路面基層就地冷再生技術的應用

張義文

(中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連116100)

1 工程概況

石家莊二環快速路提升工程是響應國家政策要求，加快城市化建設，縮短和周邊地市距離的重要工程。路面寬度26 m，雙向四車道(中間設中央分隔帶)。

2 老路狀況調查

施工前對老路狀況進行調查，內容主要包括原路面的結構、材料和路況。

(1)老路結構及材料調查:原有路面為4 cm瀝青面層+6 cm瀝青下面層+20 cm二灰碎石+30 cm石灰土。

(2)老路破損狀況調查:由于該路交通密集，載重車輛比較多，路面遭到嚴重破壞。

3 施工準備

(1)原路面準備:破除原有瀝青路面。

(2)原材料準備:根據設計文件要求，基層再生為水泥穩定碎石基層，因此選取水泥、碎石等材料。

水泥采用石家莊鹿泉 P.O 42.5#水泥，初凝時間225 min，穩定性好，其余指標均符合要求。碎石采用石家莊當地石料廠的1～3 cm規格的機軋反擊破碎石，含泥量0.5%，壓碎值16.0%，粒徑規則、干凈，篩分結果如表1。

表1 碎石篩分結果

水采用天然河水，質量符合要求。

(3)試驗準備:為擬合再生過程，利用進場的維特根－WR2500冷再生機對老路取樣;在不同地段根據擬定的不同深度進行銑刨;對銑刨后試樣進行篩分，依據篩分結果添加1～3 cm碎石新料，然后進行混合料組成設計。添加新料后對原級配有顯著改善，級配情況如表2。

表2 添加新料后對原級配改善情況

考慮原二灰結構層細集料過多，水泥用量不宜過大，施工時選用P.O 42.5#水泥，添加水泥室內試驗結果如表3。

表3 添加水泥后的試驗結果

通過表3可以看出，添加1～3 cm新料碎石無側限強度在水泥含量4.5%和5.0%兩組均能達到設計規范要求。

(4)機械準備:為滿足基層冷再生大面積施工的要求，投入WR2500冷再生機一臺，20 t振動壓路機一臺，22 t振動一臺，25 t膠輪一臺，灑水車三臺，平地機一臺。

(5)人員準備:考慮人工灑布水泥，施工時投入工人40名，現場施工、技術、試驗人員各兩名。

4 試驗段施工

通過與業主、監理、設計單位等多次協商，確定不挖除老路面基層。再生老路20 cm，根據銑刨試樣篩分結果，添加約5～8 cm新料后直接再生。根據前期試驗確定，按以下指標控制:水泥劑量采用4.5%，最大干密度2.015 g/cm3，最佳含水量為7.5%，7 d無側限抗壓強度大于3 MPa。

施工前清掃老路面，碎石攤鋪后采用平地機整平石子，水泥采用人工撒布，灑布前彈出網格線，尺寸為4 m×1.8 m，根據理論用量再上調5%，得出水泥用量為每格200 kg(4袋水泥)。

水泥灑布后立即對老路進行銑刨、拌和，保證再生機械緩慢、均勻、連續進行，再生機械速度控制在5m/min，并且需分段施工，每段控制在200m左右。確保碾壓時混合料含水量在最佳含水量附近。再生機械拌和完畢后用振動壓路機穩壓一遍后用平地機初整，再按設計高程人工復整，松鋪系數按1.15控制，最后碾壓。壓實遍數與效果見表4。

表4 壓實遍數與效果

混合料無側限抗壓試驗和水洗篩分試驗結果見表5。

表5 混合料7 d對抗壓強度及篩分結果

7 d后取芯和彎沉檢測結果見表6及表7。

表6 取芯試塊抗壓強度

表7 彎沉檢測結果

試驗段施工檢測各項指標均達到設計標準后，即按此試驗段經驗開始大規模施工，并于9月5日全部完成冷再生施工。

5 施工方案

(1)下承層的準備:檢測原路面彎沉，清掃路面(需要時清洗)，對原路面上的坑槽進行填補。

(2)用全站儀按10 m間距布設中、邊樁位置并引至施工范圍外。

(3)人工攤鋪5～8 cm的1～3 cm規格碎石，并用平地機粗整。

(4)為保證水泥灑布的均勻，采用人工灑布。灑布前彈出網格線，尺寸為4 m×1.8 m，水泥用量為每格200 kg。為減少灑布后水泥損失，灑布時間控制在施工前1 h左右，且水泥灑布選擇在風小的天氣。

