂面積小、網(wǎng)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(jìn)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(jīng)損壞的路段進(jìn)行挖補(bǔ)處理。挖補(bǔ)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(jìn)行冷再生的路段一起進(jìn)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(jìn)行取芯，厚度發(fā)生變化時加密取芯，以檢查老路質(zhì)量，測量老路瀝青混凝土層和水泥穩(wěn)定碎石層總厚度，確定老路冷再生厚度，計(jì)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(wěn)定碎石拌合在一起，影響水泥冷再生施工質(zhì)量。

4 機(jī)具準(zhǔn)備

(1)WR2500維特根(Wirtgen)冷再生拌和機(jī)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(jī)1臺;(4)YZ16振動壓路機(jī)、YZ18振動壓路機(jī)各1臺;(5)18-21三輪壓路機(jī)1臺。(6)20 t輪胎壓路機(jī)1臺

5 材料與試驗(yàn)

(1)水泥。采用強(qiáng)度等級為32.5級的阜陽中聯(lián)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(qiáng)度42.7 MPa。

(2)碎石。采用淮北產(chǎn)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(xì)長扁平顆粒含量14%。

(3)水。采用不含有害物質(zhì)的水或飲用水。

(4)試驗(yàn)。105國道太和北段大修工程設(shè)計(jì)冷再生水泥用量最小不低于4%，冷再生水泥穩(wěn)定碎石7 d抗壓強(qiáng)度≧2 MPa，壓實(shí)度不小于97%。

試驗(yàn)室通過水泥含量4%，4.5%，5%進(jìn)行配合比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 試驗(yàn)結(jié)果

選定1號配合比為施工配合比，實(shí)際施工時增加0.5%損耗。

6 施工工藝與注意事項(xiàng)

6.1 撒布水泥

攤鋪水泥采用方格網(wǎng)法，水泥劑量按4.5%(增加了0.5%損耗)控制，根據(jù)冷再生層路面的寬度和厚度，計(jì)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(wǎng)內(nèi)，人工攤勻水泥。

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

6.2 冷再生機(jī)械銑刨與拌和

(1)再生作業(yè)段長度確定

再生作業(yè)前，要根據(jù)再生路幅寬度、再生機(jī)械的行進(jìn)速度、整平和碾壓時間等進(jìn)行計(jì)算，并通過試驗(yàn)段確定每次再生作業(yè)段的長度，再生作業(yè)段的長度必須保證后續(xù)作業(yè)能夠正常進(jìn)行，并確保每一再生作業(yè)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(nèi)。

(2)冷再生作業(yè)

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

再生機(jī)工作至一個再生作業(yè)段終點(diǎn)后，將再生機(jī)和水車等倒至該再生作業(yè)段起點(diǎn)，進(jìn)行第二幅施工，如此重復(fù)，直至完成施工寬度作業(yè)面的再生，多刀施工時應(yīng)注意保證橫向搭接寬度不少于30 cm。

(3)注意事項(xiàng)

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(xù)施工。

施工中應(yīng)注意盡量減少停機(jī)，以減少橫向接縫，若停機(jī)時間超過水泥的初凝時間，再生機(jī)再次施工時，必須將整個再生機(jī)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(jìn)行拌合施工。

6.3 整形碾壓

每一再生作業(yè)段完成后，先用YZ16振動壓路機(jī)壓實(shí)再生機(jī)輪胎間松散的材料，再采用高幅低頻的方式進(jìn)行初壓，速度控制在2 km/h。初壓完成后，立即用平地機(jī)整形，整形時應(yīng)將高處料直接刮出路外，不應(yīng)形成薄層貼補(bǔ)現(xiàn)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(jìn)行找平，人工找平應(yīng)保證表面無明顯的粗集料離析集中現(xiàn)象。整形過程中，嚴(yán)禁任何車輛通行。整形完成后，先用YZ16振動壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍，碾壓速度1.5～1.7 km/h，然后用YZ18振動壓路機(jī)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(jī)靜壓兩遍，20 t胎壓路機(jī)碾壓兩遍。

碾壓過程中，嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成或正在碾壓的路段上調(diào)頭或急剎車，以保證再生層表面不受破壞;再生層的表面應(yīng)始終保持濕潤，如果水分蒸發(fā)過快，應(yīng)及時補(bǔ)撒少量的水，但嚴(yán)禁大量灑水碾壓;如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)及時挖除并補(bǔ)換新料，找平后再碾壓密實(shí)。

6.4 養(yǎng)生

每一施工路段碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢測合格后，立即覆蓋吸水土工布進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生期不少于14 d，其中覆蓋保濕養(yǎng)生不少于7 d，養(yǎng)生期間封閉交通。

6.5 質(zhì)量控制與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

參照水泥穩(wěn)定碎石質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，水泥穩(wěn)定就地冷再生質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2的要求，評定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2的要求，表中允許偏差指與設(shè)計(jì)值之差，其他檢測項(xiàng)目應(yīng)符合《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG F80/1-2004)中的相關(guān)規(guī)定。

表2 質(zhì)量控制項(xiàng)目、頻率和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

表3 質(zhì)量檢驗(yàn)允許偏差

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

按照以上施工工藝和質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)，路面半幅(7.5 m)200 m試驗(yàn)段各項(xiàng)試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)如下:

壓實(shí)度:檢測 4 點(diǎn)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(jī)量測一處10尺，偏差均小于10 mm;

橫坡、縱斷高程:利用水準(zhǔn)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(yàn)段 7 d后取芯，檢測厚度最大偏差為+20 mm;

7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度:每工作班制備1組試件，試件6 d灑水養(yǎng)生，1 d浸水養(yǎng)生，測定抗壓強(qiáng)度，強(qiáng)度代表值為2.6 MPa。

7 結(jié)論

就地冷再生作為一種老路就地改造施工技術(shù)，與傳統(tǒng)老路改造方法相比，縮短了工期、提高了作業(yè)效率，完全利用老路材料，大大節(jié)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(qū)，105國道太和北段大修工程水穩(wěn)冷再生技術(shù)的運(yùn)用，為本地區(qū)水穩(wěn)碎石基層老路改造探索了新途徑，積累了新經(jīng)驗(yàn)。