舊路面基層冷再生施工技術(shù)分析

楊滿柱

（廣河縣地方道路養(yǎng)護站，甘肅 臨夏 731300）

0 引言

近年來，在公路工程建設(shè)中，瀝青路面的養(yǎng)護及舊路面改造項目越來越多，常見的瀝青路面施工，再生技術(shù)施工應(yīng)用分為熱再生技術(shù)和冷再生技術(shù)。通常情況下，對舊路面基層進行就地冷再生處理，進行循環(huán)利用和再生，逐漸在工程實踐中普遍應(yīng)用，就地再生后的材料可以底基層、基層等具有承載力的路面結(jié)構(gòu)層，節(jié)約砂石等材料，實現(xiàn)工程成本的結(jié)余，高效利用廢料，獲得較好的環(huán)保效益。

1 冷再生施工技術(shù)

1.1 相關(guān)概念原理

冷再生施工技術(shù)誕生于國外，后經(jīng)時間的推移和全球交流的加強，于二十世紀八十年代開始應(yīng)用于國內(nèi)公路養(yǎng)護與維修中，是現(xiàn)階段瀝青路面修復(fù)的常用技術(shù)手段之一。冷再生施工技術(shù)在舊路面基層修復(fù)中的應(yīng)用，一般是通過添加新的骨料、細集料及穩(wěn)定劑（如水泥），根據(jù)相關(guān)材料配合比要求進行混合料的制作，然后經(jīng)銑刨、破碎、攪拌、碾壓、養(yǎng)護等很多環(huán)節(jié)進行修復(fù)，以此促進舊路面形成新的結(jié)構(gòu)層，從而達到舊路面修復(fù)的目標，并在一定程度上保證道路使用更持久和穩(wěn)定。

1.2 技術(shù)應(yīng)用特征

舊路面基層冷再生施工技術(shù)應(yīng)用，相對其他舊路面修復(fù)工藝使用而言有以下幾點優(yōu)勢：1）舊路面原有材料實現(xiàn)了二次利用，節(jié)約了路面修復(fù)成本并提高了施工材料使用率，路面施工垃圾處理得到更好地解決，符合低碳環(huán)保的綠色發(fā)展理念；2）該技術(shù)減少了舊路面基層結(jié)構(gòu)的重構(gòu)工作量，攤鋪、碾壓、整形等的一系列操作，相對而言更簡便且好處理，整體路面基層修復(fù)工作量比較少；3）該技術(shù)的使用從根本上提高了舊路面的路基強度，修復(fù)后的道路運行穩(wěn)定性得到了提升，并且整個修復(fù)過程和技術(shù)的使用對原有路面的影響比較小，舊路面整體結(jié)構(gòu)不會受到損傷[1]。

2 舊路面基層冷再生施工機理分析

一般而言，在常見的瀝青公路中，其瀝青混合料往往是由破乳后的乳化瀝青黏結(jié)和水泥水化產(chǎn)物組成，其中破乳后的瀝青黏結(jié)是實現(xiàn)路面黏結(jié)的關(guān)鍵，因此瀝青乳化處理這一環(huán)節(jié)至關(guān)重要。實際瀝青乳化操作中，這一過程處理與水泥水化處理相輔相成，因為水泥的水化需要用水，而瀝青的乳化則需要使用憎水性材料，這樣則能夠提高乳化瀝青的防滲水性能，二者之間互相制約并且輔助對方，最終實現(xiàn)了瀝青的乳化和水泥水化。

舊路面基層冷再生施工過程中，原有路面的舊物料會給水泥與乳化瀝青的混合料帶來一定影響，如果不能得到良好的處理，就會降低混合修復(fù)料的強度，最終舊路面的路基修復(fù)質(zhì)量會降低，尤其是舊路面中的老化瀝青，更是直接影響礦物質(zhì)與水泥水化產(chǎn)物之間的黏結(jié)性[2]。因此，在冷再生混合料的生產(chǎn)中，一般會加入一定量的水泥，其目的就在于利用水泥的吸水性提高新瀝青材料的破乳效果，從而減少舊路面老化瀝青等物料對混合修復(fù)料的不良影響，同時添加進去的水泥還能作為混合料的一種輔助再生劑，增強冷再生施工混合料的黏結(jié)性，確保舊路面基層冷再生施工達到預(yù)期效果。

