水穩(wěn)基層就地冷再生技術(shù)在大中修工程中的應(yīng)用

王麗娜

長(zhǎng)沙理工大學(xué)

【摘 要】文章介紹了水泥穩(wěn)定基層冷再生施工的原理，結(jié)合公路大中修工程實(shí)例，對(duì)水泥穩(wěn)定基層冷再生的施工工藝：設(shè)備、材料要求、拌和、攤鋪、碾壓、養(yǎng)生等方面進(jìn)行了介紹，工程應(yīng)用表明，水泥穩(wěn)定基層冷再生技術(shù)滿足公路大中修工程需要，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。類似公路大中修施工可以從中得到借鑒。

【關(guān)鍵詞】水泥穩(wěn)定；基層；冷再生技術(shù)；大中修；應(yīng)用

隨著我國(guó)公路建設(shè)二十多年的高速發(fā)展，目前全國(guó)公路里程達(dá)到450多萬(wàn)公里，路網(wǎng)基本形成，以建設(shè)為重點(diǎn)已被以養(yǎng)護(hù)為重點(diǎn)替代。綠色、環(huán)保、可持續(xù)是養(yǎng)護(hù)工作的基本原則，材料循環(huán)利用是這一原則的體現(xiàn)。近二十年來(lái)我國(guó)公路建設(shè)路面基層絕大部分為水穩(wěn)基層，由于車輛超載和超齡服役，路況病害較多，在大中修時(shí)如何更好地加以再生利用是廣大公路養(yǎng)護(hù)工作者必須認(rèn)真面對(duì)的課題。目前水穩(wěn)基層再生利用有廠拌冷再生和就地冷再生兩種工藝。下面以在新疆使用較多的就地冷再生工藝進(jìn)行一些探討。

1.就地冷再技術(shù)的應(yīng)用原理

就地冷再生技術(shù)就是用大功率路面銑刨拌和機(jī)將舊路面進(jìn)行銑刨、破碎，根據(jù)設(shè)計(jì)級(jí)配加入部分新骨料，與一定比例的化學(xué)穩(wěn)定劑（水泥、粉煤灰或石灰等）或添加劑重新加水拌和，使之能夠滿足一定的路用基層材料性能及碾壓條件，并用其重新鋪筑路面的一套工藝技術(shù)。這種方法對(duì)設(shè)施要求簡(jiǎn)單，減少大量材料的來(lái)回運(yùn)輸，生產(chǎn)成本較低，適用于各等級(jí)道路鋪筑基層使用，目前多用于大中修道路施工。

2.就地冷再生技術(shù)的優(yōu)越性

就地冷再生技術(shù)與傳統(tǒng)的施工工藝相比，能夠節(jié)約原材料、提高舊路等級(jí)、縮短工期，對(duì)交通影響小、節(jié)省資金等，同時(shí)循環(huán)利用廢料，對(duì)保護(hù)環(huán)境也起到了積極作用，具有環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等方面的明顯優(yōu)勢(shì)。

3.建設(shè)背景

省道201線K395-K405段公路養(yǎng)護(hù)大中修工程，路線全長(zhǎng)10km，公路等級(jí)為二級(jí)，路基寬12m，原路面為瀝青混凝土路面，由于交通量的日益增加，加之運(yùn)輸重型車輛大量增加，該路段已出現(xiàn)了不同程度的縱、橫向裂縫及坑槽，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，影響了行車的舒適性和安全性。經(jīng)勘察，原水穩(wěn)基層大部分已破碎，路面強(qiáng)度嚴(yán)重不足，經(jīng)綜合比選，決定采用就地冷再生水穩(wěn)基層方案。先將老路原瀝青路面和水泥穩(wěn)定砂礫基層進(jìn)行就地冷再生（再生厚度25cm），再加鋪下封層+瀝青碎石混凝土。該工程2014年6月1日開(kāi)工，2014年9月30日全部完工，總工期122日歷天。

本工程為大中修項(xiàng)目施工采用水泥穩(wěn)定砂礫就地冷再生技術(shù)，主要目的是節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，恢復(fù)公路原有的使用功能，提交交通運(yùn)輸能力，服務(wù)水平和行車舒適性，維持原有公路的線性。

