淺析冷再生底基層摻碎石在公路維修改建工程中的應(yīng)用

王彥科

【摘 要】在維修改建工程中部分路段底基層采用冷再生技術(shù)施工，為提高底基層的強(qiáng)度和承載力，在冷再生施工時根據(jù)舊路面結(jié)構(gòu)摻配適量碎石和石灰，通過無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和彎沉值試驗(yàn)表明冷再生底基層各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求，該技術(shù)較為成熟，可在省內(nèi)其他公路改建工程中推廣使用。

【關(guān)鍵詞】冷再生摻碎石；底基層；維修改建

1 工程概況

國道312線界石鋪至雞兒嘴段維修改建工程，起點(diǎn)位于靜寧縣界石鋪鎮(zhèn)，終點(diǎn)位于會寧縣雞兒嘴村，路線全長62Km，對靜寧縣與會寧縣區(qū)域經(jīng)濟(jì)與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的重要紐帶作用。1996年按二級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)修建，全線路基寬度均為12m，路面為瀝青混凝土路面。在運(yùn)營過程中，隨著車流量和大噸位車輛逐年增加，路基強(qiáng)度明顯不足，部分路段出現(xiàn)龜網(wǎng)裂，局部沉陷、坑槽、擁包等病害嚴(yán)重。因此對該段公路進(jìn)行維修改建。

2 摻配碎石在冷再生底基層施工中的應(yīng)用

為節(jié)約成本，降低工程造價，在施工圖設(shè)計(jì)階段對路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)行了合理優(yōu)化。經(jīng)試驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)對舊路面進(jìn)行鉆芯取樣，對芯樣較完整的路段，路面底基層施工采用就地冷再生。以下從設(shè)計(jì)階段和施工階段兩個方面對冷再生摻配碎石進(jìn)行分析探討。

2.1 設(shè)計(jì)階段

就地冷再生是利用再生機(jī)挖翻、打碎原有舊路的面層和基層，添加再生材料、拌和、攤鋪、碾壓等作業(yè)過程，重新形成具有一定承載能力的結(jié)構(gòu)層的一種工藝。該項(xiàng)目中原有舊路在斷面處有兩種形式的結(jié)構(gòu)，第一種是行車道范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)形式：20cm的水泥穩(wěn)砂礫基層+5cm瀝青混凝土下面層+3cm瀝青混凝土上面層；第二種是路肩兩側(cè)各1.5米范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)形式：20cm的石灰穩(wěn)定土基層+3cm瀝青混凝土面層。

在初步設(shè)計(jì)時冷再生底基層骨料為8cm厚的面層廢舊料（占26%）+16cm厚的基層廢舊料（占74%），時摻配5.5%的水泥拌制而成，對底基層進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，水泥劑量5.5%的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值為（1.302+1.545）/2=1.424MPa，不滿足二級公路要求（設(shè)計(jì)強(qiáng)度：1.5 MPa）。在路拌法施工中通過采用提高水泥劑量來提高底基層強(qiáng)度的措施，則水泥劑量達(dá)到6.5%，超過規(guī)范規(guī)定的最大水泥用量（不宜超過5.5%），否則底基層容易出現(xiàn)裂縫等病害。同時，對底基層無機(jī)結(jié)合料混合料進(jìn)行篩分，9.5～26.5mm粒徑通過率超出了級配曲線圖，級配不符合要求。經(jīng)多次試配后確定了新的施工摻配方案，按照不同的路面結(jié)構(gòu)類型，確定礦料組成比例。

對于第一種路面結(jié)構(gòu)，其底基層骨料為10～20mm）碎石（占20%）+8cm厚的面層廢舊料（占30.8%）+13cm厚的基層廢舊料（占49.2%），水泥用量為3.2%，依照規(guī)范路拌法施工水泥劑量增大1%，確定施工水泥劑量為4.2%，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為1.8+（2.2-1.8）/5=1.88 MPa，滿足二級公路要求（設(shè)計(jì)強(qiáng)度：1.5 MPa）。

對于第二種路面結(jié)構(gòu)，其底基層骨料為10～20mm碎石（占20%）+3cm厚的面層廢舊料（占11.5%）+18cm厚的基層廢舊料（占68.5%），水泥用量為3.2%，并摻加4%的生石灰，進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，無側(cè)限抗壓強(qiáng)度為2.4 MPa，滿足二級公路要求（設(shè)計(jì)強(qiáng)度：1.5 MPa）。

行車道與路肩雖然兩種不同類型的結(jié)構(gòu)層，但無側(cè)限抗壓強(qiáng)度基本一致，這樣就可以避免強(qiáng)度不均勻而產(chǎn)生基層縱向開裂或受力不均而出現(xiàn)斷板的問題，從而保證了冷再生底基層的施工質(zhì)量。

