公路水泥穩定就地冷再生改造瀝青路面施工技術與應用

徐建平

(中鐵二十局集團第二工程有限公司， 陜西西安 710000)

目前，公路養護存在一些問題，如“保通”要求越來越高、“資金缺口” 越來越大、公眾對“出行服務”的要求越來越高、“節能減排”的社會壓力越來越大等。而采用就地再生新技術改造舊路面，可很好的提高施工質量、減少資源消耗、降低環境污染、實現全壽命周期公路養護成本最小化，有效的解決相關問題。

1 就地冷再生技術概述

瀝青路面就地冷再生技術是指利用舊路現有資源，加入部分新的混合骨料(視舊路破碎后的路面情況而定)和穩定劑(如水泥、乳化瀝青、泡沫瀝青等)，在常溫狀態下，利用冷再生拌和設備對舊瀝青路面進行銑刨、破碎，并與加入的新骨料、穩定劑及水充分拌合，現場碾壓成型、養生，形成滿足路用強度等指標要求的新型路面基層或底基層。其具有工序簡單、可不中斷交通施工、不損壞路基、提高道路等級、生產效率高、保護環境、節約資源、適用范圍廣等顯著特點和優勢。

2 就地冷再生設計

2.1 舊路面的調查與評定

舊瀝青路面水泥穩定就地冷再生工程實施前，應對舊瀝青路面的技術狀況進行調查和評定，主要結合不同病害路段進行檢測，了解路面結構形式，損壞的范圍和深度，各結構層銑刨回收料的級配，為冷再生設計(再生方案的確定、配合比設計)和施工提供依據。

(1)現場承載力試驗。

根據工程所在地的氣候情況，現場承載力試驗宜選在一年中最不利季節進行；測試再生層底部下承層頂面的綜合回彈模量，為路面結構設計提供參數依據。

(2)技術經濟性分析。

采用水泥穩定就地冷再生技術，舊瀝青路面面層厚度宜小于7 cm，當面層厚度大于10 cm時應進行技術經濟比選后確定再生方案。

2.2 就地冷再生結構設計要點

(1)水泥穩定瀝青路面就地冷再生路面結構設計參照半剛性基層瀝青路面設計方法。綜合評定舊瀝青路面狀況指數PCI、路面強度系數SSI、冷再生結構層下承層的當量回彈模量等，補強處理病害。

(2)收集交通量數據，預測交通量增長率，計算設計年限內累計當量軸次。根據交通量、原路面結構組合和下承層當量回彈模量，計算設計彎沉值和設計再生層厚度。再生層設計參數應以實測值為準，當缺乏室內試驗條件時可參考表1。

表1 再生層設計相關參數

2.3 就地冷再生混合料配合比設計要求

(1)一般規定。

采用重型擊實法成型試件。再生層的下承層應完好，其厚度不得小于12 cm，且滿足所處結構層的強度要求。對于農村公路，可以全深式再生，再生厚度根據壓實機械的功率可為15～35 cm。目前在甘肅天水和陜西銅川正在實施。

(2)級配范圍。

用于一級公路底基層和二級公路基層時，再生混合料級配宜滿足表2中1號級配范圍要求；用于二級公路底基層和三級及以下公路基層時，再生混合料級配宜滿足表2中2號級配范圍要求；用于三級及以下公路底基層時，再生混合料級配范圍、混合料技術指標宜滿足表2、表3要求。

表2 水泥穩定再生基層混合料的級配范圍

3 就地冷再生施工工藝

3.1 施工準備

(1)施工放樣。

表3 就地冷再生混合料技術指標要求

施工前，在道路的兩側設置標樁(桿)作為基線。標樁(桿)的間距，曲線距離不應超過5 m，直線距離不應超過10 m。對于再生路段，再生前后路線縱坡保持不變。

(2)準備水泥和新集料。

優先采用水泥稀漿車撒布水泥，無條件時采用畫方格方式進行人工撒布。采用水泥稀漿車時，應計算水泥漿的噴灑量；采用人工撒布水泥時，應根據水泥劑量，計算每平方米再生層所需的水泥用量，并確定每袋水泥擺放的縱橫間距，然后在舊路面上畫方格確定。

(3)再生工作寬度的計算。

(4)水泥預布長度和再生長度確定。

(5)冷再生機組就位。

3.2 施工工藝

3.2.1 工藝流程

水泥就地穩定冷再生工藝流程如圖1所示，現場冷再生配套機組及施工作業示意如圖2所示。

圖1 水泥就地穩定冷再生工藝流程

圖2 現場冷再生配套機組及施工作業示意

3.2.2 一般規定

混合料含水率控制在最佳含水率±1.0 %時進行碾壓，壓實度應達到規定標準要求。冷再生結構層碾壓工序應在水泥初凝前完成。當采用配置自重26 t以上的大噸位單鋼輪振動壓路機時，壓實度要求宜提高1 %～2 %。

