探討公路就地冷再生施工工藝

劉小群

任丘市交通運輸局公路管理站 河北 任丘 062550

引言

為更好地滿足我國各地區社會經濟發展的需求，應加速公路工程建設及高等公路的翻修、重建力度。眾所周知，公路工程建設階段施工工藝十分復雜，為使來往車輛運行的安全性、穩定性得到保障，通常會對施工工藝的科學性、可行性提出更高的要求。既往路面養護施工階段，常規瀝青就地再生工藝應用過程十分煩瑣復雜，耗用成本較高，不符合節能、環保的現代化施工要求。而很多工程建設實踐證實[1]，舊瀝青路面就地冷再生技術有操作過程簡單、施工快速、舊瀝青材料利用效率偏高、環保、耗材量少、工期短暫及綜合效益高等優勢，本文對本工藝的應用情況進行總結。

1 工程概況

本工程是二級公路，全長28.5km，該公路建成在20世紀80年代被建設，2001年進行局部大修、拓寬整改，改建以后的路面結構是16cm厚二灰碎石基層+5cm厚中粒式瀝青砼+4cm厚細粒式瀝青。2010年時，本公路收費站被撤銷，車流量明顯增加，結合現場調查資料，發現瀝青路面存有縱橫向裂縫、龜裂、坑槽等質量病害，對道路使用安全構成一定威脅。

2 處理方案

結合道路質量病害的調查狀況，結合不同路段編制相應的檢修方案，一共有10.17㎞路段應用了瀝青路面就地冷再生技術，具體處理方案如下：破損處理原瀝青路面、基層，摻入5%水泥，進行全深式就地冷再生施工，采用新基層作為再生層，新形成的路面結構如下：4cm AC-13C+5c mAC-16C+20cm全深式就地冷再生。對于冷再生混合料做出如下要求：7d無側限抗壓強度2.5～3.0MPa，壓實度≥95%。

3 就地冷再生技術原理及特征

3.1 技術原理

這種施工工藝是在舊路面改造活動中，充分應用原瀝青路面材料，不進行拆除、外運等處理，依照設計的比例摻拌水泥、石灰、土等添加劑，也可以加入其他類型的穩定材料，例如乳化或泡沫瀝青等，指派工人就地攪拌、找平、壓實。通過應用這種工藝技術是在專業再生機械的協助下實現的，其核心為一個組裝數個硬質合金鋼刀具的切削轉子構件。轉子運轉時朝上方切削處理路面物料，轉子削切的同時，軟管將再生機前的水灌車內儲備的水輸送給再生機，配合機載計算機系統調控噴灑過程[2]。在再生機微機控制系統的協助下能實現對噴水量的準確劑量，拌和罩殼中和切削掉物料能實現充分混合，便于壓實后達到工程建設所需的最佳含水量。

3.2 特征

3.2.1 連續攪拌。確保原路材料與穩定材料兩者充分拌和。利用微機系統控制水與其他液態穩定材料，應用噴嘴在轉子整個寬度范疇中實現均勻撒布。

3.2.2 準確調控鋪層厚度。在設計好作業深度后，傳感器與控制系統協同控制轉子的切削深度，接觸方式獲得十分準確的再生鋪層厚度。

3.2.3 家屬施工進度。再生機及其他設備的生產效率均較高，每天完成的任務量約5000㎡，和常規基層施作相比能減少10～15d[3]。

3.2.4 氣候因素形成的影響較小。即便是在不確定的氣候田間下，就地冷再生技術也能實現連續施工，雨天時暫停施工，雨天過厚即可恢復施工活動。

3.2.5 改善交通中斷狀況。由于就地冷再生工藝過程較簡單，不會投入較多的施工機械設備，在交通量不大的工況下能實現半幅施工，半幅開放交通。

3.2.6 基層強度相對較高。因為這種施工工藝應用階段顯著增強了基層承重能力，通過設計合理的配合比，嚴控施工過程等，進而能使再生層強度抵達13～15MPa。

4 再生混合料配比與施工計劃

4.1 混合料配比

原材料以原路瀝青路面舊混合料、再生劑、新集料及水等。

首先，本項目篩分試驗舊路混合料級配構成，依照試驗結果可以知道銑刨料級配符合工程設計要求，混合料整體應用銑刨料再生施工。其次，本工程選用P.042.5級普通硅酸鹽緩凝水泥作為再生劑，并結合既往施工經驗，確定水泥劑量4.5%，經擊實試驗后，獲得最佳含水量、最大干密度分別是8.8%、2.05g/cm-3[4]。結合以上參數設計情況，根據各路段的含水量，有針對性的調整冷再生機的加水量。最后，結合最佳含水量、干密度等制備試件，于（20±2）℃恒溫條件下持續養生7d，連續浸水24h以后進行無側限抗壓強度試驗，最后顯示試件強度3.3MPa，符合工程設計要求。

4.2 施工計劃

4.2.1 正式施工前認真做好交通封閉工作，嚴格依照設計要求進行施工放樣。

4.2.2 壓實設備。再生機以后一般會應用3臺壓路機去壓實處理再生物料，具體是先用一臺重型壓路機用高幅振動壓實貫穿到再生底部。再生層厚度下2/3實現均勻壓實時，可以配合平地機進行最后的整頓處理，最后用光輪壓路機采用低幅振動模式去壓實新攤鋪層的上面層。

