霍闖
(中國土木工程集團有限公司,北京100038)
科特迪瓦西部地區公路改造項目(一期)屬于EPC+F工程總承包項目,工作內容是對非洲科特迪瓦西部地區現有雙向雙車道瀝青道路進行現代化升級改造,將該國南北5個城市連接起來,線路總長304 km。
路面結構形式經過多方論證、相關軟件計算以及參考相關經驗,重新設計為5 cm瀝青混凝土+8 cm瀝青碎石+25 cm水泥冷再生。在西非熱帶雨林氣候的條件下沒有成熟的施工工藝、經驗可循,一切都是摸著石頭過河。該項目的重難點在于水泥就地冷再生的施工,項目部通過進行試驗段施工,來驗證冷再生施工的施工工藝流程、設備及人員配置、混合料水泥摻量、質量控制要點等。
項目部選取100 m施工試驗段進行施工,選定的工藝流程如下:
根據導行方案(見圖1)進行半幅封路,同時根據實驗室提供的相關數據計算每袋水泥的撒布面積,測量人員于既有路面勾畫方格網(見圖2),人工撒布水泥→采用冷再生機對既有路面進行冷再生施工,過程中隨時檢測冷再生銑刨深度,并將含水量控制為最佳含水量(見圖3)。隨時觀察銑刨后混合料的粒徑及級配狀況,并根據冷再生機的行走速度進行調整→采用單鋼輪壓路機,首先靜壓1遍,隨后震動壓實5遍,靜壓時行走速度為1.4 km/h,震動碾壓時行走速度2.1 km/h→采用平地機對初壓后的表面進行整平調坡→采用膠輪壓路機碾壓4遍收面。

圖1 導行方案

圖2 方格網布置水泥

圖3 冷再生機銑刨裝置工作原理
根據冷再生機廠家的建議,冷再生現場施工機械設備組合如圖4所示。

圖4 冷再生現場施工機械配置
根據廠家售后人員指導,對于25 cm的冷再生混合料進行壓實需要至少25 t以上的壓路機進行壓實。鑒于項目部缺少25 t壓路機,但22 t的壓路機富余,且考慮到25 t壓路機的購置成本較大,原值約為65萬人民幣,且需海運入關、陸運到場,也需投入大量的時間。故項目部決定通過此次試驗段施工驗證22 t壓路機是否可用于25 cm冷再生層的壓實。另外,鑒于項目部現有設備水泥撒布車暫未到場,故采用人工撒布代替,但又缺少雙鋼輪壓路機。根據項目部技術與施工人員論證,認為雙鋼輪壓路機作用是進行復壓,完全可以用單鋼輪進行代替,同時考慮到施工現場雙鋼輪壓路機暫未到場,故決定在試驗段施工過程中取消雙鋼輪壓路機的使用,增加單鋼輪壓路機壓實遍數看是否能達到壓實效果。結合現場設備情況,使用的設備如表1所示。

表1 機械配置表
結合設備配置情況,人員配置如表2所示。

表2 人員配置表
由于在科特迪瓦當地冷再生施工沒有經驗可循,只知道大致的混合料水泥摻比范圍為3%左右,故試驗段施工過程中分別做了水泥摻量為2%、2.5%、3%、3.5%4個區段,每25 m一個區段。同時采用灌砂法進行壓實度測定,試驗數據如表3所示。

表3 灌砂法實驗數據記錄表
1)水泥攤鋪后,立即采用冷再生機推動水車按照設計的冷再生深度進行銑刨拌和,冷再生機行進速度應根據路面損壞狀況和再生深度進行調整,速度為6~8 m/min,使得銑刨后料的級配波動范圍不大。但網裂嚴重地段應采用較慢速度,宜為3~5 m/min。
2)專人跟機隨時檢查再生深度和均勻情況,應根據道路兩側設置的水平控制樁,定期核查再生深度是否正確,如再生深度超過設計再生深度±1 cm,應查明原因后再繼續施工。
3)冷再生機后刮板橫坡大于1%時左側會出現離析缺料現象,因此,施工時冷再生機后的刮平板橫坡控制在1%以內,設計路拱的2.5%的橫坡需平地機整平時進行調整。考慮銑刨后混合料的粒徑及級配,冷再生機行走速度宜控制在6~8 m/min。
4)單鋼輪壓路機初壓速度控制在1.4~1.6 km/h,復壓速度控制在2.0~2.5 km/h,碾壓時壓路機應重疊1/2輪寬,禁止壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上掉頭或急剎車,膠輪壓路機收面時,應時刻注意冷再生表層的含水量狀況,如含水量不足,可加水碾壓。
5)禁止再生機以<2 m/min的行進速度進行施工。如原路面強度過高導致再生機速度無法保證,建議采用預銑刨的方法處理。
6)縱向接縫的處理:路面材料越厚、材料越粗,重疊量應越大。在縱向接縫上,根據已建再生層的完成時間,改變水的噴入量,縱向接縫的位置應盡量避開慢行、重型車輛的輪跡位置。
7)橫向接縫的處理:施工中應盡量減少停機現象,且操作員應盡快加速達到正常的施工速度,并注意檢查水的噴入量,不能對前后兩段相鄰的2~3 m進行碾壓,在下一段施工時再重新拌和該段的水泥后進行碾壓。
本次冷再生試驗段的實施,對整個冷再生施工工藝進行了充分的驗證,且通過對相關試驗數據的分析得出如下結論:(1)施工工藝能夠滿足各項施工指標的要求;(2)人員、機械設備配置滿足技術要求;(3)若冷再生深度確定為25 cm,采用22 t單鋼輪壓路機碾壓完全可以滿足施工需要;(4)單鋼輪壓路機可代替雙鋼輪壓路機進行復壓;(5)通過測量數據可知,冷再生后的頂面高程高于既有路面高程約0.013 m;(6)通過對4個不同水泥摻量(2%、2.5%、3%、3.5%)的段落的試驗檢測可知,4種水泥摻量的段落的壓實度均可達到法標最低要求的95%。