就地冷再生底基層在黃土地區公路養護中的應用

摘要：冷再生技術是在現場對原路面混合料銑刨破碎后，拌合碾壓形成新的路面結構層，這種新型施工工藝利用廢棄材料作為筑路材料，避免了舊路面挖除，環保節能，工藝簡單。通過在黃土地區瀝青路面養護時，以水泥作為添加劑，采用就地冷再生技術，從具體工程實際應用方面，對施工過程中的詳細施工工藝提出要求，對施工結果進行檢測分析，并結合工程應用，闡明了質量控制應注意的問題，公路就地冷再生技術在公路工程的路面維修養護改造中，能夠很好的處理瀝青路面結構層損壞的問題，利用了原路面結構層材料，降低了公路養護造價并保護了生態環境，對技術的推廣應用具有重大意義。

關鍵詞：就地冷再生;基層;養護;應用

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B

就地冷再生底基層技術為銑刨加工瀝青路面面層及基層，必要時添加部分新骨料，并混合一定比例穩定劑（水泥等）和適量的水，按照試驗配合比在現場就地銑刨﹑破碎﹑拌合﹑攤鋪及碾壓成型[1]，形成滿足路面所需性能要求的新的結構層，作為路面新基層或底基層的一種施工過程[2]。

在公路養護工程中，冷再生技術是充分利用原道路面層結構材料，通過運用水泥穩定原路面混合料形成新的路面結構層，應用原路面材料從而避免了對舊路面的挖除，并解決了材料廢棄對環境污染、空間占用等環境保護方面面臨的難題。并且工藝簡單，加快了工期，節省了投資，有很好的社會及經濟效益，是一項利用廢棄材料作為筑路材料、環保節能、利國利民的施工新技術[3]。

但是，在目前公路路面重鋪的養護路段，冷再生技術在應用過程中，工藝的控制不同，導致工程質量有差異，對形成的新的路面結構層的路用性能有較大的影響[4]?，F根據隴東黃土地區就地冷再生底基層在養護工程中施工應用，以實例闡明施工工藝及質量控制過程及要點。

1 工程應用

1.1工程施工工藝

甘肅省首次在 G211線K321+800～K331+300段實施冷再生施工技術，全長8.2KM，為18cm厚就地冷再生底基層94300㎡，該工程位于隴東黃土地區慶城縣，施工工藝見圖1。

1.2原材料性能分析及質量要求

本工程為公路養護工程基層冷再生，需要利用原公路路面材料進行新水泥穩定基層施工。為確定原道路基層銑刨后的碎石級配情況，確保滿足冷再生基層設計級配的要求，需要進行舊道路基層材料篩分試驗。取舊道路基層銑刨后的混合料進行室內篩分試驗，把試樣烘干直至達到恒重，按篩孔大小順序將材料逐個過篩。先用干篩法準確稱取4.75mm篩孔以上每個篩上的剩余量，再利用水洗法確定4.75mm篩孔以下每個篩上的剩余量，從而確定銑刨料的材料級配組成。

將國道211線K321+000～K322+200處原路面銑刨后料料取樣進行篩分試驗，路面銑刨舊料天然含水量為4.1%，塑性指數為7.8，結果詳見表1。根據篩分結果，對比規范規定通過率，顯示原路面銑刨料級配良好，各類顆粒組成均在規范規定水泥穩定材料的范圍內，冷再生施工時可以直接利用原路面基層銑刨料，不需要再添加新級配碎石。重鋪工程實行全深式冷再生方式，不對級配調整。

本工程采用平涼海螺水泥廠生產的水泥，為保證工程施工質量，進場水泥抽樣做強度、細度等試驗，檢測確保其質量符合標準要求。對于邊通車、邊施工路段一般采用P.C32.5普通硅酸鹽水泥，運輸和堆放應注意防水及防潮，水泥入庫時保存整齊。水采用清潔、無污染、可飲用水。

本工程使用德國原裝進口2000型維特根冷再生機一臺，灑水車三輛，18-21噸壓路機一臺，22噸以上振動壓路機兩臺，180型平地機一臺。

1.3 施工準備

1.3.1測量、放線與原路面整形

對于冷再生的路段做中線測量、放線。沿邊線每200m設置一個便于控制高程的水準點，水準點固定在不易遭人、車損壞的位置。施工前，原路面如有病害，應進行處治，達到路面要求的高程或符合設計要求。翻漿、沉陷、坑槽等病害，處理時可用符合要求的水泥穩定碎石或水泥礫石進行處治，整修碾壓密實。對于進行冷再生底基層施工的路段，路面高程控制比較困難，一般只對原路面低洼部分進行材料回填。

