淺析全深式冷再生基層的配合比設(shè)計(jì)

王成斌

摘 要：筆者結(jié)合近幾年的試驗(yàn)檢測(cè)經(jīng)歷和公路養(yǎng)護(hù)維修工程采用全深式冷再生基層的實(shí)際，總結(jié)出了公路養(yǎng)護(hù)工作全深式冷再生做基層時(shí)的配合比設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：全深式；冷再生基層；配合比；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）10-0116-02

近年來(lái)，隨著“五大”發(fā)展理念的提出，公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展日趨重要，伴隨著全社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，在公路養(yǎng)護(hù)維修工程中傳統(tǒng)挖鋪模式設(shè)計(jì)施工理念在資源重復(fù)利用、環(huán)保方面存在著巨大的缺陷，逐漸被舊路面全深式冷再生利用技術(shù)所代替。瀝青路面就地冷再生施工是近年來(lái)新發(fā)展的一種路面再生施工工藝，是采用專用機(jī)械對(duì)舊路面材料回收處理，并參加一定比例的新集料、新結(jié)合料鋪筑形成新路面結(jié)構(gòu)層（一般作為基層或底基層）的瀝青路面再生技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)在節(jié)約利用資源，降低環(huán)境污染等方面有突出效果。然而按照規(guī)范規(guī)定的配合比設(shè)計(jì)方法做出來(lái)配合比設(shè)計(jì)在施工質(zhì)量控制過(guò)程中產(chǎn)生的變異較大，無(wú)法有效控制施工質(zhì)量。筆者結(jié)合近幾年的試驗(yàn)檢測(cè)經(jīng)歷，粗略談一下水泥做為無(wú)機(jī)結(jié)合料的全深式冷再生做基層的配合比設(shè)計(jì)過(guò)程。

1 取樣準(zhǔn)備

（1）現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料取樣。近幾年通常采用的全深式冷再生機(jī)為維特根WR2500S型，本文就以該種機(jī)械施工條件在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)論述。先對(duì)工程路段進(jìn)行設(shè)計(jì)深度的全深式冷再生銑刨，根據(jù)原有路面基層的碎裂程度選擇合適的行駛速度，一般為2-6m/min，正常速度采用4m/min（基層破碎較為嚴(yán)重時(shí)（龜網(wǎng)裂、塊狀裂縫較多）比正?？?-2m/min；基層整體性較好（無(wú)明顯病害，只有車轍等局部病害）可比正常速度慢1-2m/min）。對(duì)銑刨混合料按10m一處，分左、中、右3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行取樣（一般最少取3處），對(duì)所取的樣進(jìn)行充分混合。（2）水泥（無(wú)機(jī)結(jié)合料）。從進(jìn)場(chǎng)的批次水泥中取樣1-2袋（散裝水泥不小于50kg），水泥一般采用普通硅酸鹽緩凝水泥。（3）碎石。從料場(chǎng)取2-4cm規(guī)格碎石若干。（4）水。選擇清潔水源（飲用水一般均適用于拌和用水，硫酸鹽含量（按SO42-計(jì)）小于2.7mg/cm3，含鹽量不得超過(guò)3.5mg/cm3，pH值大于4.5）。

2 初步試驗(yàn)

（1）做取樣水泥的物理力學(xué)性能試驗(yàn)。（2）測(cè)定冷再生混合料的原始含水量，并采用四分法，稱量5kg在烘干后（必須采取低溫烘干方法，以避免高溫混合料結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，可以采用40℃烘箱烘干2小時(shí)或采用自然晾干方式），做篩分試驗(yàn)（一般做2次，取平均值，兩次誤差不應(yīng)大于5%），其級(jí)配范圍采用《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG-F412008）3號(hào)級(jí)配。一般而言，由于舊路在基層、面層施工時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范控制了最大粒徑（基層不大于37.5cm，面層不大于26.5mm），在就地冷再生時(shí)，銑刨機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)銑刨舊路時(shí)對(duì)原有基層、面層進(jìn)行了二次加工，造成冷再生混合料顆粒組成以19.5mm篩孔以下為主，缺少基層級(jí)配《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTGTF20-2015）的C-A-3）要求的19.5-37.5mm之間骨料，如圖1所示。（3）2-4cm碎石的密度、壓碎值及篩分試驗(yàn)。

3 混合料的級(jí)配組合

按照設(shè)計(jì)文件要求并參考《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTGTF20-2015）規(guī)定，初擬冷再生基層的結(jié)構(gòu)類型。根據(jù)冷再生混合料的特性，一般建議冷再生基層采用懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，其級(jí)配采用C-A-3型級(jí)配，如表1所示。

