水泥就地冷再生技術(shù)在舊路改造工程中的應(yīng)用策略

田江偉

（中鐵十五局集團第四工程有限公司，河南 新鄭 451100）

0 引言

在我國由于高速公路的擴展，很多瀝青路面已經(jīng)發(fā)生了車轍、裂縫和坑槽等破壞現(xiàn)象。沉降等問題嚴重影響著道路行駛的安全性，嚴重影響了人民群眾的交通出行。在無法對道路進行局部修復(fù)和處理，就必須應(yīng)用大中修來對路面進行改造處理，并應(yīng)用水泥就地冷再生施工技術(shù)對舊路進行改造，形成新的結(jié)構(gòu)層，這樣既可以節(jié)省建筑材料，減少對空間的占用和對環(huán)境的污染，更好地增強路面改造效果。

1 工程概況

S227 線桐柏確山界至桃花店橋南段公路是省道S227 線的重要組成部分，項目起自于S227 桐柏縣和駐馬店確山交界（樁號K545+750），向南經(jīng)回龍，終止于桃花店橋南（樁號K554+000），路線全長8.25km。全路段均利用老路改建。

路面工程：鋪筑4cm 細粒式改性瀝青混凝土路面74335km2，5cm 中粒式改性瀝青混凝土路面74335km2，18cm 水泥穩(wěn)定碎石上基層76720km2，18cm水泥穩(wěn)定碎石下基層59219km2，16cm 就地冷再生水泥穩(wěn)定碎石20962km2。

2 水泥就地冷再生技術(shù)概述

水泥就地冷再生施工技術(shù)是指在室溫條件下，對專業(yè)的機械設(shè)備進行充分應(yīng)用，并對有問題的道路進行改建，在此基礎(chǔ)上對原有的舊路結(jié)構(gòu)層進行大中修，將適當?shù)幕厥瘴锪霞尤朐械慕Y(jié)構(gòu)層狀中，并做好攪拌、混合和攤鋪工作。通過對這一技術(shù)進行應(yīng)用可以對原有的鋪裝層和一些基層的結(jié)構(gòu)進行再修整，形成新的結(jié)構(gòu)層。在此技術(shù)的影響下，可以形成具有較高的強度的結(jié)構(gòu)層，此再生結(jié)構(gòu)牢固性更強，并且可以對原來的路面材料進行充分應(yīng)用，還可以有效減少對環(huán)境的污染，降低工程造價，有效提高路面的強度和性能，進而確保道路的運行安全[1]。

3 水泥就地冷再生技術(shù)要點

3.1 施工放樣

在舊路改造工程開始前，需要將標樁設(shè)置在道路兩側(cè)，并以此為基線，將道路的中心線復(fù)原。

3.2 添加穩(wěn)定劑

（1）按照冷再生層的設(shè)計厚度及所需添加量，確定穩(wěn)定劑的加入量。

（2）以鋪裝面的寬度為基礎(chǔ)，推算出一定厚度水泥層所需的水泥數(shù)量，以及水泥的縱向和橫向間隔。

（3）在對水泥稀漿車進行應(yīng)用時，要對水泥噴射的數(shù)量和行駛的速率進行估算。

（4）按照計算出來的每一袋混凝土的縱向和橫向間隔，在老路面上標出放置的地點，并劃線標出每個袋裝混凝土的鋪面[2]。

（5）使混凝土均勻地鋪開，避免局部過度聚集，避免漏灑。

3.3 冷再生機組

（1）應(yīng)用推桿對再生機進行排列，并做好所需的各類管道、線路的對接，以及其他在再生過程中所需的機械設(shè)備的檢修工作。操作員將資料錄入電腦，確保資料準確無誤。

（2）若使用水泥稀漿車進行澆筑，則應(yīng)確保水泥漿車中有足夠的水量及水泥[3]。

（3）將再生機系統(tǒng)中的一切空氣全部排除，并使各閥保持完全開啟狀態(tài)。

（4）在工作現(xiàn)場設(shè)置導(dǎo)向線，并保證在再生路段上的導(dǎo)引標志清晰、準確。

3.4 舊路銑刨、破碎

（1）根據(jù)設(shè)計的再生層厚度和道路破損情況，對冷再生機推進速率進行調(diào)節(jié)，一般為4~12m/min，這樣可使材料的級配變化幅度變小，以此來達到鋪設(shè)后材料的技術(shù)性能要求。

（2）在網(wǎng)狀裂紋較多的區(qū)域，應(yīng)采用增加銑刨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和減小再生機的運行速率的方法進行施工。

（3）應(yīng)安排一名專業(yè)測試員跟隨冷再生機，并與冷再生機的操作者進行溝通，及時檢查再生深度、和水泥含量等，并及時向操作人員提供測試結(jié)果，以便于及時調(diào)節(jié)銑刨的速率及深度。

