就地冷再生技術(shù)在黃河大堤路基工程中的應(yīng)用

王 敬，李 菁，左安濤

（1.長江水利委員會(huì)陸水試驗(yàn)樞紐管理局，湖北赤壁 437300；2.濟(jì)南市清源水務(wù)集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南 250014）

黃河大堤（濟(jì)南段）作為黃河下游防洪工程體系的重要組成部分，是防汛搶險(xiǎn)的交通要道。經(jīng)過多年運(yùn)行，部分堤頂防汛道路的路面、路基損壞嚴(yán)重，路面坑洼不平，特別是到汛期多雨季節(jié)時(shí)，道路積水難行，此種狀況嚴(yán)重地影響到了黃河大堤（濟(jì)南段）工程防汛的安全，改建工程迫在眉睫。

根據(jù)此段黃河堤防防汛工作的實(shí)際情況，堤頂?shù)缆犯慕üこ痰脑O(shè)計(jì)指標(biāo)如下：參照平原微丘區(qū)三級(jí)公路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年限10 年，設(shè)計(jì)車速30 km/h，路面寬度6.0 m，路面橫坡2%，汽車荷載雙輪組單軸載100 kN，路基寬度為堤頂寬度。

臨黃大堤（濟(jì)南段）的原路面結(jié)構(gòu)從上向下為5 cm 厚的瀝青碎石混合料路面，30 cm 厚的水泥石灰碎石土層，堤身。

根據(jù)工程檢測，發(fā)現(xiàn)黃河堤防有35.567 km的路面、52.819 km 的上路基損壞，需要翻修。路段情況見表1，表2。

表2 上路基翻修段分布及現(xiàn)狀

1 翻修路段工程設(shè)計(jì)

1．1 路面翻修路段

修復(fù)方案如下：刨銑損壞的瀝青碎石混合料路面，運(yùn)至上基層翻修段，破碎后作為冷再生添加料；用5 cm 厚的AC-13C 細(xì)粒式瀝青混凝土對(duì)道路面層進(jìn)行重建。

1．2 道路上基層損壞的路段

翻修方案如下:充分利用原壩體材料，采用就地冷再生技術(shù)對(duì)道路的上基層進(jìn)行翻修；用5 cm厚的AC-13C 細(xì)粒式瀝青混凝土對(duì)道路面層進(jìn)行重建。

本工程包括堤頂?shù)缆访鎸臃?30 316 m2，基層冷再生翻修316 914 m2，加上附屬工程項(xiàng)目，合同項(xiàng)目投資額為7 970.27 萬元。

2 就地冷再生技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

傳統(tǒng)的三級(jí)公路上基層翻修技術(shù)是首先拆除破壞道路的面層和上基層，將廢料棄置至垃圾場，然后用水泥碎石混合料穩(wěn)定層再對(duì)上基層進(jìn)行重新修建。就地冷再生技術(shù)對(duì)道路上基層進(jìn)行翻修是使用就地冷再生機(jī)械對(duì)原道路進(jìn)行刨銑、破碎、拌合，對(duì)拌合料進(jìn)行初壓、整平后，按照設(shè)計(jì)要求，在上面直接攤鋪一定的級(jí)配碎石混合料、水泥和水，再利用就地冷再生設(shè)備直接對(duì)上部20 cm 深度內(nèi)的添加料和舊道路上的冷再生混合料進(jìn)行充分地拌合與攤鋪，等到混合料符合含水量要求后，用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，形成新的道路上基層。與傳統(tǒng)的道路上基層翻修工藝相比較，就地冷再生技術(shù)有如下的優(yōu)點(diǎn)：

2.1 成本低

就地冷再生技術(shù)全部利用了原道路的上部材料修建新的上部基層，節(jié)省了大量的工程材料，且減少了舊道路材料的挖除、運(yùn)輸、棄置費(fèi)用。一般來說，基層翻修費(fèi)用可以降低30%左右。