3 舊路面基層冷再生施工技術(shù)應(yīng)用前期準備

3.1 原材料準備要求

舊路面基層冷再生施工技術(shù)應(yīng)用，原材料的準備很關(guān)鍵。首先是主材料之一的水泥，通常情況下的選擇有普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等，嚴禁使用變質(zhì)或者劣質(zhì)水泥；其次是施工用水，水的選擇沒有特別之處，普通飲用水即可，但也要確定其中不存在有害物質(zhì)或者污染物；再次是銑刨料，這一般要按照JTJ034-2000《公路工程路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中要求進行制作，最后是級配碎石，主要是成分是基層施工骨料，顆粒與有機物使用且需要遵循JTJ034-2000《公路工程路面基層施工技術(shù)規(guī)范》與JTGE42-2005《公路工程集料試驗規(guī)程》相關(guān)規(guī)定[3]。

3.2 施工器械準備

舊路面基層冷再生施工技術(shù)應(yīng)用，施工器械的準備也很重要，具體如表1。

表1 施工器械配備表

3.3 施工混合料的配比設(shè)計

舊路面基層冷再生施工技術(shù)應(yīng)用，施工混合料的配比設(shè)計，包括對原材料的分析、新材料的配合比確定、配合比檢驗等三方面內(nèi)容，但實際施工中往往是根據(jù)JTJ034-2000《公路工程路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定進行，重點是水泥的用量控制以及石灰使用設(shè)計等方面。

4 舊路面基層冷再生技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵銑刨料工藝要點分析

4.1 舊路面的銑刨處理與備料

舊路面基層冷再生施工中，原路面的銑刨處理是重點。原有路面的銑刨，首先需要根據(jù)實際工藝的應(yīng)用選擇合理的加工設(shè)備并且要明確加工參數(shù)，然后是根據(jù)該段道路的日常實際運行狀況，科學(xué)合理地選擇施工機器，例如維特根WR2500S冷再生機與PY-180 平地機等。銑刨過程中，銑刨機的銑刀數(shù)量和銑刨速度需要嚴格控制，這樣可以減少超粒徑銑刨料的占比，在一定程度上提高銑刨效率。如S574 線齊家至水泉公路老莊至糜子灣段道路中，全長4.416km，路基寬7.5m，水泥穩(wěn)定砂礫基層20cm，瀝青面層5cm，該路段銑刨速度控制在3m/min 較為合適，銑刀一般準備140 把左右。在這個過程中為了防止銑刨料出現(xiàn)板結(jié)，一般會中途適當添加水分并且銑刨料的倉庫需要一日一清理，這樣在處理舊路面時可以保證質(zhì)量。

4.2 銑刨料的配比設(shè)計

冷再生技術(shù)應(yīng)用中，銑刨再生材料制作要符合一定標準，否則不能投入施工中使用。一般情況下，需要保證銑刨料7 天內(nèi)的無側(cè)限抗壓強度不低于2MPa，并且銑刨料中所摻入的碎石需要嚴格根據(jù)集料級配要求選擇，同時攪拌的方式往往是機械集中拌合，這樣銑刨料的配比制作更高質(zhì)量[4]。

4.3 選料與質(zhì)量控制

經(jīng)過全面的理論分析之后制定相關(guān)設(shè)計方案，然后以方案為主選定材料并進行配比設(shè)計，最后是成型的銑刨料。首先，在材料的選取過程中，水泥的選擇比較關(guān)鍵，仍然是S574線齊家至水泉公路老莊至糜子灣段道路，全長4.416km，路基寬7.5m，水泥穩(wěn)定砂礫基層20cm，瀝青層5cm，其使用水泥型號為P.O42.5#，初凝時間是215min，終凝時間389min，兩項都符合技術(shù)使用標準，混合料抗壓強度測試中，3 天內(nèi)的壓強是18.7MPa，超過標準值15MPa，28 天內(nèi)的壓強44.5MPa，超過標準值42.5MPa，都是符合測定要求的，后續(xù)骨料選取中，碎石粒徑在20mm～30mm，占比約為30%，總體銑刨料配比設(shè)計都符合技術(shù)要求。

4.4 料的配比與參數(shù)值

通過查閱資料得知，某全長14km、14m 寬兩車道、水泥碎石穩(wěn)定層34cm、瀝青層9cm 的道路中，根據(jù)相關(guān)要求對原有材料進行篩分并計算了摻配比例，其具體數(shù)據(jù)見表2。

從表2 中的數(shù)據(jù)可以看出，銑刨料的通過率最佳，合成料次之，碎石較差。該路段冷再生施工中又根據(jù)使用水泥劑量的不同，繼續(xù)進行了不同比例混合料干密度實驗，具體結(jié)果見表3。

表2 不同材料通過率總結(jié)

表3 不同比例混合料干密度試驗結(jié)果

后續(xù)又進行了5 組含水量實驗，如表4 所示。

表4 含水量實驗數(shù)據(jù)

