公路路面水泥穩定冷再生關鍵技術

王麗君

（天水公路管理局，甘肅　　天水　741000）

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公路路面水泥穩定冷再生關鍵技術

王麗君

（天水公路管理局，甘肅天水741000）

摘要：近年來，在全國各地都改造或修建了很多的公路，特別是改造、維修養護項目工程所占到的比例日益增大。而利用再生技術可以降低施工成本、縮短施工周期、滿足施工要求。本論述首先分析了冷再生技術的原理以及特性，然后闡述了影響施工質量的一些因素，最后結合具體實例詳細描述了公路路面水泥穩定就地冷再生技術的施工過程以及效果，結果表明，使用效果良好，完全能夠滿足各方面要求。

關鍵詞：就地冷再生；關鍵技術；銑刨

0　　引言

隨著我國社會經濟以及公路交通行業的蓬勃發展，近年來，在全國各地都改造或修建了很多公路，特別是改造、維修養護項目工程所占到的比例日益增大[1]。在改建或者維護路面的時候如果還是利用傳統方法，則需要投入大量的材料，同時環境污染問題嚴重。我國目前已經在很多地區采用了就地冷再生技術，這些再生技術的使用創造了非常大的經濟價值[2,3]。就路面工程而言，其基層本質上是結構層出現損壞，而石料本身并沒有出現損壞，這些石料完全能夠再生利用，如何采用合適的措施將這些半剛性材料進行再生利用是該行業需要解決的關鍵問題[4]。目前使用較多的就是就地再生技術，也就是將部分或全部基層全部銑創，然后再加上水泥進行拌和，這種方式的特點就是造價低廉、施工周期短[5]。畢竟舊材料和新材料在性能方面還是存在差異，如果還是利用原有的設計體系，施工質量必然難以滿足實際需求，有可能導致路面維修之后出現過早損壞的問題。本論述主要針對公路路面水泥穩定就地冷再生關鍵技術進行研究，實現對舊基層材料的合理利用，盡可能強化路面基層的使用性能，以滿足實際的使用需求，減少項目工程施工成本，達到社會效益和經濟效益的最大化。

1　　冷再生技術原理和特性

1.1就地冷再生技術原理

所謂就地冷再生技術指的就是在施工現場通過專門再生機械把原有路面結構進行銑刨并破碎，然后再結合實際情況適當增加新材料，在常溫條件下和穩定劑進行拌和，最后將其壓實成型，并將其作為路面的結構層次。在這個過程中需要用到專門的再生機械設備，該設備最關鍵的地方就是切削轉子，上面裝有很多的硬質合金刀具，見圖1所示。在切削轉子對原路面進行銑刨破碎的時候，利用噴灑嘴向拌和腔內灑水，提前在原路面上鋪好適量的水泥，通過機械設備把原路面材料以及水泥、水等同時聚集于拌和腔進行拌和。撒水量通過計算機進行嚴格控制，控制的依據就是材料密度、施工速度、再生的深度以及寬度等。

圖1　　水泥就地冷再生技術原理示意圖

1.2水泥冷再生技術特性

水泥冷再生技術顧名思義就是以水泥作為添加劑的一種技術，簡單說來就是在原來松散或粉碎的路面上添加合適的水以及水泥，并將其拌合并攤鋪壓實，便可以生成一種耐久性以及強度等各方面性能都滿足有關規定的材料。雖然說這是一種新的復合材料，但是它和水泥穩定碎石相比較而言還是基本相似的，從某種層面上來說，它也屬于水泥穩定類材料。在所有的化學類穩定劑當中，水泥是使用最為廣泛且最穩定的，價格也很便宜，能夠在很大程度上提升混合料的力學強度以及抗水能力，但是水泥也存在缺點，比如說會出現收縮裂縫，所以在使用水泥的時候為了有效控制收縮裂縫，必須嚴格控制水泥用量不得高于6%。在進行再生處理的時候為了避免造成粉塵污染，水泥最好是以稀釋的形式來添加使用。

