舊瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)在公路大修工程中的應(yīng)用

黃 河 李乾輝 阮 偉 徐長波 王 燕

（襄陽市交通規(guī)劃設(shè)計院 襄陽 441000）

舊瀝青路面冷再生技術(shù)，即是采用專用就地冷再生設(shè)備，對瀝青路面進行現(xiàn)場冷銑刨、破碎和篩分（必要時）。摻入一定量新集料、再生結(jié)合料、活性填料（水泥、石灰等）、水等，經(jīng)過常溫拌和、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現(xiàn)舊瀝青路面再生的技術(shù)［1］。

傳統(tǒng)的舊瀝青路面大修方案主要有加鋪補強層和徹底挖除新建2種。工程實踐中，采用加鋪補強方案，一般改造后路面結(jié)構(gòu)抬高30 c m左右，但在道路標高受限制的路段不適用，且加鋪補強層與老路路面結(jié)構(gòu)層間不連續(xù)，整體性不好，路面結(jié)構(gòu)層受力條件較差；徹底挖除新建方案對老路面結(jié)構(gòu)剩余強度無法加以利用，建設(shè)成本高，施工周期較長，老路路面結(jié)構(gòu)挖除后需外運處置，對環(huán)境保護不利。

如何解決公路大修工程中的上述矛盾，成為近年來興起的一個重要課題。舊瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用，能較好地解決傳統(tǒng)瀝青路面大修工程中上述諸多問題。2010年，襄陽市公路管理處引進德國Wirt gen瀝青路面就地冷再生設(shè)備，并在襄陽市G316國道、S217等共計約40 k m的路面大修工程中采用瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)，獲得了很好的經(jīng)濟和社會效益。實踐表明，1臺機組（再生銑刨作業(yè)面寬度為2.5 m）可再生瀝青路面6 000 m2／d左右，該項新技術(shù)有效解決了廢棄材料再生利用問題，使舊瀝青路面材料實現(xiàn)了再利用，與傳統(tǒng)舊瀝青路面大修相比，可節(jié)約建設(shè)成本約10%～20%。

1 舊瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生設(shè)計

1.1 技術(shù)方案擬定

舊瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)有其適用條件，即舊瀝青路面出現(xiàn)深層裂縫及擁包、坑槽等現(xiàn)象，但基層從總體上評價特別嚴重病害不多、變形不甚嚴重、具有足夠強度，路面結(jié)構(gòu)層總厚度不小于25 c m，預(yù)估的再生銑刨深度范圍內(nèi)不存在過多超粒徑顆粒（最大粒徑超過10 c m的砂礫或鐵渣等），再生銑刨后剩余基層厚度不小于10 c m薄夾層，均可采用水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)［2］。

舊瀝青路面大修改造方案擬定前，應(yīng)收集舊路面設(shè)計、施工、養(yǎng)護歷史資料，通過獲取的資料初步判定原路面結(jié)構(gòu)及強度均勻的路段，并對初步判定的均勻路段舊瀝青路面進行彎沉檢測和評定，用以確定老路剩余承載能力及整體強度狀況，必要時還應(yīng)對老路進行鉆心取樣檢測分析，用以全面了解老路強度。同時應(yīng)通過現(xiàn)場調(diào)查的方式，搜集舊路病、損害類型，查明舊路病、損害的原因，作為冷再生技術(shù)方案擬定的初步依據(jù)。結(jié)合國內(nèi)近年來的工程實踐經(jīng)驗，水泥穩(wěn)定就地冷再生路面結(jié)構(gòu)組合方案主要有以下2種，見圖1。

圖1 水泥穩(wěn)定冷再生典型路面結(jié)構(gòu)圖

通過現(xiàn)場調(diào)查、相關(guān)檢測評價結(jié)論以及其他相關(guān)資料對舊路彎沉分析界定的“均勻路段”進行再次評價，對每一相似的“均勻路段”舊路面結(jié)構(gòu)應(yīng)開挖測試坑，用以核實確定各結(jié)構(gòu)層厚度和材料、現(xiàn)場含水量、各結(jié)構(gòu)層的性狀等舊路基本信息，并進行現(xiàn)場承載板試驗，用以確定舊路各結(jié)構(gòu)層頂面當(dāng)量回彈模量，作為冷再生路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。老路銑刨后剩余基層頂面當(dāng)量回彈模量依據(jù)現(xiàn)場承載板試驗測得的舊路各結(jié)構(gòu)層當(dāng)量回彈模量進行內(nèi)插法求得。

