公路路面水泥穩定就地冷再生關鍵技術與工程應用研究

楊軍

摘 要：為研究公路路面水泥穩定就地冷再生關鍵技術與工程應用，本文介紹了舊路材料的檢測和處理、冷再生銑刨與拌合、攤鋪碾壓的施工環節，并通過實體工程驗證了水泥穩定基層冷再生技術的控制效果。

關鍵詞：道路工程;冷再生技術;壓實度;無側限抗壓強度;水泥穩定基層

1 緒論

傳統的道路改建和基層維修采用重新填筑的方式，需要消耗更多的材料，其廢棄舊料的處理也一直是難題，丟棄舊料會占用土地、浪費資源、污染環境。[1]半剛性基層瀝青道路的基層損壞實質是結構層整體性能喪失，砂石材料本身未產生損壞，因此可以通過再生技術使舊料恢復其性能。[2]但是冷再生的材料性能與新砂石材料性能存在差異，會造成再生材料實際性能不能滿足路面結構性能要求。故本文從舊路材料的檢測和處理、冷再生銑刨與拌合、攤鋪碾壓的施工環節進行關鍵技術進行探討。

2 就地冷再生技術

2.1 原材料

（1）水泥。冷再生水泥穩定劑可選用普通硅酸鹽水泥、礦渣灰質桂酸鹽水泥和火山灰質桂酸鹽水泥。實際使用時水泥與集料加水攪拌至碾壓成型需要一段時間，因此采用的水泥應關注初凝與終凝時間，其間隔應為3.5～4h。所以應選用終凝較強的水泥，一方面能夠保證在施工過程中水泥不會凝固，另一方面終凝時間較長的水泥能夠較好的防治基層裂縫。

（2）舊路材料。舊路材料主要是舊瀝青面層和舊半剛性基層銑刨破碎后的混合料，被作為冷再生的骨料及填充料，因此要進行級配檢測和骨料壓碎值等物理力學性能檢測。為保證取樣混合料的代表性，應在預定銑刨深度勻速銑刨2米以上的范圍取料，并取整個路基斷面，一般不少于100kg，路面結構和材料不同時應分別取樣。

（3）級配設計。舊路材料由于原有水泥或瀝青將細料黏附在粗料表面，銑刨破碎后的混合料一般細料含量較少，<0.3mm的細料需要額外添加。高速公路和一級公路基層宜用1號級配范圍，底基層宜用2號級配范圍，3號級配范圍適用于二級及二級以下公路。若舊路材料的級配不符，則需添加新的礦料。

（4）最佳水泥用量。冷再生中水泥最佳用量和新鋪水穩基層的最佳水泥用量確定方法相同，通過擊實試驗確定最大干密度和最佳含水量，并結合目標壓實度做無側限抗壓強度試驗，優化出經濟的水泥最佳用量。銑刨拌合前在舊路基層表面畫1m×1m的方格，在方格內依據銑刨深度計算舊料總量，并推算出每個方格內需布置的水泥量。

2.2 冷再生機銑刨與拌合

冷再生機組速度應根據再生深度調整，網裂等病害嚴重地段應慢速，保證銑刨后料的級配波動范圍不大。再生機組后需要專人檢查含水量和再生深度，并清理混合料中的雜質和銑刨起始位置的余料。含水量控制在最佳含水量的+2.0%，再生深度每隔30～50m根據道旁水平控制樁核查一次，再生深度控制在設計深度±1cm。多刀銑刨時應控制搭接寬度在20cm左右。一次銑刨拌合作業的長度宜150m～250m。

