水泥就地冷再生基層在公路養(yǎng)護(hù)維修工程中的應(yīng)用

王毓明

摘要：就地冷再生屬于公路養(yǎng)護(hù)維修、改造的范疇，它主要解決瀝青路面上基層破損引起強(qiáng)度降低的問題。具體來講，冷再生是充分利用現(xiàn)有瀝青路面舊混合料（特指原有面層與基層）加入部分新骨料，按設(shè)計(jì)比例加入一定量的添加劑（水泥、泡沫瀝青、乳化瀝青、石灰、粉煤灰等）在自然環(huán)境下就地連續(xù)地完成混合料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型，從而修筑出具有所需性能良好的新基層的作業(yè)過程。本文從試驗(yàn)檢測(cè)、配合比設(shè)計(jì)、施工過程控制，詳細(xì)地介紹了冷再生施工養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在公路養(yǎng)護(hù)維修工程有一定借鑒作用。

Abstract： In-situ cold recycling belongs to the category of highway maintenance， repair， and reconstruction. It mainly solves the problem of strength reduction caused by the damage of the base layer on the asphalt pavement. Specifically， cold recycling is to make full use of the existing asphalt pavement old mix （especially the original surface layer and base layer） to add some new aggregates， and add a certain amount of additives （cement， foamed asphalt， emulsified asphalt， lime， fly ash， etc.） according to the design proportion， and complete milling， crushing， mixing， paving and compaction of the mixture in place continuously in the natural environment， so as to build a new base with good performance. This article introduces in detail the cold recycling construction maintenance technology from the test and detection， mix design， and construction process control， which can be used as a reference for highway maintenance and repair projects.

關(guān)鍵詞：水泥;冷再生;公路養(yǎng)護(hù);應(yīng)用

1? 背景

目前，甘肅省內(nèi)幾乎所有的高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)均為瀝青混凝土或?yàn)r青混合料，經(jīng)過多年的運(yùn)營(yíng)，尤其是近幾年公路運(yùn)輸大噸位和超載車輛日益增加，對(duì)公路路面損壞嚴(yán)重，許多公路瀝青路面已經(jīng)進(jìn)入大修期，傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)維修方案是將原有路面混合料挖除、廢棄，重新選擇基層料場(chǎng)，采備混合料，重新做基層和面層，提高路面強(qiáng)度;但是這樣一來，一是造成周圍環(huán)境污染，二是造成資源極大的浪費(fèi)。水泥就地冷再生技術(shù)能夠解決諸如此類的問題，各地都在不同程度的嘗試和應(yīng)用，均取得了良好的效果。與傳統(tǒng)施工方法相比，就地冷再生技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)：成本低、效率高、質(zhì)量好、污染少，以下總結(jié)以某單位某年G312線養(yǎng)護(hù)維修工程為例。

2? 路況技術(shù)狀況評(píng)定

①首先對(duì)舊路面進(jìn)行技術(shù)狀況評(píng)定，詳細(xì)記錄路面損壞情況、舊路面各結(jié)構(gòu)層厚度、路面以下結(jié)構(gòu)層損壞深度、基層混合料級(jí)配篩分、含水量等。

②其次對(duì)沿線不同病害路段銑刨的混合料進(jìn)行取樣，把銑刨的混合料分別進(jìn)行篩分，了解路面銑刨后混合料中粗集料的含量，一般大于5mm的粗集料含量應(yīng)控制在40-75%之間，否則應(yīng)采取摻配新粗集料的措施。

③最后再生施工前一定要徹底處理舊路面病害。比如路基沉降需要砂礫換填;舊路面出現(xiàn)網(wǎng)裂、龜裂等病害，需要挖除后重新處理填補(bǔ)至再生層底面。

3? 材料

①適用范圍：原路面為瀝青混合料、級(jí)配碎石、未篩分碎石、砂礫、碎石土、砂礫土、煤矸石和各種粒狀礦渣材料結(jié)構(gòu)的，均適宜用水泥穩(wěn)定就地冷再生。