2　　水泥穩定就地冷再生材料性能影響因素

根據已有的研究表明，影響水泥穩定就地冷再生材料性能的因素是多方面的，見圖2所示，包含的因素主要有：原路面材料的級配以及物理化學性能、水含量、水泥含量以及品質、施工條件、養護情況等等。

圖2　　水泥穩定就地冷再生材料性能影響因素

在施工過程中，銑創所得到舊半剛性基層材料中主要包含表面附有砂漿的砂石、表面較為干凈的沙石以及水泥石顆粒等。舊材料中所包含的集料通常都是被漿體或者石屑粉包裹，在實施再生的時候舊集料和水泥之間是不是能夠枯結牢固還不明確；對于水泥或者是石灰等結合料有沒有徹底發生反應，活性如何都不是很清楚；在進行銑刨的時候很多粗集料會被碾碎，獲得的舊基層材料級配也會相應出現變化，舊基層材料是否會促進了再生材料穩定性以及強度的提升還有待商榷。對于舊集料而言，其表面通常情況下都是部分甚至全部包裹著一層砂漿，這些砂漿的存在導致再生粒料內部集料—漿體結構趨于復雜化，使得界面的數量增多，老砂—集料界面以及老砂—新砂構成的界面都較為薄弱，這會在很大程度上影響再生材料的耐久性以及力學性能。有學者通過試驗證實了再生混凝土新老界面之間的粘結效果不好，因此在界面位置比較容易出現微裂縫進而不斷擴展直到貫穿，這方面的問題如果處理不好必然會在很大程度上影響就地冷再生施工質量。

3　　水泥典型就地冷再生技術的實際應用

3.1工程簡介

某路線的全部長度大概在15.55 km，于2005年建成并通車，屬于二級復線公路。最近幾年來，隨著社會經濟的快速發展，該路線的交通量也是日益增加，特別是工程車輛數量的迅速增加給該路線造成了非常大的壓力，使得該路線中很多地方均出現了破損問題，已經對安全行車構成了嚴重的威脅。針對老路的路面結構以及材料等進行了調查。

（1）結構以及材料：在老路中進行了取芯調查，以明確路面結構以及各結構層對應的厚度，調查結果為級配碎石底基層厚度約15 cm，水泥穩定碎石基層厚度約為24.5～25.2 cm。

（2）破損情況：經過調查發現，該路線的問題主要有嚴重龜裂，其縱向和橫向裂紋普遍都是單獨存在；部分路段裂紋間隔非常小，不連續但是延伸很長；網裂和龜裂都有，很難進行區分；總體而言，裂縫的寬度范圍控制在3 mm～15 mm內，塊度范圍在20～50 cm內。

（3）彎沉檢測：根據有關的標準對老路進行了彎沉檢測，結果為該路段的彎沉代表值在90～120（0.01 mm）范圍內，狀況不是非常好。按照路面設計彎沉值32.5 （0.01 mm）可以知道該路面的強度指數SSI，鑒定結果為等級較差。表1所示為部分路線的鑒定結果。

表1　部分路段路面強度指數以及鑒定等級

3.2試驗段施工

為了方便進行交通管制以及各個工序之間的銜接，選取的試驗段長度是200 m，為直線段。試驗結果如下：

（1）級配驗證。表2為將銑刨之后的基層材料實施篩分并和目標配合比階段級配實施比較的結果。由表2可知，級配沒有什么差距，不需要實施調整。

表2　　舊基層銑刨廢料級配比較

（2）再生混合料各項性能驗證。根據有關檢測標準對現場的再生混合料實施各項性能檢測，表3所示為檢測結果，從表中的數據可以看出，再生混合料其各項性能都符合相關要求。

表3　　再生混合料各項性能

（3）壓實檢測。表4所示為壓實檢測結果，根據表中的結果最終得到整平壓實工藝過程如下：利用22 T單鋼輪振動壓路機進行一次穩壓，然后通過平地機證明；利用25 T單鋼輪振動壓路機實施2遍強振；利用25 T單鋼輪振動壓路機實施3遍弱振；利用25 T膠輪進行6遍壓實操作。