該路段冷再生施工中，通過以上實驗計算更加具體地展現(xiàn)了實際施工數(shù)據(jù)，并且材料顯示該工程最后在95%的標準養(yǎng)護室中進行了無側(cè)限抗壓測試，養(yǎng)護時間是6 天，浸水期為1 天，第7 天測壓數(shù)據(jù)如表5 所示。

表5 不同配比強度測定

以公路施工技術(shù)細則中的規(guī)定為標準進行對比分析，無側(cè)限抗壓強度不低于2MPa 即可，因此如果是理想狀態(tài)下的施工，使用4.5%的水泥劑量配置銑刨料即可，銑刨料∶碎石∶水泥=70 ∶30 ∶5 并且最佳含水量大約在7.6%，最大干密度值約是2.216t/m3。

5 舊路面基層冷再生施工

5.1 施工放樣要點

通常情況下，銑刨施工結(jié)束之后的舊路面基層標高會有一定的變化，新鋪設(shè)的冷再生混合料底基層設(shè)計標高會有所提高，所以這就需要冷再生施工技術(shù)人員重新確定試驗路段的相關(guān)松鋪系數(shù)，然后才能繼續(xù)進行基層鋪攤高度高程計算，這樣一來施工放樣才能保證規(guī)范且符合標準，后續(xù)冷再生施工技術(shù)應(yīng)用才能避免出現(xiàn)問題。與此同時，測量放樣的高點需要進行復(fù)核，測定路基頂面標高之后，施工人員則要利用石灰粉進行標記，比如，對邊界輪廓予以圈定；而在將要進行鋪設(shè)施工的路段中，施工人員要科學(xué)控制其外樁間距，最好在每20m 的距離設(shè)置一個點位；對于彎道則要進行精確測量，獲取可靠的數(shù)據(jù)，為后續(xù)施工提供可靠的參數(shù)。此外，鋼纖架和鋼絲繩以及緊線鉗等的使用，需要注意裝置標定鋪攤機厚度，保證橫坡厚度符合標準，才能確保后續(xù)鋪攤施工過程中機器的配合更協(xié)調(diào)、同步，而且按照梯隊的形式展開作業(yè)，也能保證施工縫隙的出現(xiàn)概率比較低，在一定程度上提高冷再生施工質(zhì)量。

5.2 舊路面清潔整理

舊路面冷再生施工，對原有舊路面進行清潔整理，是應(yīng)用冷再生施工技術(shù)修復(fù)路面的前提條件，原有路面清潔整理與找平，包括周邊不需要再生施工的相鄰車道和路肩，這一目的是為了保持道路的水平性，為后續(xù)冷再生施工技術(shù)的應(yīng)用和鋪設(shè)提供良好先決條件。舊路面的清潔與整理中，其重點需要清除路面的積水與雜物并且在處理邊線時要嚴謹，這樣才能避免再施工之后存在質(zhì)量隱患，再生施工路段若有橋梁、涵洞及井蓋等物體，則要注意針對舊路面的翻漿、車轍、沉陷、坑槽等病害進行解決，最大程度地調(diào)整舊路面的平整度，從而為冷再生施工提供便利，保證再生路面質(zhì)量良好、持久性更佳。

5.3 新加材料準備

冷再生施工技術(shù)應(yīng)用，新添加的材料準備是核心環(huán)節(jié)之一。首先，需要根據(jù)原有舊路面的再生深度內(nèi)的平均密度，精確計算出每平方米新添加料的劑量；其次，需要根據(jù)每車料的質(zhì)量與體積，計算每車料的具體堆放距離，這一操作是為了避免新料鋪設(shè)不夠平均和平整；最后，按照水泥劑量的使用標準和規(guī)定，明確單位平方米內(nèi)再生水泥穩(wěn)定層的水泥使用量以及精準確定水泥的縱橫擺放位置，從而確保舊路面基層冷再生施工質(zhì)量達標[5]。嚴格控制新材料的添加和使用，才更能保證冷再生施工技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出最理想的效果，但同時不可忽略的是準備新材料時務(wù)必要進行質(zhì)檢，有些情況下材料供應(yīng)和施工方屬于合作關(guān)系，為了保證材料達標，必要情況下應(yīng)當在鋪設(shè)到地面之前進行質(zhì)量檢驗，這樣就從根本上杜絕了材料后期質(zhì)變問題。