（4）按照鄰近已建好或原有的路面的厚度，將鋼纖插入穩(wěn)固的土壤中，檢測其插入厚度，以確定其是否符合設(shè)計的厚度。

（5）采用多片拼接時，要注意拼接的間距，要確保拼接間距不少于50cm。

（6）在對帶熨平板的冷再生機進行應(yīng)用時，要加強對熨平板后再生層厚度進行檢測，確保其不低于設(shè)計厚度。

（7）為了確保以后工作的順利進行，同時也為了減小側(cè)向接頭，在150~250m 為基本再生長度。

（8）在每個階段的再生工作完畢之后，需要對所應(yīng)用的裝備進行檢驗，如有破損則應(yīng)當及時替換[4]。

3.5 碾壓整形

（1）在對輪胎式再生進行應(yīng)用時，由于再生機的輪胎已經(jīng)穩(wěn)定地擠壓兩輪部位，兩輪間有一定的物質(zhì)殘留，所以在進行整形之前，需要將這些殘留物質(zhì)從車輪間擠壓出來，在壓實過程中，通常使用一個凸塊振動壓路機或一個鋼輪振動壓路機，在重復(fù)作業(yè)過程中，底面2/3 厚的區(qū)域壓實次數(shù)滿足規(guī)定的壓實度為最佳。

（2）按相關(guān)原則和次序進行碾壓，由于再生位置兩邊都有舊路，因此在碾壓過程中，要用較重的壓路機對再生部位下半部分進行碾壓，然后用較輕的壓路機對上半部分進行1/3 的壓實。

（3）壓路機行駛速度、壓實方式等過程中需要注意的問題，需要按水泥穩(wěn)定類材料路面的標準進行。

4 施工前準備

（1）處理現(xiàn)場環(huán)境。清理道路上的垃圾，路肩上的雜草，尤其是填坑用的石塊，以及熔煉時排放出來的流碴等，避免對機器造成損傷[5]。

（2）測量。在施工之前要做好測量工作。

（3）沉陷和坑槽處理。瀝青混凝土中出現(xiàn)凹坑、根本因素是由于基層、地基的強度不夠。為此，需要摻加10%的灰泥，對凹坑及塌陷處進行填筑，并按規(guī)定的壓實標高，以增強損壞處的承載力。

（4）做好組織工作。工程設(shè)備：冷再生機、震動壓路機各一部，水泥稀漿車、平地機各一部，膠輪壓路機一部。與此同時，可以選擇施工現(xiàn)場的水源，并在施工現(xiàn)場設(shè)置泵站。

（5）水泥用量計算。以再生層的厚度、寬度和干密度為依據(jù)，計算出再生層的每平方米的黏結(jié)力。隨著水泥摻量的增加，盡管混凝土的強度有所提高，但是混凝土的水化程度增加，混凝土的收縮率增大，它出現(xiàn)干燥收縮的概率也較大，從而更容易造成表層的反射開裂。所以，在確保其強度前提下，應(yīng)該以較少的水泥用量為宜，通常選擇能夠達到7d 無側(cè)限抗壓設(shè)計強度，而且具有一定的安全系數(shù)的最小水泥用量，以此來明確控制值[6]。

（6）試驗段鋪筑。從施工技術(shù)、工程質(zhì)量、施工管理等方面進行初步探討。對施工人員和機械設(shè)備的配置，安全施工等進行檢查，并制定相應(yīng)的技術(shù)指標。實驗段長度在300m 左右，通常以距離水源較近的地點為建設(shè)出發(fā)點，不僅不會對攪拌造成干擾，而且有利于養(yǎng)護工作的開展。

5 舊路改造工程中水泥就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用

5.1 冷再生機拌和

首先，發(fā)動修筑機械，根據(jù)設(shè)置的回填厚度，對鋪裝材料進行磨削、碾壓、拌和。在進行再生時，應(yīng)緩慢、均勻、連續(xù)地進行，不可任意改變速率，也不可在中間停車，再生速率應(yīng)控制在4m/min 以內(nèi)。當一條線路修復(fù)到末尾時，可將其反轉(zhuǎn)到另一條線路上，繼續(xù)進行下一條線路的修復(fù)，直至整條線路全部修復(fù)完成。在縱縫位置，兩個相鄰的工作表面之間的交迭寬度不能超過10cm。其次，攪拌過程中工作人員的合理配置也不容忽視。在建造之前，要把各種工作分工到個人，讓每個工作人員都清楚自己的責(zé)任，并且在測試階段時，要對其進行檢查，如果不符合要求，就要進行調(diào)整。水泥的攤鋪應(yīng)與再生混凝土的攪拌同時進行，并應(yīng)間隔適宜，以免間隔太遠。因此，在雨季進行工程建設(shè)時應(yīng)特別小心，以免引起環(huán)保問題。若道路太過干燥，可在鋪筑之前，用灑水車將地面灑上一層水來潤濕，讓水分滲透后，再鋪設(shè)水泥，在攪拌過程中可以降低用量，節(jié)省攪拌時間。

