淺析冷再生技術(shù)在公路大修中的應(yīng)用

張 偉

（江蘇省宿遷市公路工程建設(shè)處，江蘇 宿遷 223800）

1 基層現(xiàn)場冷再生技術(shù)原理

冷再生技術(shù)是采用一次性粉碎法，將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎，再摻人一定數(shù)量、符合標(biāo)準(zhǔn)的再生劑、水泥、水(或加入乳化瀝青)和骨料，按設(shè)定的厚度，用冷再生機(jī)進(jìn)行處理后，經(jīng)整形、碾壓和后期養(yǎng)生，使其達(dá)到設(shè)計路基結(jié)構(gòu)層技術(shù)要求的一種施工工藝。國外應(yīng)用實踐證明，基層再生技術(shù)是公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，在我國同樣具有重要的現(xiàn)實意義。

2 工程概況

本合同段為S245線K189+000-K201+315(二級公路，瀝青砼路面，長12.315km，路面寬12m)段大修工程，面層行車道9米范圍內(nèi)瀝青砼面層與二灰碎石基層一起銑刨，摻5%水泥進(jìn)行老路再生處理，待再生部分養(yǎng)生結(jié)束后，路面12米寬范圍內(nèi)加鋪18cm水穩(wěn)碎石+瀝青封層+5cm中粒式瀝青砼（SUP-20型）+4cm細(xì)粒式瀝青砼（SUP-13型）。在施工圖設(shè)計階段，路面結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)工藝，即將舊瀝青混合料廢棄掉，重新鋪筑新的路面；后來經(jīng)設(shè)計變更，改為采用水泥現(xiàn)場冷再生技術(shù)，結(jié)構(gòu)層也作了改變。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 舊路結(jié)構(gòu)狀況調(diào)查

瀝青混凝土舊路路面冷再生是利用舊路瀝青混凝土及上基層(石灰土)經(jīng)破碎加入水泥均勻拌和，在最佳含水量條件下碾壓獲得的半剛性結(jié)構(gòu)。⑴對舊路進(jìn)行彎沉檢測，每車道1km檢測40～50個點，詳細(xì)了解舊路承載能力。⑵對舊路結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行現(xiàn)場冷再生破碎取樣，確定舊路瀝青層的厚度、基層材料及基層厚度等，掌握結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；在實驗室做級配和配合比試驗，并確定不同配合比的最大干密度(重型擊實)和最佳含水量，取點頻率為1km取3點。⑶對舊路結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行土質(zhì)分析后，確定添加劑為32.5級路用普通硅酸鹽水泥。

3.2 機(jī)具準(zhǔn)備

工程開工前，應(yīng)保證設(shè)備機(jī)具完好并滿足施工需要，主要設(shè)備有：冷再生機(jī)、平地機(jī)、灑水車、運(yùn)送水泥汽車、振動壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)、三輪壓路機(jī)、推土機(jī)等。

3.3 材料要求

⑴經(jīng)破碎舊路面瀝青混凝土面層及上基層獲得的混合料作為冷再生結(jié)構(gòu)的骨料及填充料，大于5mm的骨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在40%～75%之間，否則應(yīng)采取增加骨料或填充料的措施。⑵水泥采用強(qiáng)度等級為32.5級的路用普通硅酸鹽水泥，初凝時間4h以上和終凝時間較長(宜在6h以上)的水泥。⑶水采用不含有害物質(zhì)的水或飲用水。

3.4 級配和配合比

⑴對取好的混合料由實驗人員編號后篩分，確認(rèn)混合料的實際級配。⑵抗壓強(qiáng)度：根據(jù)級配對每一編號試塊在實驗室按含水泥量(質(zhì)量比)5%，6%，7%試配獲取三種水泥含量的最大干密度和最佳含水量，并在規(guī)定溫度下，試件保濕養(yǎng)生6d，浸水24h后，按《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗獲取7d標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度，根據(jù)試驗結(jié)果最終確定設(shè)計添加水泥量。

4 施工方案與施工工藝

本工程采用以水泥作為添加料對瀝青混凝土路面進(jìn)行就地冷再生方案，水泥的通常用量按重量計在3%～7%之間比較合適。

冷再生為新工藝，施工經(jīng)驗相對較少，為確保工程質(zhì)量，先期進(jìn)行了300米的試驗路段，通過舊路材料篩分、擊實試驗，確定各項參數(shù)指標(biāo)，最后明確其主要施工工藝如下：

4.1 舊路面破碎拌和

舊路面再生采用Wirtgen2500冷拌再生機(jī)，該機(jī)最大工作寬度為250cm，最大拌和深度40cm，能保證連續(xù)拌和，具有很高的生產(chǎn)率，能精確控制鋪筑厚度。工作深度一旦確定，則轉(zhuǎn)子的切削深度將由傳感器及控制系統(tǒng)保證，從而獲得精確的冷再生厚度；可半封閉施工，改善交通中斷狀況及施工安全。為避免出現(xiàn)條梗，相鄰兩幅重疊20cm～30cm。工作時，冷再生機(jī)需一輛灑水車搭配保證拌和用水，拌和過程按10%含水量加水，隨拌隨檢查含水量，拌和行進(jìn)速度8m～0m/min，有專人隨時跟機(jī)檢測拌和深度，確保拌合料含水量及拌合層厚度。破碎拌和后，經(jīng)篩分大顆粒內(nèi)如顆粒團(tuán)過多，可用再生機(jī)或路拌機(jī)加拌一次，水分不足路段，加拌前及時補(bǔ)灑水，保證再生混合料的穩(wěn)定性。