1.3.2冷再生混合料的配合比設計

在冷再生施工前對原路面銑刨，選擇4組摻有不同劑量水泥的銑刨料進行材料篩分試驗、擊實試驗，確定混合料配合比。按照水泥劑量2%、3%、4%、5%、和6%，分別將水泥和冷再生的混合料按照比例混合均勻，擊實試驗確定出混合料的最佳含水量和最大干密度。按照不同水泥劑量，制作出對應的不同最大干密度和最佳含水量的試件，在養生6天并浸水1天后測再生混合料的強度。試驗結果見表2、表3。

2 試驗段冷再生底基層施工

2.1施工前的培訓工作

冷再生技術是一項新工藝，所以在施工開始前對參與施工的施工人員及民工隊、機械操作人員進行了崗前培訓教育。經過培訓，使每個人做到心中有數，并對各個環節安排專人負責，從施工開始至結束等均固定專人操作。

2.2試驗段總結

根據要求，本工程按不同添加劑比例分別做了4個試驗段：3%水泥、3%石灰150m長;4%水泥150m長;4.5%水泥150m長;5%水泥150m長，共計600m長的試驗段。經過7天養生期后，確定4.5%水泥含量其強度符合設計要求。按照經濟、合理及施工難易程度想比較，本工程選用4.5%水泥含量作為施工冷再生底基層水泥劑量。試驗段施工結果總結如下：

2.2.1含水量

最終確定最佳含水量為7.1%，最大干密度2.283g/cm3，施工時應略大于最佳含水量1-2%，原路面天然含水量4.5%-5%之間。

2.2.2銑刨深度

試驗段施工中發現，銑刨深度為18cm，舊路面結構層為厚度只有15cm的礫石摻灰基層，銑刨后混合料級配不符合設計要求，混合料含土量過大，是因為銑刨混合料中混入了一部分路基土，本標段與項目辦及監理單位協商將銑刨厚度修改為15cm。冷再生機每次銑刨時，兩刀搭接10cm才能將兩刀之間保證無遺漏。

2.2.3隨機檢測頻率

每個施工段在150m-200m，每刀（50m長），檢查刀頭1次，檢查銑刨深度1次（取3點位置之平均值），冷再生機兩刀施工搭接完成后（或半幅路面寬度），工程施工過程中應至少測混合料含水量一次。

2.2.4壓實遍數

冷再生機起刀后工作行走50m后，18-22噸振動壓路機（2臺）緊跟靜壓1遍后再振動碾壓1遍，冷再生機搭接施工，可在路面施工完成兩刀或半幅后，平地機整平，在這之前根據實際混合料表面水分散失情況，水分缺失較大時需要灑水后進行，整平后采用18-21噸三鋼輪壓路機靜壓5遍，也可用膠輪壓路機靜壓3遍，以達到表面密實平整。在兩刀搭接完成或半幅路面完成后，進行壓實度測量，壓實度合格后進行覆蓋養生，否則需復壓以便使其滿足壓實度要求，控制在97%以上。試驗段施工控制指標見下表4、所用機械見表5。

3 施工工藝及質量控制

3.1 打格放線

根據混合料最大干密度，對每平方米路面混合料所需要攤鋪的水泥用量進行計算。半幅施工時，由于冷再生機工作寬度為2m，所以放線時從路中線開始，向路邊每2m寬，依據每一袋水泥在施工路段上按規定的用量可進行攤鋪之后所占用的面積，可計算冷再生混合料在本工程施工路段上每平方米攤鋪量，將2m寬的距離在橫向打成網格狀，我們采用了2m×5m方格，每格攤鋪水泥3袋。

3.2攤鋪水泥

根據用石灰打出的方格計算每個方格內應攤鋪的水泥袋數，采用工具將每方格內運輸卸下的水泥的攤鋪在方格內，施工攤鋪時應均勻，不得攤鋪在格線外。

3.3冷再生機作業

冷再生機作業，在水泥攤鋪50m后開始，當冷再生機走出20m后，一名技術員在混合料兩邊三個位置各取三個點測量深度，對銑刨深度進行控制，防止過深或深度不夠出現夾層。當超過設計值1cm時，需及時報告操作人員進行厚度調整，之后按照上述方法繼續檢查直至合格。拌合后松鋪系數為1.5-1.6，松鋪厚度在23cm-25cm之間，當第二刀開始搭接工作時，需要1人專門對第一刀沿搭接線每5m鏟除混合料，以保證再生機準確搭接。