5.4 冷再生攪拌

舊路面基層冷再生攪拌分為以下5 個方面的內(nèi)容：1）利用冷再生機推動水車，在原有舊路面上進行拌合，通常情況下速度控制在6m/min～12m/min，這樣可以更好地控制銑刨料的波動范圍，有助于提高銑刨機工作效率；2）技術(shù)人員作為后盾跟隨冷再生機作業(yè)，專業(yè)技術(shù)人員跟在冷再生機后方，可以及時進行拌合調(diào)整；3）冷再生機作業(yè)后方，需要有4-5 人跟隨處理邊線和余料，以便于促進及時整理接縫、調(diào)整水平；4）冷再生施工過程中注意隨時停工，一旦出現(xiàn)水噴、混合料級配、再生深度等相關(guān)問題，必須及時停止并盡快進行解決；5）冷再生施工過程中要注意保證后續(xù)作業(yè)的順利性，盡可能減少橫向接縫，每次的不停機再生長度在150m～200m 更佳。

5.5 碾壓與整形

舊路面路基冷再生施工中，一般冷再生機器工作后方都會跟隨一臺振動壓路機，目的在于通過壓路機的工作加強壓實性，從而提高基層再生質(zhì)量。振動壓路機的工作速度按照要求規(guī)定不能高于3km/h 并且初壓完成之后要即刻利用平地機進行整形。平地機整形作業(yè)時，采取從道路兩側(cè)向中心推進的方式，但是平曲線路段采用的是由內(nèi)向外的方式，整形過程中必要情況下可以進行二次返工，要注意由輕到重、由慢到快。此外，壓路機在碾壓路段時必須是要超過兩段接縫，否則整體路面接受到的壓力會不一樣，差距過大就會導(dǎo)致路面存在并不明顯的坑洼，而且每段的完成時間要控制在2h 之內(nèi)，同時嚴禁機器在已完成路段進行掉頭以及急剎車，以避免給路面造成損壞而影響后期使用，碾壓工作結(jié)束后不能長時間停留在道路上，應(yīng)當及時駛離并盡快做好收尾工作以避免造成損傷，必要情況下可以在禁止使用的時間內(nèi)安排專員進行勘查和保護，為道路的使用提供保障。

5.6 接縫與調(diào)頭

首先，如果道路的寬度小于7m 的情況下，縱相重疊較多時不能采取半幅施工，盡可能使用全幅施工減少重疊量，從而提高冷再生施工效率，道路重疊寬度要控制在50mm～150mm，相鄰兩次施工時間間隔要求大于12h；其次，橫向接縫的處理中要注意減少停機次數(shù)，如果發(fā)生停機問題，冷再生施工的再次啟動要重新鋪設(shè)水泥并且需要退至停機前的1.5m 距離開始作業(yè)；最后是調(diào)頭的處理，這主要需要注意器械的使用，施工機器需要在已經(jīng)完成冷再生施工的路段進行調(diào)頭，調(diào)頭之前要鋪設(shè)油氈紙或者厚的塑料布并覆蓋10cm 的土層，這樣可以減少損傷，事后注意清潔干凈調(diào)頭路面[6]。

5.7 后期養(yǎng)護

舊路面基層冷再生施工完成以后，施工方需要及時進行養(yǎng)護，通常會使用草簾鋪設(shè)保護施工路基并且養(yǎng)護時長一般不能低于7 天，整個養(yǎng)護期要封閉道路，為保持基層表面的濕潤，還會利用灑水車進行水分補充，但即使是灑水車進行養(yǎng)護作業(yè)，也要保持車速低于20km/h，與此同時需要嚴禁車輛急剎車和急轉(zhuǎn)彎，道路初使期間做到小心、謹慎，舊路面的基層冷再生施工才能更好地進行質(zhì)量控制，進而后期道路在投入使用之后才能保證更持久且穩(wěn)定性更高，冷再生施工技術(shù)的應(yīng)用也能提升效率。

6 結(jié)語

總而言之，路面基層冷再生施工技術(shù)應(yīng)用，是現(xiàn)階段舊路面養(yǎng)護及改建施工處理的常用技術(shù)手段。實際舊路面的基層冷再生施工處理有多方面要點需要嚴格把握，這在瀝青路面基層冷再生施工中都很關(guān)鍵，而單獨對水泥基層冷再生施工來說，與冷再生施工技術(shù)相關(guān)的銑刨工藝技術(shù)應(yīng)用是核心，其中銑刨料的配比與處理，料的選擇和質(zhì)量控制等都需要嚴格把控，規(guī)范且標準的應(yīng)用冷再生施工相關(guān)技術(shù)，才能保證舊路面基層再施工達到預(yù)期標準。另外，這種技術(shù)的應(yīng)用，對瀝青路面通過重新罩面，可以提高路面質(zhì)量并延長路面使用壽命，具有較高的實際推廣價值。