2.2 施工階段

冷再生的主要施工階段可劃分為施工前期準(zhǔn)備工作；再生施工；養(yǎng)生三個階段。

1）冷再生施工前應(yīng)做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。首先，應(yīng)對原舊路的路況進(jìn)行調(diào)查、測量，對有病害的段落提前進(jìn)行處理，對與高于原路面標(biāo)高5cm以上的地方采用銑刨機(jī)進(jìn)行銑刨，并將銑刨后的舊路材料填于低洼、坑槽處。其次，水泥膠凝材料選用強(qiáng)度等級為32.5級以上的普通硅酸鹽水泥（其指標(biāo)為初凝時間≥3h、終凝時間≤10h，且≥6h），該水泥具有強(qiáng)度高、抗凍性好、干縮小，耐磨性較好等優(yōu)點(diǎn)；再次抽調(diào)主要施工設(shè)備有冷再生機(jī)、碎石撒布機(jī)、水泥撒布車、平地機(jī)、壓路機(jī)、灑水車等，同時準(zhǔn)備好施工作業(yè)面養(yǎng)生、封閉交通等所需的設(shè)施；以及要對工程技術(shù)人員及機(jī)械操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，熟悉施工工藝及程序后方可上崗。

2）碎石摻配量按設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確計(jì)算至每平米，再折合成厚度以便施工現(xiàn)場控制。本工程經(jīng)過折算碎石摻配厚度為5.6cm，用碎石攤鋪機(jī)或平地機(jī)進(jìn)行鋪筑。緊跟著水泥撒布機(jī)按施工配合比要求的水泥劑量撒布水泥，接著用維特根冷再生機(jī)開始再生作業(yè)，冷再生機(jī)施工時按1.5-2.5Km/h的速度勻速前進(jìn)。再生施工時對預(yù)先標(biāo)記在路面上的銑刨標(biāo)示線進(jìn)行檢查，后續(xù)再生寬度應(yīng)比銑刨轂的寬度窄15cm，若偏差超過10cm，則應(yīng)立即倒退至開始出現(xiàn)偏差的地方，然后沿著正確的銑刨標(biāo)示線重新施工，相鄰兩個再生幅面的搭接寬度不應(yīng)小于20cm。再生后底基層的厚度主要取決于再生深度，施工時必須隨機(jī)鉆孔取樣檢查。如果檢測值偏離設(shè)計(jì)值，應(yīng)及時調(diào)整冷再生機(jī)深度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)深度。冷再生施工，用水量是控制的關(guān)鍵，直接影響底基層的碾壓及強(qiáng)度的形成，在施工過程中根據(jù)再生料含水量情況及時調(diào)整再生機(jī)設(shè)定的用水量，在最佳含水量±2%范圍內(nèi)調(diào)整，以便壓路機(jī)收漿壓實(shí)。再生50米后，進(jìn)行碾壓工序，根據(jù)舊路面結(jié)構(gòu)形式的變化采取不同的碾壓工藝，第一種路面結(jié)構(gòu)碾壓方案為：首先采用平地機(jī)對再生層找平，用22T振動壓路機(jī)（前進(jìn)時靜壓返回時振動）碾壓1遍，其次用26T振動壓路機(jī)碾壓2～3遍，最后用膠輪壓路機(jī)碾壓1遍。第二種路面結(jié)構(gòu)碾壓方案為：首先采用平地機(jī)對再生層找平，用22T的羊足碾（前進(jìn)時靜壓返回時振動）碾壓1遍，再用平地機(jī)整平，其次用26T振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓2～3遍，最后用膠輪壓路機(jī)壓1遍；檢測兩種路面結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度。

3）壓實(shí)度檢測合格后及時采用塑料薄膜覆蓋養(yǎng)生，養(yǎng)生期（一般為7d）內(nèi)中斷交通，封閉養(yǎng)生。養(yǎng)生期間冷再生底基層表面始終保持濕潤。達(dá)到齡期和強(qiáng)度要求后，用空壓機(jī)徹底吹凈浮灰，撒布透層油、石屑之后開放交通。同時對冷再生基層進(jìn)行彎沉檢測，經(jīng)檢測彎沉代表值為69.46mm，標(biāo)準(zhǔn)差為21.16mm，彎沉值符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)束語

1）采用冷再生技術(shù)施工的路段其底基層整體性和承載力良好；該項(xiàng)目通車一年以來，沒有發(fā)現(xiàn)明顯裂縫、沉陷等病害；

2）該項(xiàng)目采用冷再生底基層摻配碎石技術(shù)，體現(xiàn)了冷再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時為類似改建積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，對甘肅交通舊路維修改建具有積極的指導(dǎo)意義，可推廣使用。

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[責(zé)任編輯：張濤]