公路路面水泥穩(wěn)定就地冷再生關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用研究

楊軍

摘 要：為研究公路路面水泥穩(wěn)定就地冷再生關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用，本文介紹了舊路材料的檢測(cè)和處理、冷再生銑刨與拌合、攤鋪碾壓的施工環(huán)節(jié)，并通過實(shí)體工程驗(yàn)證了水泥穩(wěn)定基層冷再生技術(shù)的控制效果。

關(guān)鍵詞：道路工程;冷再生技術(shù);壓實(shí)度;無側(cè)限抗壓強(qiáng)度;水泥穩(wěn)定基層

1 緒論

傳統(tǒng)的道路改建和基層維修采用重新填筑的方式，需要消耗更多的材料，其廢棄舊料的處理也一直是難題，丟棄舊料會(huì)占用土地、浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。[1]半剛性基層瀝青道路的基層損壞實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu)層整體性能喪失，砂石材料本身未產(chǎn)生損壞，因此可以通過再生技術(shù)使舊料恢復(fù)其性能。[2]但是冷再生的材料性能與新砂石材料性能存在差異，會(huì)造成再生材料實(shí)際性能不能滿足路面結(jié)構(gòu)性能要求。故本文從舊路材料的檢測(cè)和處理、冷再生銑刨與拌合、攤鋪碾壓的施工環(huán)節(jié)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討。

2 就地冷再生技術(shù)

2.1 原材料

（1）水泥。冷再生水泥穩(wěn)定劑可選用普通硅酸鹽水泥、礦渣灰質(zhì)桂酸鹽水泥和火山灰質(zhì)桂酸鹽水泥。實(shí)際使用時(shí)水泥與集料加水?dāng)嚢柚聊雺撼尚托枰欢螘r(shí)間，因此采用的水泥應(yīng)關(guān)注初凝與終凝時(shí)間，其間隔應(yīng)為3.5～4h。所以應(yīng)選用終凝較強(qiáng)的水泥，一方面能夠保證在施工過程中水泥不會(huì)凝固，另一方面終凝時(shí)間較長的水泥能夠較好的防治基層裂縫。

（2）舊路材料。舊路材料主要是舊瀝青面層和舊半剛性基層銑刨破碎后的混合料，被作為冷再生的骨料及填充料，因此要進(jìn)行級(jí)配檢測(cè)和骨料壓碎值等物理力學(xué)性能檢測(cè)。為保證取樣混合料的代表性，應(yīng)在預(yù)定銑刨深度勻速銑刨2米以上的范圍取料，并取整個(gè)路基斷面，一般不少于100kg，路面結(jié)構(gòu)和材料不同時(shí)應(yīng)分別取樣。

（3）級(jí)配設(shè)計(jì)。舊路材料由于原有水泥或?yàn)r青將細(xì)料黏附在粗料表面，銑刨破碎后的混合料一般細(xì)料含量較少，<0.3mm的細(xì)料需要額外添加。高速公路和一級(jí)公路基層宜用1號(hào)級(jí)配范圍，底基層宜用2號(hào)級(jí)配范圍，3號(hào)級(jí)配范圍適用于二級(jí)及二級(jí)以下公路。若舊路材料的級(jí)配不符，則需添加新的礦料。

（4）最佳水泥用量。冷再生中水泥最佳用量和新鋪水穩(wěn)基層的最佳水泥用量確定方法相同，通過擊實(shí)試驗(yàn)確定最大干密度和最佳含水量，并結(jié)合目標(biāo)壓實(shí)度做無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，優(yōu)化出經(jīng)濟(jì)的水泥最佳用量。銑刨拌合前在舊路基層表面畫1m×1m的方格，在方格內(nèi)依據(jù)銑刨深度計(jì)算舊料總量，并推算出每個(gè)方格內(nèi)需布置的水泥量。

2.2 冷再生機(jī)銑刨與拌合

冷再生機(jī)組速度應(yīng)根據(jù)再生深度調(diào)整，網(wǎng)裂等病害嚴(yán)重地段應(yīng)慢速，保證銑刨后料的級(jí)配波動(dòng)范圍不大。再生機(jī)組后需要專人檢查含水量和再生深度，并清理混合料中的雜質(zhì)和銑刨起始位置的余料。含水量控制在最佳含水量的+2.0%，再生深度每隔30～50m根據(jù)道旁水平控制樁核查一次，再生深度控制在設(shè)計(jì)深度±1cm。多刀銑刨時(shí)應(yīng)控制搭接寬度在20cm左右。一次銑刨拌合作業(yè)的長度宜150m～250m。