②舊瀝青路面銑刨混合料：對(duì)級(jí)配不良的銑刨混合料，應(yīng)通過摻加部分新集料以改善其級(jí)配，對(duì)新添加集料應(yīng)取所選定料場(chǎng)中具有代表性的混合料，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行顆粒分析、細(xì)集料液限和塑性指數(shù)、相對(duì)密度、碎石或礫石的壓碎值、有機(jī)質(zhì)含量、硫酸鹽含量等試驗(yàn)，真實(shí)掌握試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以便及時(shí)調(diào)整參數(shù)和指導(dǎo)施工。

4? 室內(nèi)再生試驗(yàn)設(shè)計(jì)

4.1 試驗(yàn)條件

本次試驗(yàn)按照《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ051-2015）中有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（98×3）確定混合料的最大干密度和最佳含水率，試件的制作與養(yǎng)護(hù)均嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的要求和操作步驟進(jìn)行。

4.2 原有路面混合料情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)銑刨路面舊混合料的情況，以某段冷再生底基層試驗(yàn)為實(shí)例，室內(nèi)首先進(jìn)行篩分試驗(yàn)后合成級(jí)配，如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)直接銑刨的混合料級(jí)配偏粗，就在水泥現(xiàn)場(chǎng)冷再生時(shí)需要添加一部分細(xì)集料來調(diào)節(jié)級(jí)配，還需要加一部分粗骨料來提高其強(qiáng)度。所以添加適當(dāng)比例的砂礫（0～37.5mm）進(jìn)行級(jí)配合成試驗(yàn)。

4.3 因?yàn)榭紤]到土的性質(zhì)對(duì)試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生較大影響，所以對(duì)土樣進(jìn)行了液塑限測(cè)定，試驗(yàn)結(jié)果表明土樣合格。結(jié)果如表1。

4.4 銑刨料

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)銑刨原有路面混合料級(jí)配篩分情況，直接進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果如表2。

經(jīng)過試驗(yàn)確定各水泥劑量下的最大干密度與最佳含水率如表3。

4.5 銑刨料+天然砂礫+砂

根據(jù)銑刨原有路面混合料級(jí)配情況，考慮添加適當(dāng)比例的天然砂礫來改善級(jí)配后進(jìn)行篩分試驗(yàn)，室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果如表4。

通過室內(nèi)確定的最大干密度和最佳含水率采用靜力壓實(shí)法成型試件，測(cè)定其7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，結(jié)果如下：

經(jīng)過試驗(yàn)確定各水泥劑量下的最大干密度與最佳含水率如表5。

將測(cè)得的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值與其相應(yīng)的水泥劑量進(jìn)行線型回歸，得到室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)水泥劑量為3.4%。規(guī)范規(guī)定，工地采用集中廠拌法施工時(shí)，應(yīng)比室內(nèi)確定的水泥劑量增加0.5%，故本次水泥穩(wěn)定砂礫的施工水泥劑量按3.9%控制。

5? 施工過程中的控制和檢驗(yàn)

①為確?；旌狭习韬暇鶆?，冷再生機(jī)的行走速度要嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)夾層;確保拌合深度達(dá)到設(shè)計(jì)厚度;通過控制碾壓遍數(shù)達(dá)到要求的壓實(shí)度。

②強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求：強(qiáng)度包括兩方面的測(cè)定：一是再生過程中取混合料在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定，另一方面是7d后在現(xiàn)場(chǎng)鉆取芯樣進(jìn)行測(cè)定（參考值）。同時(shí)檢測(cè)拌合深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

③養(yǎng)生：施工結(jié)束后，采用覆蓋土工布，養(yǎng)生至少7天，防止水穩(wěn)層的表面干燥失水，同時(shí)杜絕養(yǎng)生期間重載車輛上路碾壓。

6? 結(jié)論

粗集料相互嵌擠形成骨架，由于粗集料之間存在空隙，則需要細(xì)集料來填充，要使粗細(xì)集料填充密實(shí)，形成密實(shí)性骨架結(jié)構(gòu)，就得保證粗細(xì)集料級(jí)配分布連續(xù)均衡，這樣混合料才易壓實(shí)，提高基層強(qiáng)度，還要保證施工中不得離析。

通過試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在同等水泥劑量下，在原銑刨料中摻加新的結(jié)合料，級(jí)配改善后其強(qiáng)度得到明顯提高，所以結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，從施工質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性考慮，應(yīng)摻加結(jié)合料改善級(jí)配后再進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，是一種行之有效的解決方法。

參考文獻(xiàn)：

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