結(jié)合我市2010年路面大修工程實踐，適用于采用就地冷再生的舊瀝青路面，要求彎沉值基本均勻，且實測彎沉值代表值小于70（0.01 mm）時，可選擇就地冷再生后再加鋪瀝青面層大修方案；實測彎沉值代表值在70～150（0.01 mm）之間時，可選擇就地冷再生后再加鋪基層補強層和瀝青面層大修方案；實測彎沉值代表值大于150（0.01 mm）時，舊瀝青路面剩余強度較低，一般不建議采用舊瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生技術(shù)。

1.2 設(shè)計方法

水泥穩(wěn)定冷再生路面結(jié)構(gòu)可參照《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》［3］中改建路面結(jié)構(gòu)厚度的設(shè)計方法進行，采用雙圓均布垂直荷載作用下的彈性層狀連續(xù)體系理論進行計算，路面結(jié)構(gòu)類型按瀝青路面半剛性基層考慮，具體計算程序見圖2。

圖2 水泥穩(wěn)定冷再生路面計算流程圖

1.3 設(shè)計參數(shù)選用

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時，水泥穩(wěn)定冷再生混合料設(shè)計參數(shù)一般應(yīng)根據(jù)室內(nèi)試驗確定，若無可靠的室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)作為設(shè)計依據(jù)，可按表1中經(jīng)驗值確定，施工時根據(jù)試驗路段試驗結(jié)果進行檢驗核對。

表1 水泥穩(wěn)定冷再生材料設(shè)計參數(shù)表／MPa

1.4 水泥穩(wěn)定冷再生混合料設(shè)計

水泥穩(wěn)定冷再生混合料，應(yīng)按照現(xiàn)行的《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》［4］中水泥穩(wěn)定土混合料設(shè)計方法進行混合料設(shè)計，再生混合料的級配范圍應(yīng)按照公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范（JTJ F41－2008）執(zhí)行。

1.5 舊路病害處理設(shè)計

水泥穩(wěn)定冷再生可以對舊路上基層及面層的病害進行有效處理，但對路基、底基層或下基層等深層次結(jié)構(gòu)病害無法徹底根治；同時老路承載能力不足的路段，冷再生后需再加鋪基層補強層以提高路面結(jié)構(gòu)承載能力；老路病害中瀝青面層脫落、老化、松散、車轍、龜裂面積小、網(wǎng)裂、坑槽深度在20 c m以內(nèi)的表層病害，均可以通過冷再生進行處理。但坑槽較深、路面沉陷、翻漿等病害嚴重的路段，必須對老路病害進行深入調(diào)查和論證，采取必要的修復(fù)補強措施后再進行冷再生作業(yè)。襄陽市2010年路面大修工程中217省道新樊線施工驗證了這一事實。若不對老路深層次病害進行徹底有效處理，待冷再生作業(yè)完成后病害再次出現(xiàn)時，再處理就頗為棘手，因此在設(shè)計階段，必須重視對老路病、損害的調(diào)查和處治設(shè)計。

2 舊瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生施工

水泥穩(wěn)定冷再生作業(yè)流程如下：封閉交通→施工放樣→準備原道路→準備新加料→冷再生機組就位→擺放和撒布水泥→冷再生機銑刨與拌和→碾壓整形→接縫和調(diào)頭處的處理→養(yǎng)生。

整個施工及養(yǎng)護過程中，應(yīng)對再生路段（路幅）封閉交通，再生作業(yè)前應(yīng)準確進行施工放樣，并清除原路表面石塊、垃圾、雜草等雜物和積水，清理邊線。對原路的翻漿、車轍、沉陷、波浪、擁包、坑槽等深層次病害必須進行徹底有效處理，并使原路面基本恢復(fù)平整。

原路面病害處理及施工現(xiàn)場準備到位后，應(yīng)根據(jù)再生混合料設(shè)計結(jié)果，確定水泥和新加料的用量，并撒布在舊路面上，準備再生機組就位，隨后按照相應(yīng)操作規(guī)程進行冷再生作業(yè)處理。

3 結(jié)語

襄陽市2010年路面大修均已竣工驗收，目前已通車運營3年多，各路段的施工質(zhì)量竣工驗收結(jié)果顯示，除極個別路段因特殊原因與設(shè)計要求有一定偏差外，其路面大修工程中水泥穩(wěn)定就地冷再生路段竣工驗收合格。該技術(shù)在襄陽市2010年路面大修工程中的推廣應(yīng)用已取得階段性成功，工程造價相對傳統(tǒng)工藝低約10%～20%，建設(shè)工期縮短30%～50%，大量節(jié)省工程建設(shè)材料，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求，竣工驗收結(jié)論表明工程建設(shè)質(zhì)量達到相關(guān)要求。

［1］ JTG F41－2008公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］ 遼寧省地方標準.瀝青路面水泥穩(wěn)定就地冷再生基層設(shè)計與施工技術(shù)指南（試行）［S］.北京：人民交通出版社，2007.

［3］ JTG D50－2006公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［4］ JTG 034－2000公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2000.