采用對(duì)數(shù)坐標(biāo)法確定在C-A-3型級(jí)配中值條件下的冷再生混合料與2-4cm碎石的參配比例。根據(jù)摻配比例摻配成新的混合料，做篩分試驗(yàn)（一般做2次，取平均值，兩次誤差不應(yīng)大于5%），并與目標(biāo)級(jí)配中值驗(yàn)證，如不符合采用上述循環(huán)，直至級(jí)配曲線接近目標(biāo)級(jí)配中值為宜，并確定最終摻配比例。在現(xiàn)有的計(jì)算技術(shù)下，可采用人機(jī)對(duì)話方式配置完成。

4 配合比設(shè)計(jì)

4.1 摻配混合料的最大干密度和最佳含水量測(cè)定

對(duì)按比例摻配而成的混合料分別按下列4%、4.5%、5%、5.5%，6%五種水泥劑量配制不同水泥劑量的混合料；按公式1確定試樣的干質(zhì)量。公式2確定無(wú)機(jī)結(jié)合料的用量。

M1=M2/（1+（W1/100）） （1）

M3=（C/100）×M1 （2）

W2=W3-W1 （3）

M4=（W2/100）×（M1+M3） （4）

式中：M1-試樣的干質(zhì)量，g；M2-試樣的風(fēng)干質(zhì)量，g；M3-水泥或石灰用量，g；M4-加水質(zhì)量，g；W1-風(fēng)干試樣的含水量，%。W2-試樣的加水百分比，%；W3-試樣的最佳含水量，%；C-水泥的百分比%；

按照《公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE51-2006）的方法確定混合料的最大干密度和最佳含水量。確定各種混合料的最佳含水量和最大干（壓實(shí)）密度，至少應(yīng)做三個(gè)不同水泥劑量混合料的擊實(shí)試驗(yàn)，即最小劑量、中間劑量和最大劑量。其他兩個(gè)劑量混合料的最佳含水量和最大干密度用內(nèi)插法確定。

4.2 穩(wěn)定材料的試件制做（靜壓成型）

按規(guī)范要求壓實(shí)度分別計(jì)算不同水泥劑量的試件應(yīng)有的干密度。根據(jù)最佳含水量和計(jì)算的干密度制備試件。進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，作為平行試驗(yàn)的最少試件數(shù)量應(yīng)不小3組，每組不少于9個(gè)，在標(biāo)準(zhǔn)條件下溫度20±2℃、濕度大于95%的養(yǎng)護(hù)室內(nèi)養(yǎng)生6d，浸水24h后，進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，計(jì)算無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果的平均值和偏差系數(shù)，建立水泥用量與無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值的回歸曲線，并確定目標(biāo)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度值對(duì)應(yīng)下的水泥劑量。

5 施工時(shí)配合比的參數(shù)調(diào)整

（1）參配碎石的調(diào)整。根據(jù)已確定的摻配碎石比例，計(jì)算碎石單位面積的撒布量?，F(xiàn)場(chǎng)鋪撒后，進(jìn)行全深式冷再生銑刨，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)銑刨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，驗(yàn)證與試驗(yàn)室確定級(jí)配的差異。由于撒布碎石在冷再生銑刨時(shí)自身有一定粉碎，分析計(jì)算參配碎石的損耗率，并最終確定現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際碎石撒布量。此項(xiàng)工作每天至少抽樣試驗(yàn)一次，才能保證施工級(jí)配與試驗(yàn)室目標(biāo)級(jí)配的相符性。（2）通過(guò)確定的水泥劑量，考慮一定損耗后，換算確定現(xiàn)場(chǎng)水泥的撒布量。（3）根據(jù)測(cè)定混合料的初始含水量和最佳含水量，確定全深式冷再生施工期間的加水量。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的方法與步驟，在我局G213線養(yǎng)護(hù)維修工程中完成了符合實(shí)際施工條件下的全深式冷再生基層的配合比設(shè)計(jì)。有效地控制了施工質(zhì)量，從充分證明了養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)中采用新技術(shù)時(shí)試驗(yàn)檢測(cè)的重要性，為以后我局在采用新技術(shù)、新工藝時(shí)的質(zhì)量控制積累了一定經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]交通部公路科學(xué)研究所.公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范[M].人民交通出版社，2008.

[2]王旭東.交通運(yùn)輸部.公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則[M].人民交通出版社，2015.