2.2 速度快，效率高

就地冷再生技術(shù)采用專用的冷再生機(jī)械，一次性地完成基層的刨銑、破碎、拌合和攤鋪等工序，簡化了施工程序，提升了施工速度。

2.3 質(zhì)量好，易控制

根據(jù)原道路的實(shí)際情況，通過添加符合設(shè)計(jì)要求的級(jí)配碎石、水泥、水等添加料，通過冷再生機(jī)械的拌合、破碎、拌合和碾壓機(jī)械的壓實(shí)，形成拌合均勻、厚度一致、壓實(shí)質(zhì)量高、抗壓強(qiáng)度高的新的道路上基層。

2.4 高環(huán)保

傳統(tǒng)的道路基層翻修易產(chǎn)生大量的廢料棄置，造成環(huán)境污染，同時(shí)，大量新材料對(duì)環(huán)境生態(tài)平衡也造成不利地影響。就地冷再生技術(shù)均克服了以上的缺點(diǎn)，被稱之為“綠色施工技術(shù)”。

3 施工工藝

3.1 銑刨、破碎與拌合

1）冷再生機(jī)械設(shè)備對(duì)原路面進(jìn)行銑刨、破碎與拌合。本工程采用專用的維特根WR2000/WR2500S 冷再生機(jī)進(jìn)行施工，并推動(dòng)水車在原路面上行走。

2）冷再生機(jī)推動(dòng)水車在原路面上行走，冷再生機(jī)行走速度控制在6~12 m/min 之間，現(xiàn)場按照10 m/min 控制，保證銑刨后拌合料的級(jí)配波動(dòng)范圍不大。

3）再生機(jī)后有專人跟隨，隨時(shí)檢查再生深度、含水量。發(fā)現(xiàn)有未拌碎的瀝青混凝土塊時(shí)，需要及時(shí)清理出邊線外。

4）每段再生結(jié)束后，檢查銑刨刀架、刀頭，發(fā)現(xiàn)損壞立即更換。冷再生刨銑、拌合完成后，用平地機(jī)整平，準(zhǔn)備攤鋪添加料。

3.2 撒布添加料及水泥

用添加料撒布機(jī)進(jìn)行添加料撒布。撒布0.5～4.0 mm 的級(jí)配碎石與經(jīng)銑刨破碎后面層的混合料，撒布厚度為8 cm，設(shè)計(jì)松鋪系數(shù)按1.4 控制。計(jì)算攤鋪厚度，經(jīng)測算無誤后方可卸料。嚴(yán)格掌握攤鋪厚度，避免個(gè)別路段料不夠或過多；用攤鋪機(jī)均勻攤鋪級(jí)配混合料。檢查是否均勻，不均勻處輔以人工操作。對(duì)初平好的添加料采用20 t壓路機(jī)靜壓一遍。采用水泥撒布車進(jìn)行水泥撒布。撒布水泥用量為21.89 kg/m2。

3.3 加料后的冷再生機(jī)拌合

1）冷再生機(jī)在已經(jīng)冷再生過的混合料上加添加料后進(jìn)行拌合。冷再生機(jī)進(jìn)行速度為不超過12 m/min。

2）冷再生機(jī)后有專人跟隨，隨時(shí)檢查拌合深度、含水量。發(fā)現(xiàn)有未拌碎的瀝青混凝土塊，需要人工清理出邊線外。如果數(shù)量較多，應(yīng)立即提示冷再生機(jī)操作駕駛員減慢拌合速度，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速，直至拌合料均勻。

3）專人負(fù)責(zé)檢查拌合深度，用鋼纖刺入已拌合料中，測量其刺入深度是否合格，并檢查含水量是否符合設(shè)計(jì)要求。

4）每段冷再生結(jié)束后，檢查銑刨轂的刀架、刀頭，發(fā)現(xiàn)有損壞的需要立即更換。

3.4 碾壓整形

1）在再生機(jī)后面緊跟一臺(tái)20 t 壓路機(jī)進(jìn)行初壓，路面經(jīng)冷再生料初壓實(shí)時(shí)控制行進(jìn)速度不超過3 km/h。初壓完成后,立即用平地機(jī)整形。

2）整形后立即檢測含水率，當(dāng)混合料的含水率符合設(shè)計(jì)要求后，用20 t 振動(dòng)碾壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，碾壓遍數(shù)為6 遍，順序?yàn)殪o壓1 遍、弱振1遍、強(qiáng)振3 遍、靜壓1 遍。壓路機(jī)的碾壓速度控制在1.5~2.5 km/h 進(jìn)行碾壓。