4.水泥穩(wěn)定砂礫就地冷再生配合比設(shè)計(jì)和施工

4.1設(shè)備要求

WR25000維特根冷再生拌和機(jī)1臺(tái)（破碎寬度為2.5m，拌和深度為40cm，施工時(shí)自動(dòng)加水）。灑水車2輛，平地機(jī)1臺(tái)、YZ18振動(dòng)壓路機(jī)2臺(tái)，18t三輪壓路機(jī)1臺(tái)、20t輪胎壓路機(jī)1臺(tái)。

4.2材料要求

水泥：采用普通硅酸鹽水泥，收縮性小，耐磨性強(qiáng)、抗凍性好，初凝時(shí)間3h以上和終凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥，不適用快硬化水泥、早強(qiáng)水泥以及受潮變質(zhì)的水泥。

砂礫：水泥穩(wěn)定砂礫冷再生基層中的礫石壓碎值不大于30%，有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)2%，硅酸鹽含量不超過(guò)0.25%，最大粒徑不超過(guò)31.5mm。

砂：應(yīng)潔凈、堅(jiān)硬，干燥、無(wú)風(fēng)化，無(wú)雜質(zhì)，符合規(guī)定級(jí)配，其泥土雜物含量小于3%。

水：不含有害物質(zhì)的水或飲用水。

省道201線K395-K405段公路養(yǎng)護(hù)大中修工程設(shè)計(jì)冷再生水泥用量最小不低于4%，冷再生水泥穩(wěn)定砂礫7d抗壓強(qiáng)度≥2MPa，壓實(shí)度不小于97%。

4.3配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)是就地冷再生技術(shù)的非常重要一環(huán)，是就地冷再生成敗的關(guān)鍵了，首先，對(duì)老路冷再生深度范圍內(nèi)取樣進(jìn)行抽提試驗(yàn)，準(zhǔn)確掌握其級(jí)配和材料組成情況，然后根據(jù)級(jí)配曲線范圍進(jìn)行摻配集料和水泥，通過(guò)試驗(yàn)確定每段的集料和水泥摻配量，試驗(yàn)室通過(guò)水泥含量4%、4.5%、5%進(jìn)行配合比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1 冷再生配合比試驗(yàn)結(jié)果

序號(hào) 水泥：混合料 混合料的最佳含水量（%） 最大干密度（g/m3） 實(shí)測(cè)7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值（MPa）

1 4.0：100 6.3 2.132 2.3

2 4.5：100 7.4 2.124 3.5

3 5.0：100 7.7 2.118 4.3

經(jīng)多次試驗(yàn)，最終確定水泥劑量為4.5%。為了減少干縮裂縫，應(yīng)嚴(yán)格的控制水泥劑量，一般不超過(guò)4.5%，當(dāng)強(qiáng)度不滿足要求時(shí)，調(diào)整骨料級(jí)配曲線。

4.4就地冷再生施工工藝

⑴再生長(zhǎng)度的計(jì)算

預(yù)布水泥要控制預(yù)布長(zhǎng)度，以保證拌和機(jī)的正常工作，一般預(yù)布80～150m，邊撒布邊拌和，以防止通行車輛的氣流或輪胎帶動(dòng)造成的污染，使水泥劑量不準(zhǔn)及天氣突然變化帶來(lái)的消耗損失。

根據(jù)對(duì)機(jī)械組合及其他工作時(shí)間的觀測(cè)，調(diào)整預(yù)布水泥長(zhǎng)度，經(jīng)過(guò)循環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證再生機(jī)前水泥攤鋪長(zhǎng)度不宜超過(guò)100m，在平緩地段，最大攤鋪產(chǎn)度為150m。

⑵撒布水泥

攤鋪水泥采用方格網(wǎng)法，水泥劑量按4.5%控制，根據(jù)冷再生層路面的寬度和厚度，計(jì)算出每袋水泥可撒布的面積，縱橫向畫(huà)出方格，將水泥直接卸在方格內(nèi)，人工攤勻水泥。