4.2 路面混合料分析

拌和后的舊料分析包括舊料的篩分結(jié)果，最佳含水量，最大干密度以及松鋪量的確定，作業(yè)段合理長度確定。實驗室從現(xiàn)場均衡取料，通過對拌合料的篩分，通過多次擊實試驗，確定粒料的最大干密度為2.25g/cm3，最佳含水量為9.5%，松鋪系數(shù)為1.33。通過冷再生的延遲時間對強(qiáng)度的影響試驗，確定延遲時間為4h。施工中，嚴(yán)格控制從加水泥開始拌和到碾壓完成的時間在4h內(nèi)完成，通過試驗段確定工作段的合理長度為160m。

4.3 破碎后的舊路整形

整幅路段拌和完成后，用平地機(jī)初步整平，再用震動壓路機(jī)穩(wěn)壓二遍，測量人員根據(jù)設(shè)計縱斷高程和橫坡度，每10米為一斷面分左中右及1/4處五個點測出高程，按1.33的松鋪系數(shù)，人工找出基準(zhǔn)點，相鄰兩個點用石灰連成線，高程不足時及時用平地機(jī)刮平。通過舊路整形達(dá)到“調(diào)坡”、“調(diào)拱”的目的，且保證平整度。

4.4 施工工藝與注意事項

攤鋪水泥采用方格網(wǎng)法，水泥劑量按4%控制，為25t/1000m。具體操作方法是根據(jù)冷再生層的寬度，確定擺放水泥的行數(shù)和間距，劃出方格網(wǎng)，人丁攤勻水泥。

冷再生機(jī)對原路面進(jìn)行舊路材料和水泥充分加水拌和，有關(guān)試驗人員應(yīng)立即現(xiàn)場檢測含水量，使冷再生的含水量比最佳含水量高出1%～2%，以滿足水泥水化作用的需要，同時彌補(bǔ)碾壓過程中含水量的損失。拌和時再生機(jī)行走速度控制在6m/min。水車在冷再生機(jī)前面用水帶與之相連并同步進(jìn)行，為冷再生機(jī)加水。水車與冷再生機(jī)連接拆卸與安裝選在每一施工段起點進(jìn)行。

冷再生混合料拌和均勻后，用YZ14振動壓路機(jī)排壓一遍，速度控制在3km/h。排壓過程中若發(fā)現(xiàn)含水量不均勻或不平處，應(yīng)將補(bǔ)料連同其下層混合料一起翻松10em，刮平后再壓實，經(jīng)過排壓之后，用平地機(jī)按設(shè)計高程整平至符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

⑴碾壓組合：碾壓遵循先輕后重，先慢后快的原則，先用YZ14振動壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍，YZ18振動壓路機(jī)壓四到五遍，三輪壓路機(jī)靜壓兩遍，20t胎壓路機(jī)壓兩遍。碾壓時注意錯軸寬度，并由路邊向路中心依次碾壓，終壓之后；冷再生層應(yīng)平整光滑，表面有水漿滲出，注意終壓完成時間不能超過水泥終凝時間。碾壓完成后灌砂法測定壓實度，保證密實度滿足設(shè)計要求。

⑵施工時間控制：試驗段施工過程中冷再生機(jī)平均速變?yōu)?m/min。施工過程中應(yīng)盡量減少無故停機(jī)時間和刮平時間，確保總體上每一段落施工時間在4.5小時以內(nèi)。

⑶養(yǎng)生：碾壓成形四小時后(視氣溫情況)，可以用潮濕的帆布和其他合適的潮濕材料覆蓋。在整個養(yǎng)生期間，都應(yīng)保持覆蓋材料處于潮濕狀態(tài)。也可用水車在冷再生層上直接淋水養(yǎng)護(hù)。在七天內(nèi)禁止放行交通，全天候養(yǎng)生，始終保持表面濕潤。

5 質(zhì)量控制與檢測

由于冷再生基層屬于新的結(jié)構(gòu)形式，在《質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》中沒有相應(yīng)的檢測項目和檢測指標(biāo)，施工過程中在收集和分析大量試驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了主要檢測項目與檢測方法：

5.1 銑刨深度：再生機(jī)行進(jìn)過程中，通過計算機(jī)按照設(shè)計深度進(jìn)行銑刨，根據(jù)不同路況人工隨時量取銑刨深度，看是否滿足要求；

5.2 橫坡、縱斷高程：初壓后，利用水準(zhǔn)儀按松鋪2cm、每20米測1個斷面(3個點)控制平地機(jī)工作，橫坡偏差為±0.3%，中線高程偏差+5、-10mm；

5.3 壓實度：終壓完畢后，用灌砂法按《公路工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》附錄B檢查，一般每100米1處；

5.4 平整度：終壓完畢后，采用三米直尺每100米隨機(jī)量測一處10尺，允許偏差≤8mm。

[1]曹樹鋒.瀝青路面冷再生應(yīng)用探討[J].山西建筑，2008-10-20.