2.3 攤鋪碾壓

再生機(jī)組后應(yīng)配備大噸位鋼輪壓路機(jī)靜壓一次，初壓宜進(jìn)行高幅低頻強(qiáng)振碾壓方式，壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)滿足2/3厚度內(nèi)的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求，壓路機(jī)的工作速度不得超過3km/h。初壓后應(yīng)使用平地機(jī)整形，人工檢測(cè)無明顯的粗細(xì)料離析現(xiàn)象后，采用低幅高頻弱振碾壓方式復(fù)壓4～6遍，前2次碾壓速度宜17km/h，之后宜2.0～2.5km/h。終壓應(yīng)只用膠輪壓路機(jī)碾壓10遍。碾壓過程中，如有松散、起皮等現(xiàn)象，應(yīng)加適量的水泥重新拌和碾壓。碾壓作業(yè)橫向接縫應(yīng)預(yù)留5～8m加適量水泥與后一作業(yè)區(qū)重新拌和碾壓，縱向接縫不宜斜接，應(yīng)預(yù)留10～20cm加適量水泥與后一作業(yè)區(qū)重新拌和碾壓。從開始銑刨拌合冷再生水泥穩(wěn)定碎石起開始計(jì)時(shí)，應(yīng)在4小時(shí)內(nèi)完成終壓。

3 工程實(shí)際

3.1 工程概況

某公路全長16.4km，部分路段的路基、路面均出現(xiàn)了嚴(yán)重病害和破損，已不能滿足通行要求。綜合考慮后，對(duì)全長7.6km的一處路段實(shí)施冷再生施工。原公路的路基寬度為12m，通過取芯調(diào)查了解到老路面瀝青面層厚度為9～10cm，水泥穩(wěn)定碎石基層厚度19.6～20.2cm，級(jí)配碎石底基層厚度為15cm。維修計(jì)劃為：先銑刨原瀝青面層10cm厚，然后采用就地冷再生機(jī)對(duì)20cm原水穩(wěn)基層通過添加水泥進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)再生，再生后壓實(shí)厚度為22～24cm。

通過篩分結(jié)果顯示舊路材料經(jīng)破碎后基本滿足級(jí)配范圍要求，不用另行添加骨料，且物理和力學(xué)性能符合冷再生舊料要求。水泥選定PC32.5，初凝和終凝時(shí)間符合要求。

3.2 質(zhì)量檢測(cè)

（1）現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料各項(xiàng)性能。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的再生混合料實(shí)施含水量、水泥量、厚度、壓實(shí)度的性能檢測(cè)，通過在銑刨拌合階段控制含水量比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)+2.0%，能基本控制竣工后水泥穩(wěn)定基層含水率和水泥含量基本符合標(biāo)準(zhǔn)，但含水率標(biāo)準(zhǔn)差為137、水泥量標(biāo)準(zhǔn)差為0.84，表明各檢測(cè)點(diǎn)較設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有一定幅度的偏差，這是因?yàn)榫偷乩湓偕褂玫你娕侔韬蠙C(jī)較廠拌機(jī)器生產(chǎn)的基層材料均勻性較差，但實(shí)際厚度和壓實(shí)值等施工效果符合設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量達(dá)標(biāo)。嚴(yán)格控制銑刨拌合機(jī)銑刨深度不超過設(shè)計(jì)深度±1cm，并在初壓前進(jìn)行一次靜壓，可有效控制再生層整體厚度的均勻性。

（2）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。水泥穩(wěn)定冷再生材料實(shí)際屬于水泥穩(wěn)定類材料，《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》采用7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)水泥穩(wěn)定類材料施工質(zhì)量，故本工程7d后取芯進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度指標(biāo)，本工程的冷再生水泥穩(wěn)定基層7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均能很好的達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);其標(biāo)準(zhǔn)差為0.25，表明7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度質(zhì)量控制穩(wěn)定。取芯結(jié)果中，取樣厚度減去瀝青面層10cm，基本達(dá)到再生水穩(wěn)基層厚度，5組取樣完整密實(shí)，說明碾壓過程中對(duì)接縫、“彈簧”、松散、起皮等現(xiàn)象的碎石重新拌和碾壓，能有效控制水泥穩(wěn)定基層工后整體性。

4 結(jié)語

最終檢驗(yàn)結(jié)果滿足控制標(biāo)準(zhǔn)，并得出以下結(jié)論：

（1）銑刨拌合前對(duì)舊路基層畫1m×1m的方格來控制單位面積內(nèi)布置的水泥量，并在銑刨拌合階段控制含水量比設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)多出2.0%，能基本控制含水率和水泥含量基本符合設(shè)計(jì)要求。

（2）嚴(yán)格控制銑刨拌合機(jī)銑刨深度在設(shè)計(jì)深度±1cm范圍內(nèi)，并在初壓前進(jìn)行一次靜壓，可有效控制再生層整體厚度的均勻性。

（3）碾壓過程中對(duì)橫縱接縫、松散現(xiàn)象的碎石重新拌合碾壓，能有效控制水泥穩(wěn)定基層工后整體性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉剛，馮瑋.水泥穩(wěn)定碎石冷再生技術(shù)在路面維修中的應(yīng)用[J].公路工程，2013，38（02）：44-46.

[2]馬在宏，李豪，盧勇，劉愛華.水泥就地冷再生基層銑刨料性狀特征和級(jí)配影響因素研究[J].中外公路，2018，38（02）：263-268.