4.2.3罐車。要結合工程的建設規模與道路幾何樣態選擇容量適宜的罐車。

4.2.4 原路面材料。充分破碎舊路并篩分混合料，若舊路級配不符合要求時，可依照設計級配摻拌適量新骨料，如果舊料內5cm之上的粒徑含量＜ 30%，需要盡早添加部分級配的粗骨料，5mm之上的粒徑含量＞80%，要加入部分級配的細集料，就會建設出具有良好級配的骨架密實構造，借此方式強化冷再生施工混合料的強度[5]。

合理分析舊路混合料的土質，檢測0.5mm之下細粒上的塑性指數，以此為據確定應用哪種添加劑。依照添加劑劑量的差異，基于重型擊實儀實驗確定混合料的最大干容重與最佳含水量。依照設計要求制作試件，養生以后通過試驗檢測無側限抗壓強度，用于確定最佳的外摻劑劑量。

5 就地冷再生施工工藝

5.1 準備工作

首先，依照工程設計要求準備好各種施工材料，把集料堆放在干凈、干燥、排水狀態良好的場區內，規格不同的集料要做到分類堆放。其次，清理掉原路上存在的雜物，結合再生層厚度、寬度、干密度等指標測算出單位面積新集料用量，均勻撒布。試驗路段設定成100m，通過試驗路的鋪筑施工情況，確定了施工工藝、質控、施工管理等內容，現場施工作業設計成2.3m。

5.2 再生作業

首先，在施工起點位置首尾銜接所需的各種施工機具，銜接相應管路，水罐車、冷再生機等是常用的就地冷再生設備。其次，開啟再生機預熱系統連續進行1～1.5h的預熱，依照試驗段設計的再生深度銑刨、攪拌舊路面15cm二灰碎石。再生機組一定要緩慢、均勻、連貫的進行再生施作，再生施工速度5～6m/min。再生機攪拌階段，要指派專人隨機挖坑檢測攪拌深度，確保拌制深度符合工程設計要求。再者，單幅再生到一個作業標段（100m）終點后，把再生機與罐車等均運輸至施工起始點，開展第二幅施工活動，直至全幅作業面的再生施工任務結束。最后，縱向接縫處要避開了快、慢車道上車輛運行的輪跡。縱向接縫位置兩個相毗鄰的作業面之間的重疊量≥100mm；兩個施工段的橫向接縫重疊拌和以2.0m為宜，重疊位置補撒適量的水泥。本工程的兩個作業路段銜接位置、縱向接縫都應用了搭接拌制的方法處理，前一段與施工一側拌制后分別預留5～8cm、10～20cm，添加適量水泥重新攪拌并和后一段和另一側同時碾壓[6]。

5.3 碾壓與修整

在確認混合料攤鋪均勻以后，即刻使用輪胎壓路機于壓實處理后的路面上快速進行1遍碾壓，這是提升路面平整度的可行方法之一[6]。在混合料碾壓施作整體結束后，再配合使用壓路機初步修整路面。如果是在修整直線路段時，需要由道路的兩個側邊朝向中央處進行碾壓、整頓；若面對的是彎曲路段，則需要由中央朝向兩端壓平。修整工序可以屢次操作，直至路面壓實度、平整度符合設計要求。整形處理階段，嚴禁路面上有任何車輛通行。應結合道路現狀及氣候因素合理編制碾壓施工方案，且碾壓路段的不同位置要盡量維持統一，特殊工況下要對路面兩側連續碾壓2～3遍。當經檢測路面的含水量抵達最佳狀態時，需要應用輕型與重型壓路機交替進行壓實施工。碾壓作業時，若出現凸起、松散等質量問題時，則要指派工人翻開相應路段，隨后規范的進行二次攤鋪與碾壓操作，并配合使用其他方法以防發生二次破壞問題，進而使工程建設質量得到更大保障。

5.4 養生

公路路面冷再生碾壓結束后，要進入到＞7d的養生期，在以上過程中施工方要選擇規格、型號適宜的潮濕布料覆蓋路面，定時灑水，確保路面在養生整個過程均能維持良好的濕潤狀態，上層路面正式開工前也要配合使用防護措施，嚴禁暴曬。安排灑水車定時灑水，且要封鎖道路，嚴禁測量駛入[7]。瀝青路面對氣候溫度表現出較高的敏感性，故而冷再生施工時所用混合料對環境條件也較敏感。若在高溫條件下施工作業，則很難確保冷再生機破碎路面時取得良好效果，但氣溫偏低則會影響水泥的水化效果，進而降低工程建設質量，故而要選擇適宜的季節與氣候條件下施工，并做好瀝青路面的養護管理工作。

5.5 加強項目的安全管理

施工安全直接影響施工項目的成本，這樣方能確保現場工人及機械設備安全，以上是公路路面施工現場管理的重要內容。項目部要主動確立安全即效益的工作觀念，主動防控與避免可能發生的安全事故，實時監控事故多發區安全事故的發生情況，力爭將工程事故發生率降到最低[8]。推行獎懲機制，督導現場工人確立質量安全意識，從源頭上解除安全隱患。做好施工安全管理工作，有益于減少冷再生施工成本，協助施工方創造更多的效益。

6 結束語

近些年中，我國道路養護事業持續發展，更多精細化施工標準與新理念融合至水泥冷再生施工活動中，這就要求施工方應綜合多方面因素，制定個科學、合理的就地冷再生施工方案，加強各工序規范化指導及質控，在確保工程質量達標的基礎上，減少資源用量，更好的落實節能、環保理念，實現文明、高效率施工。