(5)含水量的控制:根據取樣的天然含水量調整加水量，由冷再生機精確控制。

(6)再生拌合:根據WR2500冷再生機的再生寬度為2.5 m，路面基層按6幅進行施工。施工時應連續施工三幅，并且需分段施工，每段控制在200 m左右，以保證再生機械和碾壓機械協調一致，

對老路進行銑刨、拌和時，須保證再生機械緩慢、均勻、連續進行。再生機械速度控制在5 m/min，單幅再生施工至作業段終點后，將WR2500冷再生機調至施工起點，進行第二幅施工。縱向接縫處相鄰兩幅作業面的重疊量不宜小于30 cm，并且第二幅再生時將重疊范圍內的水噴關閉。

(7)水泥劑量及含水量的檢測:再生后現場應及時取樣，做EDTA滴定試驗，快速(10 min內)測定，以確保及時準確地對水泥劑量進行調整。同時現場取樣做含水量試驗，測含水量時采用現場燃燒法(施工前通過試驗確定燃燒法與烘干法比例關系，烘干法時烘箱溫度應控制在小于100℃)，所取混合料應保持均勻一致，確保實際含水量與最佳含水量相符。

(8)兩幅路段使用再生機械拌和完畢后用振動壓路機穩壓一遍，再用平地機初整。根據設計縱斷高程和橫坡度，按10 m為一斷面控制(平曲線處按5 m控制)，再按設計高程人工復整，保證平整度，且整形后的表面無明顯的再生輪跡和級料離析現象。松鋪系數按1.145控制，然后碾壓。

(9)當再生攤鋪整形完成后，開始壓實。先用20 t振動壓路機弱振一遍，然后強振兩遍，再用25 t振動壓路機強振兩遍，最后用25 t膠輪壓路機碾壓兩遍，碾壓速度控制在1.5～2 km/h，并應在試驗確定的延遲時間內完成碾壓。壓路機不得在已完成的路面上急剎車或調頭，啟動和停止時應低速、緩慢進行。

(10)接縫和調頭處的處理:兩工作段的銜接處應切除處理，盡量避免搭接處理。縱縫和橫縫需垂直相接，不應斜接，接縫處應密實。施工機械如在冷再生水泥穩定碎石上調頭，需采取保護措施。

(11)養護與交通管制:冷再生施工完畢立即封閉交通，禁止一切車輛通行，上覆蓋養護布(透水土工布)灑水養護7 d，保持基層濕潤。

6 施工中控制重點

(1)選用的新添碎石，應采用規格的機軋反擊破碎石，含泥量、壓碎值盡量偏小，粒徑規則、干凈。

(2)必須嚴格控制再生混合料級配在設計范圍之內，確保細集料不能偏多。

(3)考慮原二灰結構層細集料過多，施工時選用P.O 42.5水泥。嚴格控制水泥劑量，在滿足強度要求的前提下水泥用量不宜超過5%。

(4)由于二灰對水泥劑量的影響，水泥劑量必須達到設計要求，灑布必須均勻。

(5)必須在水泥初凝之前完成碾壓成型，采用不間斷流水作業。

(6)嚴格控制再生機械速度控制在5 m/min，緩慢均勻，連續進行，對出現的離析混合料采用人工整理。

(7)由于再生機的再生寬度較小，以及為保證在水泥初凝之前完成碾壓成型，造成縱縫和橫縫較多，應認真處理。同時對于碾壓過程中出現的軟彈現象，應及時挖除換填。

(8)加強灑水養護和交通管制。

7 冷再生工藝存在的問題

(1)再生混合料的級配變異性較大，壓實度檢測不能準確反映壓實狀況，建議施工中增大壓實度檢測頻率并增加彎沉檢測。

(2)冷再生對老路下承層要求較高，適宜僅路面損壞地段。對老路病害處理不夠徹底，冷再生施工后有一定質量隱患

(3)受天氣影響較大，因水泥需人工灑布，陰雨及大風天氣無法施工。

(4)原老路結構層厚薄不均勻，再生老路后局部有夾層現象。同時由于下承層的含水量影響，容易造成再生結構層底部出現松散現象。

(5)由于冷再生設備的影響，整形采取人工整理，容易造成平整度較差，應加強控制。

8 結束語

就地冷再生不僅能節省大量資源，而且減少環境污染，改善了原結構的不足性能，使再生后的結構層完全能夠滿足作為基層的整體性能。石家莊二環快速路提升工程二灰碎石基層就地冷再生，通過施工過程中的不斷探索和科學的管理，取得良好的施工效果，得到了業主的好評。

［1］JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術規范［S］

［2］JTJ 071－98公路工程質量檢驗評定標準［S］

［3］JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術規范實施手冊［S］