表4　25 T單鋼輪振動壓路機不同工藝對應結果

（4）本實例中用到的再生機組銑刨拌和速度在5～7 m/min范圍內，綜合考慮各方面因素，比如說再生機組銑刨再生速度、水泥初凝需要花費的時間、整平以及壓實效率等，最后將銑刨再生作業長度選擇為150 m。

（5）彎沉檢測。完成施工7 d之后，取芯檢測，表5所示為檢測結果，見表6所示為彎沉檢測結果，從表中的數據可以看出，檢測結果均能夠符合相關要求。

表5　　檢測結果

表6　　彎沉檢測結果

3.3具體施工過程

（1）水泥鋪設。通過人工的方式將水泥鋪設在路面上，在鋪設之前先在路面上彈出網格線，在每格上鋪設100 kg水泥。為了最大限度降低鋪設水泥的損失，應該在施工前1 h開始鋪設，另外，還需要注意天氣情況，盡量選擇風小的時候施工。

（2）在銑創和拌和施工的時候，最好使再生機械連續并且均勻的進行，控制再生機械速度在5～7 m/min范圍內。對于縱向接縫位置，兩個相鄰作業面之間的重疊量應該超過30 cm，同時需要關閉重疊范圍內的水噴。

（3）壓實。根據上文中的工藝路線來對路面進行壓實。需要特別注意的是包括壓路機在內的任何機械設備不應該在已經完成的路面上采取掉頭和急剎車操作，任何時候啟動以及停止都應該緩慢低速進行。

（4）接縫以及調頭處處理。對于兩個工作段銜接位置應該對其進行切除，最好不要進行搭接處理。不管是橫縫還是縱縫都應該垂直相接，避免斜接，接縫位置必須確保密實。如果施工機械需要在冷再生水泥穩定碎石上面進行調頭，必須采取有效的保護措施。

（5）養生以及交通管制。完成冷再生全部施工過程之后必須立刻對交通進行封閉，所有車輛都禁止通行，在路面上鋪蓋養護布并灑水養護7 d，時刻確?；鶎拥臐駶櫋?/p>

3.4效果分析

完成施工之后再現場進行了取芯，并根據有關標準對芯樣強度進行準確測試，測試結果表明，施工效果良好，所有的芯樣都能夠滿足設計要求。

對施工路面進行為期7 d的養護之后，所檢測的彎沉代表值全部達到了55.3（0.01 mm）的要求；對于平整度，根據12 mm來控制合格率超過了95%，壓實度的合格率是100%。

4　　結束語

目前使用較多的就地再生技術，就是將部分或全部基層材料全部銑創，然后再加上水泥進行拌和，這種方式的特點就是造價低廉、施工周期短、節約資源。本論述實例利用該種技術進行施工，完成施工之后取樣測試的結果表明，各項力學性能指標都可以滿足，包括強度、彎沉值、平整度等。說明該種技術是行之有效的，應該予以大力推廣。

參考文獻：

［1］ 楊小寧.淺談水泥穩定就地冷再生基層技術在縣鄉公路中的應用［J］.赤子,2012（12）：166.

［2］ 蔡建良,李立功.舊路瀝青路面水泥穩定就地冷再生［J］.市政技術,2010（S1）：16-20.

［3］ 方秀能,王萬平.泡沫瀝青就地冷再生技術在高速公路水泥穩定碎石上基層中的應用［J］.江西公路科技,2015（3）：46-50.

［4］ 吳旭.水泥穩定就地冷再生基層技術的應用研究［D］.沈陽：沈陽建筑大學，2013.

［5］ 郝慶富.淺談瀝青路面水泥穩定就地冷再生基層施工技術［J］.中國科技博覽，2012（32）：169.

中圖分類號：U416.2

文獻標識碼：A

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.06.011

收稿日期：2016-4-6

作者簡介：王麗君（1984-），女，漢族，吉林長春人，大學本科，工程師，主要從事公路養護與施工管理工作。