水泥就地冷再生施工工藝探討

李國慶

目前我國的公路建設飛速發(fā)展，每年投資規(guī)模已經(jīng)超過2000億元。在20世紀90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已進入大、中修期，從現(xiàn)在起，每年有12％的瀝青路面需要翻修，舊瀝青廢棄量將達到每年220萬t之巨，如能加以利用，每年可節(jié)省材料費3.5億人民幣，而這個數(shù)字是以每年15％的速度增長的。因此，瀝青路面再生技術的研究、推廣和相關專用設備的開發(fā)，對降低建設成本、保護生態(tài)環(huán)境以及對我們國家的公路建設都有極大的意義。

1就地冷再生技術原理

就地冷再生技術是指采用專用的就地冷再生設備，對瀝青路面進行現(xiàn)場銑刨，破碎和篩分(必要時)，摻加一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)、水、經(jīng)過常溫拌和、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現(xiàn)舊瀝青路面再生的技術，它包括瀝青就地冷再生和全探式就地冷再生兩種方式。僅對瀝青材料層進行的就地冷再生稱為瀝青層就地冷再生，再生層既包括瀝青材料層又包括非瀝青材料層的，稱為壘探式就地冷再生。無機結(jié)合料穩(wěn)定就地冷再生高等級公路的底基層、墊層，二級及二級以下公路的底基層、基層。

2就地冷再生技術適用條件

路面面層就地冷再生技術，其適用條件是：路面結(jié)構(gòu)強度符合承載要求和道路排水設施完好。如果道路結(jié)構(gòu)層變形或受到破壞，冷再生前就應首先對路面結(jié)構(gòu)層進行補強處理。路面面層就地冷再生維修適用的路面厚度約為6mm～13mm。下面三種情況都適用。

(I)由于路面老化、高溫損害、疲勞和反射裂紋所造成的路面裂紋。

(2)由于混合料的不穩(wěn)定性、擠壓和粗糙的材料使路面形成車轍所造成的路面變形。

(3)由于斷裂，瀝青泛油以及層面之間的粘接力降低所造成的路面完整性破損。

全探式就地冷再生技術的適用條件是道路面層及面層以下結(jié)構(gòu)層的再生改造工程。與面層就地冷再生相比，就地復拌冷再生技術的主要特點是能夠適應道路深層的再生改造要求，對路面基層進行再生處理時，拌和深度范圍一般為10cm-20cm，處理土基穩(wěn)定層時，拌和深度可達40cm。

根據(jù)經(jīng)驗，只要混合料中5mm以上的粒料占30％以上，該舊路就有利用其作為再生基層的可能。因為有足夠的大骨料就能夠形成再生基層的骨架結(jié)構(gòu)，使再生基層具備一定的承載能力。

3施工準備

3.1機具準備

工程開工前，施工機械必須處于良好的運行狀態(tài)，數(shù)量要滿足流水作業(yè)要求。所需機械包括：灑水車、冷再生機、銑刨機、推土機、平地機、拌合機和壓路機。

3.2級配和配合比

對取好的混合料由實驗人員編號后篩分，確認混合料的實際級配。根據(jù)級配對每一編號試塊在實驗室按含水泥量(質(zhì)量比)5％，6％，7％試配獲取三種水泥含量的最大干密度和最佳含水量，并在規(guī)定溫度下，試件保溫養(yǎng)生6d，浸水24h后，按《公路工程無機結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》進行無側(cè)限抗壓強度試驗獲取7d標準抗壓強度，根據(jù)試驗結(jié)果最終確定設計添加水泥量。

4施工方案與施工工藝

以水泥作為添加料對瀝青混凝土路面進行就地冷再生是最常用的一種方案，水泥的通常用量按重量計在3％～7％之間比較合適。為確保工程質(zhì)量，應先進行200m的試驗路段，通過1日路材料篩分、擊實試驗，確定各項參數(shù)指標，并明確其主要施工工藝。

4.1路面混合料分析

拌和后的舊料分析包括舊料的篩分結(jié)果，最佳含水量，最大干密度以及松鋪量的確定，作業(yè)段合理長度確定。實驗室從就地均衡取料，通過對拌合料的篩分，通過多次擊實試驗，確定粒料的最大干密度、最佳含水量、松鋪厚度。通過冷再生的延遲時間對強度的影響試驗，確定延遲時間。

4.2攤鋪與拌和

根據(jù)水泥用量計算每袋水泥的縱橫間距，在冷再生層上打格做好安放標記，格子應盡可能成方形。用刮板將每個格子中的水泥均勻攤開。水泥攤鋪完后，表面應沒有空白位置，也沒有過分集中的地點。

應采用穩(wěn)定土拌合機拌和，并設專人跟隨拌合機，隨時檢查拌和深度并配合拌合機操作員調(diào)整拌和深度。拌和深度應達冷再生層底并宜進入下承層5ram～10mm，以利于上下層粘結(jié)。嚴禁在拌合層底部留有素土夾層。拌合應在兩遍以上，在最后一遍拌合之前，必要時可先用多鏵犁緊貼底面翻一遍。在拌合過程中，要隨時檢鍘含水量，含水量宜大于最佳含水量1％～2％。如果含水量不足，應用噴管式灑水車補充灑水，水車起灑處和另一端掉頭處都應超出拌和段2m以上。灑水車不應在正進行拌合以及當天計劃拌和的路段上調(diào)頭和停留，以防局部水量過大。灑水后應立即進行拌合，減少水分流失。冷再生拌合均勻后應色澤一致，沒有灰條、灰團和花面，無明顯粗細集料離析現(xiàn)象，水分均勻合適。