3.4含水量的調整

在施工現場應注意對混合料含水量進行控制，根據開工前試驗所確定混合料的最佳含水量，一般情況下，含水量在冷再生施工時壓路機現場碾壓中，大于最佳含水量1%-2%時能夠達到較好的壓實效果。冷再生完成一個工作面后，需要對現場含水量進行檢測，含水量在最佳含水量左右無需調整，如果檢測小于或大于最佳含水量時，應及時通知操作人員進行調整，直至達到或接近最佳為止。銑刨用水量應均勻，銑刨過程中采用適宜速度勻速行進，側面干凈整潔，無顆粒松動。

3.5碾壓及整平

第一臺單鋼輪振動壓路機在冷再生拌合機施工距離20m后，緊跟其后第一遍靜壓，第二臺單鋼輪振動壓路機在距離30m后開始振動碾壓。冷再生機兩刀搭接完成，碾壓遍數達到規定，灑水補充混合料表面散失較大水分后，平地機行進過程中應平穩，精平整修出橫坡，作業時一次成型，不能中斷。當平整完成后，三鋼輪壓路機隨即進行碾壓，在直線段上由路線中心向路邊，曲線段上由內側向外側進行碾壓。壓路機行進要平穩，前進、后退時要注意控制方向，嚴禁壓路機在施工路段上猛打方向或原地調頭。壓實度在碾壓5遍后每50m測量一處，符合設計要求后覆蓋養生，不合格時繼續碾壓至合格為止。

3.6養生

終壓結束后，灑水進行養生。養生方法有兩種，一種是終壓結束后灑水，用土工布覆蓋養生，養生期間要嚴格控制車輛在施工后的冷再生底基層行駛，保證底基層形成并符合設計要求強度;另一種是在冷再生施工同時進行水泥穩定基層施工，當天完成冷再生與基層同時成型，只對基層進行養護，這樣做就節省了冷再生底基層的養護費用，也提高了工程進度。

4 就地冷再生應用分析

4.1冷再生底基層經濟分析

使用冷再生技術鋪筑的底基層與同厚度的礫石摻灰相比較，每平方米礫石摻灰費用：挖除舊油皮（包外運）1.50元/㎡，人工費1.82元/㎡，機械費5.04元/㎡，砂礫石16.20元/㎡，水泥7.40元/㎡，合計為31.96元/㎡;每平方米冷再生底基層費用合計為24.60元/㎡（經工程實際計算得到）;經比較米冷再生底基層比砂礫摻灰底基層每平方節約7.36元。如果使用智能水泥散布車施工，費用會更低。

4.2應注意的事項

4.2.1可廣泛應用于不同道路的結構層

正常情形下，就地冷再生技術對于5cm以上骨料含量≧40%且≦80%原路面結構層材料就能加以利用。若材料中5cm以上骨料含量過低，為提高混合料的強度，則需要根據篩分試驗加入適宜的細骨料，以形成良好級配的骨架、密實結構。

4.2.2可運用于不中斷交通施工

可根據原有路面情況，采取半幅通車，避免造成道路長時間中斷。施工前在公共媒體發布公告，并且制定半幅通車安全方案，設置專職安全人員負責行車及施工安全工作。

4.2.3可根據具體情況使用多種穩定劑

施工時可根據具體工程，穩定劑可單獨應用，也可多種進行混合使用，如水泥、粉煤灰、石灰等。

5 結語

公路就地冷再生技術，目前在公路工程的路面工程維修改造中，作為養護工程施工工藝，能夠很好的處理瀝青路面結構層損壞的問題，此工藝不僅能減少資源的浪費，并且環保節約成本，使用了再生機一體化施工，大提高了機械化程度及工作效率。隨著目前公路工程中每年的養護工作量逐年增加，對水泥穩定就地冷再生技術在養護工程應用時具體的施工過程、質量控制進行探討，在推廣技術應用、減小公路養護成本、環保等方面都有很大的意義。

參考文獻：

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作者簡介：魏世棟（1981—），男，甘肅西峰人，工程師。主要研究方向：公路工程的施工與管理。