每日施工結束前應取樣成型試件測定試件最大干密度，作為次日施工的標準密度，并在次日施工過程中再取樣成型試件測定密度作為復核。

3.2.3 銑刨拌和

冷再生機行走速度應根據新添加集料厚度和再生深度進行調整并嚴格控制。冷再生機行走平均速度宜為4～8 m/min，轉子速度宜為100～200 轉/min。施工中再生深度的檢查以相鄰已經再生路面或舊路面為準，在再生機每次下刀的兩側，用鋼釬刺入下承層頂面中，檢測其刺入深度。

3.2.4 碾壓整形

碾壓方案見表4。

表4 碾壓方案

注：本碾壓方案以路段長100 m為例，每100 m施工時間為2.5 h，再生機前水泥最大攤鋪長度為150 m。

3.2.5 接縫的處理

(1)縱向接縫的處理。

道路寬度小于6 m時，宜全幅施工。多幅施工時，縱向再生層重疊寬度不得小于15 cm，同時在接縫處適當增加水泥用量；縱向接縫的位置應避開車輛的輪跡。

(2)橫向接縫的處理。

停機超過水泥初凝時間，再生機再次施工時，必須將整個再生機后退至再生過的路段1.5 m以外的距離，并重新在路面上撒布適量水泥。

4 水泥就地冷再生施工注意事項

4.1 施工質量控制

(1)拌和均勻。含水量宜控制在最佳含水量的±1 %內為宜，加水車供水條件必需滿足冷再生機的需要。由于用水量較大，因此要備足水車，確保不間斷供水。

(2)冷再生機拌和后整平過程中有局部骨料集中的情況，形成骨料堆積的離析現象，故在整平過程中必須加以人工配合。

(3)時間控制。從加水拌和至碾壓終了，不得超過水泥初凝時間，按試驗路段確定的合適作業段落與時間嚴格施工。大規模施工時要求：盡量避免無故停機或采用調整水泥初凝時間來保證在水泥初凝前完成所有施工工序。

(4)拌和再生深度。應設專人跟隨再生機，隨時檢查拌和深度并配合再生機操作人員調整拌和深度，滿足設計的再生層最小厚度要求，嚴禁出現粉碎的“素料”夾層現象。

(5)碾壓程序。初壓采用20 t自行式凸塊壓路機靜壓1遍，強振2遍；復壓采用20～32 t振動壓路機強振2遍，弱振2遍；終壓采用26 t膠輪壓路機碾壓5～8遍，終壓時適當加水。

(6)碾壓成型后，要覆蓋灑水養生7 d，要保證足夠的溫度和濕度。養生期間設置圍檔嚴禁車輛通行，加強道路巡查等施工管理，做到責任到人，分工明確。

4.2 試驗檢測指標控制

(1)壓實度。

冷再生路面混合料用于路面基層時，必須在最佳含水量附近進行充分地壓實，才能保證再生混合料的強度。同時由于舊瀝青路面銑刨料的組成存在較大變異性，因此應根據路段情況，分別確定不同情況下相應的最大干密度標準(即 “現場最大密度”)。

(2)7 d無側限抗壓強度。

冷再生混合料具有半剛性基層材料的一些特性，因此要求水泥為穩定劑的冷再生混合料7 d抗壓強度標準要適當提高。

(3)最佳含水量及其測定。

由于再生路段路面結構存在差異性，勢必導致銑刨的面層和基層舊料的天然含水量在不同路段而不同，因此應根據路面鉆探和再生拌和料的情況確定最佳含水量和添加水量；對于再生后含水量的測定，一般應采用微波爐烘干，若采用酒精燃燒法，會損失再生混合料中的瀝青含量，從而導致含水量測定的誤差。

5 工程實例

5.1 陜西省水泥就地冷再生技術推廣應用情況

陜西省國省干線公路于2006年開始開展水泥就地冷再生試驗研究，2007、2008年在大中修工程中進行試驗，目前累計鋪筑超過1 000 km，尤其是農村公路，比較適合全厚式就地再生(20～30 cm)，上面再鋪筑一層面層。

5.2 貴州農村公路項目

開陽至王選道路改造工程起止樁號為K0+000～K10+339，全長10.339 km。路面結構層從上往下依次為：面層：6 cm厚瀝青混凝土、基層：30 cm厚水泥穩定碎石、底基層：15 cm厚級配碎石。為做好冷再生施工的工作，我部該條道路全幅施工，總結收集有關冷再生施工的技術參數，指導整個標段的施工。該段路段原路面情況較好，路面無積水、淤泥，四周無房屋，便于進行冷再生施工。

現場施工水泥摻量為6 %，采用26T壓路機按照靜壓兩遍、輕振兩遍、強振一遍的組合方式進行碾壓，現場壓實度檢測結果為98.7 %>98 %，滿足設計及規范要求；四天及七天分別對試驗段進行鉆芯取樣，取出芯樣密實、完整、表面無裂紋，長度滿足設計厚度要求，四天無側限抗壓強度4.8 MPa>3 MPa，滿足設計及規范要求。

6 結束語

以上對農村公路冷再生施工技術與控制理論和實踐的初步探討，雖然現在對于冷再生的施工還有許多問題需要解決，但對于農村公路施工及道路養護大規模采用冷再生的工藝還是發展的趨勢，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠多觀察、多比較,出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，冷再生施工工藝將會越來越完善。