4.3整形，碾壓

冷再生混合料拌合均勻后，應立即用平地機初步整形。在直線和不設超高的平曲線段，平地機由路肩向路中心進行刮平。再設超高的平曲線段，平地機有內(nèi)測向外側(cè)進行刮平。必要時在返回刮一遍，整形過程中應消除粗細集料離析現(xiàn)象。用拖拉機、平地機或輪胎壓路機立即在初平的路段上快速碾壓1～2遍，以暴露潛在的不平整并再整平碾壓一遍。每次整形都應達到規(guī)定的橫坡及根據(jù)松鋪系數(shù)確定標高，并應注意接縫處必須順適平整。在整形過程中，嚴禁任何車輛通行并保證無明顯粗細集料離析現(xiàn)象。

整形后，當混合料的含水量為最佳含水量±1％～士2范圍內(nèi)時應立即用12t以上三輪輕型壓路機，重型輪胎壓路機、震動壓路機在結(jié)構(gòu)層壘寬內(nèi)進行碾壓。直線和不設超高的平曲線段，由路肩向路中心碾壓；設超高的的平曲線段，由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進行碾壓，碾壓時應重疊1／2輪寬。后輪必須超過兩段的接縫處，后輪壓完路面全寬時，即為一遍，一般須碾壓6～8遍。壓路機的碾壓速度，頭兩邊宜采用1.5～1.7km／h，以后宜采用2.0～2.5km／h。碾壓過程中，冷再生表面應保持濕潤，如有彈簧、松散、起皮等現(xiàn)象應及時翻開重新拌和或用其他方法處理，使其達到質(zhì)量要求。

4.4接縫處理

同時施工的兩工作段的銜接處，應采用搭接，前一段拌和整形后，留5m～8m不進行碾壓，后一段施工時，前段留下未壓部分，應加部分結(jié)合料重新拌和，并與后段一起碾壓。應注意每天最后一段工作縫的處理。

施工中應避免縱向接縫，在必須分幅施工，在前一幅施工時，冷再生底基層鋪筑寬度應超出中線10cm～50cm。以利于令一幅銑刨機銑刨和和兩幅縱向相接，上面的基層應超出中線15cm 20cm。另一幅冷再生銑刨應伸入前幅冷再生10～15，并重新銑刨拌和碾壓。

4.5養(yǎng)生

冷再生強度質(zhì)量好與壞與養(yǎng)生有直接關系，因此施工人員應高度重視并做好此項工作。養(yǎng)生期間應保持一定的溫度，不應過濕或忽干忽濕。灑水工具要采用帶有泵壓的噴霧車，霧狀車撤布均勻。并且對冷再生表面無損壞。養(yǎng)生期間，應禁止開放交通。

5施工過程中應注意的關鍵問題

5.1舊路病害調(diào)查處理

冷再生水泥穩(wěn)定土整平層施工前必須認真對舊路面進行調(diào)查，對較為嚴重的網(wǎng)裂、明顯沉陷、坑槽等病害采取挖補、換填基層材料等有效措施處理，并經(jīng)監(jiān)理人員確認合格后方可進行下道工序施工。

5.2配合比設計

直接影響冷再生水泥穩(wěn)定土整平層的強度，材料的利用率、施工的效率等。各項工程應據(jù)試驗路段情況，充分考慮作為整平層的冷再生水泥穩(wěn)定土厚度不均勻性，合理確定外摻集料的級配、數(shù)量以及單位面積上的水泥用量，滿足設計配合比要求。

5.3拌和深度

采用二次拌和粉碎法，應設專人跟隨再生機，隨時檢查拌和深度并配合再生機操作人員調(diào)整拌和深度。第二次拌和深度應達混合料底并宜侵入下承層表而1cm～2cm，同時又要滿足設計的再生層最小厚度要求，嚴禁出現(xiàn)粉碎的“素料”夾層現(xiàn)象。施工周期從加水拌和至碾壓終了，不得超過水泥終凝時間，按試驗路段確定的合適作業(yè)段落與時間嚴格施工。

5.5養(yǎng)護條件

養(yǎng)護條件是影響冷再生水泥穩(wěn)定類后期強度的主要因素之一，要保證足夠的溫度和濕度。

6結(jié)語

瀝青現(xiàn)場冷再生技術是一門新興技術，在國內(nèi)的深入研究也只是剛剛起步。隨，著現(xiàn)場冷再生技術的推廣應用必將給社會節(jié)約大量的資金，減輕環(huán)境污染，其不僅對交通干擾小、改善路面級配、降低孔隙率、還能延緩路面老化，給我國舊瀝青路面改建帶來不可估量的經(jīng)濟效益和社會效益。