5.2 整平

不平的路面由于受到車輛行駛時的撞擊而嚴重縮短了路面的使用壽命。路面不平將對路面的觀賞性、路面鋪裝的困難和成本產(chǎn)生較大的影響。因此，二次整平工作非常關(guān)鍵。在使用平地機整平時，要遵循以下步驟與要求：①將已攪拌好的水泥，用鋼輪壓路機進行2~3 次初壓。②對某一工區(qū)進行初步壓制后，再進行平整。③再次使用鋼輪壓路機，對已平整的路面進行一次全面的滾動，對于局部的輪胎印痕和凹陷，則需要手動進行修復(fù)。④采用平地機開展平整工作，使路面平整，而且要確保路面不能出現(xiàn)車輪印，也不能出現(xiàn)骨料分離等問題[7]。

5.3 壓實

（1）依據(jù)再生層厚度、壓實度等需求，配置足夠數(shù)量的鋼輪壓路機、輪胎壓路機，并按實驗區(qū)規(guī)定的壓實流程實施，以確保再生層滿足壓實度、平整度的需求。

（2）在現(xiàn)場進行低溫再生的道路上，應(yīng)采取一種流水方式，將各個環(huán)節(jié)的工作聯(lián)系起來，將攪拌、整平、碾壓等環(huán)節(jié)的工作進行到最短的工作周期，最長的工作周期應(yīng)在6h 以內(nèi)。

（3）水泥砂漿在初始壓制時，其水分含量要大于其最優(yōu)值的1%~2%。在粉碎期間，要保證再生層的表層永遠是潮濕的，如果水分迅速揮發(fā)，則要用水澆透。

（4）如果壓路機上出現(xiàn)松散、脫皮等情況，要立即將其掀翻再進行攪拌，以保證產(chǎn)品的品質(zhì)。

（5）在完成壓路期之前，再次用平地機整平，保證路面的縱向平整，路面的拱度和超高均達到設(shè)計的標準。

（6）直線以及沒有設(shè)置過高的平坦彎道，都要從兩邊往中間進行碾碎。設(shè)置過高的平面彎道，從里到外進行滾動。

（7）碾壓時，碾壓速度要緩慢且一致，初始碾壓速率為1.5~3km/h，復(fù)、終碾壓速率約為24km/h。在第一次加力和第二次加力時，后輪的交疊程度不能大于1/2。

（8）在已完成碾壓的道路上，禁止壓路機掉頭、緊急制動和停車。

（9）在完成壓路機工作后，要對其進行復(fù)試，并對照設(shè)計標高，對超出規(guī)定范圍的部分要予以特殊標注，如果在回收層上還需要鋪設(shè)其他的承載層，那么在下部應(yīng)該適當?shù)卦黾优c之對應(yīng)的厚度，從而保證整個回收層的承載能力和實際高度要求[8]。

5.4 養(yǎng)護

因其為水硬無機膠凝材料在回填土完成后，必須立即澆筑水分，使回填土表面水分充足，7d 之內(nèi)不能干透，尤其是在干旱的春天，更要格外小心。所以初期噴頭要慢灑、少灑、勤灑，同時確保噴灑均勻，避免大量的雨水沖刷，等表層變得堅硬后，才能增加澆水量。養(yǎng)護過程中，除了噴灑車以外，不得使用任何交通工具，尤其是重載汽車，以防對還沒有完全成型的再生層所帶來的傷害與損壞。若在其上方有水泥混凝土，則須盡早鋪筑，以防止再次受陽光照射而產(chǎn)生裂縫[9]。然而，受損傷較大的道路，由于其與路基的整體性和穩(wěn)定性差，導(dǎo)致道路網(wǎng)裂、車轍等病害較多，而且道路的平整度和橫坡度也不理想。在原始條件惡劣的情況下，為了讓橫向坡度滿足設(shè)計需要，必須降低邊沿標高，提高道路中線標高，造成重填層厚度不均，即在中線處增厚，但在邊沿處增厚不足。

6 結(jié)語

總體而言，就地水泥冷再生技術(shù)可以有效地減少工程成本，在建設(shè)和養(yǎng)護資金并不充裕的時，這一技術(shù)能夠起到較大效果，同時也符合對資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的需要，有著顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。此項技術(shù)的成功運用，將為未來道路改建工作提供一種新的思路。本文針對就地水泥冷再生技術(shù)進行分析和研究，同時提出了相應(yīng)策略，為舊路改造工程的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。