2.3 攤鋪碾壓

再生機組后應配備大噸位鋼輪壓路機靜壓一次，初壓宜進行高幅低頻強振碾壓方式，壓實遍數應滿足2/3厚度內的壓實度達到規定要求，壓路機的工作速度不得超過3km/h。初壓后應使用平地機整形，人工檢測無明顯的粗細料離析現象后，采用低幅高頻弱振碾壓方式復壓4～6遍，前2次碾壓速度宜17km/h，之后宜2.0～2.5km/h。終壓應只用膠輪壓路機碾壓10遍。碾壓過程中，如有松散、起皮等現象，應加適量的水泥重新拌和碾壓。碾壓作業橫向接縫應預留5～8m加適量水泥與后一作業區重新拌和碾壓，縱向接縫不宜斜接，應預留10～20cm加適量水泥與后一作業區重新拌和碾壓。從開始銑刨拌合冷再生水泥穩定碎石起開始計時，應在4小時內完成終壓。

3 工程實際

3.1 工程概況

某公路全長16.4km，部分路段的路基、路面均出現了嚴重病害和破損，已不能滿足通行要求。綜合考慮后，對全長7.6km的一處路段實施冷再生施工。原公路的路基寬度為12m，通過取芯調查了解到老路面瀝青面層厚度為9～10cm，水泥穩定碎石基層厚度19.6～20.2cm，級配碎石底基層厚度為15cm。維修計劃為：先銑刨原瀝青面層10cm厚，然后采用就地冷再生機對20cm原水穩基層通過添加水泥進行現場再生，再生后壓實厚度為22～24cm。

通過篩分結果顯示舊路材料經破碎后基本滿足級配范圍要求，不用另行添加骨料，且物理和力學性能符合冷再生舊料要求。水泥選定PC32.5，初凝和終凝時間符合要求。

3.2 質量檢測

（1）現場冷再生混合料各項性能。對現場的再生混合料實施含水量、水泥量、厚度、壓實度的性能檢測，通過在銑刨拌合階段控制含水量比設計標準+2.0%，能基本控制竣工后水泥穩定基層含水率和水泥含量基本符合標準，但含水率標準差為137、水泥量標準差為0.84，表明各檢測點較設計標準有一定幅度的偏差，這是因為就地冷再生使用的銑刨拌合機較廠拌機器生產的基層材料均勻性較差，但實際厚度和壓實值等施工效果符合設計要求，質量達標。嚴格控制銑刨拌合機銑刨深度不超過設計深度±1cm，并在初壓前進行一次靜壓，可有效控制再生層整體厚度的均勻性。

（2）無側限抗壓強度。水泥穩定冷再生材料實際屬于水泥穩定類材料，《公路瀝青路面施工技術規范》采用7d無側限抗壓強度檢測水泥穩定類材料施工質量，故本工程7d后取芯進行無側限抗壓強度指標，本工程的冷再生水泥穩定基層7d無側限抗壓強度均能很好的達到設計標準;其標準差為0.25，表明7d無側限抗壓強度質量控制穩定。取芯結果中，取樣厚度減去瀝青面層10cm，基本達到再生水穩基層厚度，5組取樣完整密實，說明碾壓過程中對接縫、“彈簧”、松散、起皮等現象的碎石重新拌和碾壓，能有效控制水泥穩定基層工后整體性。

4 結語

最終檢驗結果滿足控制標準，并得出以下結論：

（1）銑刨拌合前對舊路基層畫1m×1m的方格來控制單位面積內布置的水泥量，并在銑刨拌合階段控制含水量比設計標準多出2.0%，能基本控制含水率和水泥含量基本符合設計要求。

（2）嚴格控制銑刨拌合機銑刨深度在設計深度±1cm范圍內，并在初壓前進行一次靜壓，可有效控制再生層整體厚度的均勻性。

（3）碾壓過程中對橫縱接縫、松散現象的碎石重新拌合碾壓，能有效控制水泥穩定基層工后整體性。

參考文獻：

[1]王曉剛，馮瑋.水泥穩定碎石冷再生技術在路面維修中的應用[J].公路工程，2013，38（02）：44-46.

[2]馬在宏，李豪，盧勇，劉愛華.水泥就地冷再生基層銑刨料性狀特征和級配影響因素研究[J].中外公路，2018，38（02）：263-268.