撒布水泥時(shí)，應(yīng)保證方格內(nèi)水泥卸載沒(méi)有遺漏和多余，水泥撒布完后，應(yīng)檢查確保路面沒(méi)有空白和水泥過(guò)分集中的地點(diǎn)。

⑶冷再生機(jī)械銑刨與拌和

再生機(jī)推動(dòng)水車在原路面上進(jìn)行，冷再生機(jī)進(jìn)行速度控制在6～8m/Min，可根據(jù)路面損壞狀況和再生深度適當(dāng)調(diào)整，網(wǎng)裂嚴(yán)重地段可降低行進(jìn)速度，路況較好地段可提高行進(jìn)速度。再生機(jī)后續(xù)跟隨技術(shù)人員，隨時(shí)檢查再生深度、水泥含量和含水量，配合再生機(jī)操作員進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)禁冷再生施工時(shí)破壞老路底基層，再生機(jī)后安排4～5名民工專門(mén)清除混合料中的雜質(zhì)，整理邊線，清理每刀起始位置的多余料，確保再生料的質(zhì)量和道路縱向接縫、橫向接縫的平整度。

再生機(jī)工作至一個(gè)再生作業(yè)段終點(diǎn)后，將再生機(jī)和水車等倒至下再生作業(yè)起點(diǎn)，進(jìn)行第二幅施工，如此重復(fù)，直至完成施工寬度作業(yè)面的再生，多刀施工時(shí)應(yīng)注意保證橫向搭接寬度不少于30cm。

⑷整形碾壓

用PY180平地機(jī)整平，整形后，當(dāng)混合料的含水量為最佳含水量-1%～+2%時(shí)，應(yīng)立即對(duì)其進(jìn)行碾壓。碾壓順序?yàn)橛陕芳缦蚵分行哪雺?，超高段由?nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。初壓：?jiǎn)武撦喺駝?dòng)壓路機(jī)靜壓1遍，初壓速度控制在1.6km/h，復(fù)壓：?jiǎn)武撦喺駝?dòng)壓路機(jī)弱振1遍（2.4km/h），強(qiáng)振3遍（1.6km/h）；終壓：輪胎壓路機(jī)碾壓6遍（2.5km/h）。

⑸養(yǎng)生

每一施工路段碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢測(cè)合格后，立即覆蓋吸水土工布進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生期不少于14d，其中覆蓋保濕養(yǎng)生不少于7d，養(yǎng)生期間封閉交通。

5.結(jié)語(yǔ)

省道201線K395-K405段公路養(yǎng)護(hù)大中修工程在冷再生技術(shù)研究及應(yīng)用獲得了成功，體現(xiàn)以下幾方面：

5.1安全效益

就地冷再生技術(shù)交通干擾和影響小，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)大，可以預(yù)見(jiàn)該技術(shù)將會(huì)在今后道路的維修養(yǎng)護(hù)和建設(shè)方面起到越來(lái)越重要的作用。

5.2環(huán)境效益

水泥穩(wěn)定砂礫冷再生就地取材，減少開(kāi)山取石需求量，有效的保護(hù)自然資源；原材料不需運(yùn)輸，既節(jié)省能源，又減少運(yùn)輸車輛排放尾氣所造成空氣污染；最大限度地再生利用舊水泥穩(wěn)定砂礫材料，不需廢棄及填埋場(chǎng)處理，將廢料轉(zhuǎn)化成有價(jià)值的生產(chǎn)材料，意義重大。

5.3經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)就地冷再生技術(shù)，減少?gòu)U棄排放，保護(hù)了環(huán)境，節(jié)約了造價(jià)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

5.4社會(huì)效益

瀝青路面水泥穩(wěn)定砂礫就地冷再生技術(shù)成果已在新疆多條瀝青路面維修改造中得到應(yīng)用。相對(duì)傳統(tǒng)的挖除重置維修方法，由于其充分利用原有路面材料，因此節(jié)約了大量成本，同時(shí)與我國(guó)大力提倡的材料循環(huán)利用理念相吻合，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

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