3）在碾壓過程中，再生層的表面要始終保持濕潤，如水分蒸發(fā)過快，及時(shí)補(bǔ)撒少量的水，但嚴(yán)禁大量灑水碾壓。碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象，及時(shí)翻開重新拌合（加適量的水泥），使其達(dá)到質(zhì)量要求。

4）經(jīng)過拌合、整形的水泥穩(wěn)定就地冷再生層，必須在水泥初凝前完成碾壓，并達(dá)到要求的壓實(shí)度，同時(shí)沒有明顯的輪跡。

3.5 試驗(yàn)檢測

1）每次壓實(shí)后，委托的試驗(yàn)人員在施工段隨機(jī)取點(diǎn)，沿堤頂軸線方向，每100 m 取一個(gè)樣品,用灌砂法測定壓實(shí)度，測量人員測量壓實(shí)厚度，要求冷再生基層的壓實(shí)度不小于97%。

2）試驗(yàn)段完成后灑水養(yǎng)生7 d，在施工段每個(gè)臺(tái)班段進(jìn)行一次鉆芯取樣，測量試樣的7 d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，要求7 d 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于2.5 MPa。

3）按照規(guī)范要求的頻次對(duì)基層的平整度、縱斷高程、寬度、橫坡度及外觀質(zhì)量進(jìn)行檢測。

4 施工過程中質(zhì)量控制

4.1 原材料檢驗(yàn)

原材料合格是工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)的基本保證。因此，監(jiān)理部必須督促承包方在監(jiān)理的見證下，按照規(guī)定的頻次對(duì)水泥、級(jí)配碎石等原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格的原材料不得使用，必須運(yùn)離現(xiàn)場。

4.2 做好工藝實(shí)驗(yàn)

工藝實(shí)驗(yàn)是選取具有代表性的路段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定合理的施工工序、施工機(jī)械、含水率、虛鋪厚度、碾壓變數(shù)、碾壓機(jī)械行進(jìn)速度等施工參數(shù)。在工程大面積進(jìn)行施工時(shí)，采用工藝實(shí)驗(yàn)確定的施工參數(shù)進(jìn)行施工，便于工程質(zhì)量控制，并能極大地提高工程施工進(jìn)度。

4.3 嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”

“三檢制”就是在每道工序施工完成后，首先由施工班組自檢，合格后再由值班技術(shù)員復(fù)檢，同樣，經(jīng)復(fù)檢合格后再由專職質(zhì)量檢測員對(duì)工序質(zhì)量進(jìn)行終檢。貫徹“三檢制”是工序質(zhì)量的保證性措施，監(jiān)理部必須督促承包方認(rèn)真貫徹執(zhí)行。工序質(zhì)量經(jīng)過“三檢制”的檢驗(yàn)合格后，由監(jiān)理工程師進(jìn)行工序質(zhì)量抽檢，合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。

4.4 工程質(zhì)量控制

首先，要對(duì)工作內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，針對(duì)每項(xiàng)工作，建立質(zhì)量崗位責(zé)任制，做到每項(xiàng)工作都責(zé)任到人。其次，要建立“質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度”，并嚴(yán)格執(zhí)行，以充分調(diào)動(dòng)廣大施工人員的積極性，確保工程質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

5 施工效果

該工程完工后，按照規(guī)范規(guī)定的頻次對(duì)工程的質(zhì)量進(jìn)行檢測，工程質(zhì)量全部合格，工程質(zhì)量評(píng)定為優(yōu)良等級(jí)。利用就地冷再生技術(shù)減少了工程原材料的采購。本工程僅道路基層翻修項(xiàng)目就節(jié)省工程投資1 200 余萬元，同時(shí)對(duì)生態(tài)平衡起到了積極的保護(hù)作用；減少了工程廢料的棄置，對(duì)環(huán)境保護(hù)也起到了促進(jìn)作用。

工程自通車以來，經(jīng)過3 個(gè)汛期的運(yùn)行，沒有出現(xiàn)道路的裂縫、不均勻沉降等質(zhì)量問題，確保了本段工程汛期防汛工作安全，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。就地冷再生技術(shù)工程對(duì)三級(jí)公路的基層翻修工程具有良好地借鑒價(jià)值，目前，也得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。