舊路瀝青混合料路面冷再生工藝大中修工程中的應(yīng)用

孟慶鑫

(黑龍江省鼎昌工程有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱 150076)

1 水泥就地冷再生工藝在大中修工程的使用

1.1 工程概況

某公路，采用二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度12.0 m，路面寬度9.0 m，設(shè)計(jì)速度80 km/h，路線長(zhǎng)度29.929 km。舊路于1996年由三級(jí)公路改建為二級(jí)公路，同時(shí)路面結(jié)構(gòu)改建為瀝青混凝土路面，改建后的路面為瀝青混凝土路面，水泥穩(wěn)定砂礫基層。

舊路面經(jīng)過多年的使用，舊路面主要病害為翻漿、沉陷、車轍、龜裂等。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)彎沉及CICS路況檢測(cè)車路況數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)人工徒步調(diào)查，舊路面使用性能評(píng)價(jià)等級(jí)為差，舊路面損壞狀況評(píng)價(jià)等級(jí)為差；路面車輛行駛顛簸；路面車轍評(píng)價(jià)不好；對(duì)翻漿路段等彎沉值特異點(diǎn)進(jìn)行剔除后，舊路面實(shí)測(cè)彎沉值基本在40～90(0.01 mm)之間，代表彎沉值為79.4～118.3(0.01 mm)之間，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI在23.7～39.1之間，路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度評(píng)價(jià)不好。

綜合考慮以上各項(xiàng)指標(biāo)，依據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTG H10-2009)的相關(guān)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度不滿足規(guī)范和使用要求時(shí)，需采取大修、補(bǔ)強(qiáng)方法來增強(qiáng)結(jié)構(gòu)層承載力。如果路面面層損壞嚴(yán)重，若采取罩面等相應(yīng)措施，不能使路面面層保證較好的使用狀態(tài)時(shí)，為保證必要的使用效果，應(yīng)進(jìn)行翻修并對(duì)舊路瀝青混凝土面層采用再生利用。因此，該段舊瀝青混凝土路面適用于采用冷再生技術(shù)，考慮其強(qiáng)度不足問題，冷再生層作為底基層使用，其上加鋪水泥穩(wěn)定集料基層及瀝青混凝土面層。

1.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)

經(jīng)檢測(cè)評(píng)價(jià)，該段舊瀝青混凝土路面適用于采用冷再生技術(shù)，考慮其強(qiáng)度不足問題，冷再生層作為底基層使用，其上加鋪水泥穩(wěn)定集料基層及瀝青混凝土面層。對(duì)舊路瀝青混凝土黑色路面采取全深式就地冷再生工藝，一次應(yīng)用大型冷銑刨機(jī)銑刨20 cm原路面結(jié)構(gòu)，添加部分骨料，噴灑水泥漿后，對(duì)舊路采取就地冷再生，然后作為底基層利用。

具體結(jié)構(gòu)型式如下：

上面層：4 cmAC-16細(xì)粒式瀝青混凝土

下面層：6 cmAC-20中粒式瀝青混凝土

基層：20 cm5.0%水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石

底基層：20 cm5.5%水泥冷再生結(jié)構(gòu)層

1.3 (20 cm)5.5%水泥冷再生結(jié)構(gòu)層材料和強(qiáng)度要求

(1)水泥

水泥作為粘結(jié)劑的冷再生工藝底基層施工，采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥的初凝時(shí)間應(yīng)大于3 h，終凝時(shí)間大于6 h，不可以采用快硬型水泥、早強(qiáng)型水泥。水泥應(yīng)松散、干燥，無塊狀、不能受潮。冷再生工藝底基層施工采用的水泥，其初凝時(shí)間要足夠長(zhǎng)，足夠施工現(xiàn)場(chǎng)拌合、攤鋪、碾壓、成型。舊路面瀝青混凝土銑刨后的材料經(jīng)過初平才能撒鋪水泥，之后拌和水泥混合料，然后經(jīng)過碾壓成型，要留給現(xiàn)場(chǎng)施工足夠的時(shí)間。為了使機(jī)械設(shè)備提高工作效率，施工現(xiàn)場(chǎng)提前出足夠長(zhǎng)的作業(yè)面長(zhǎng)度，避免因?yàn)樽鳂I(yè)面過短降低機(jī)械利用率，在水泥初凝時(shí)間之內(nèi)完成作業(yè)面的拌和、碾壓等工序。如果不能在初凝時(shí)間之內(nèi)完成拌和、碾壓，成型后的水泥混合料的強(qiáng)度將大大降低，強(qiáng)度效果不會(huì)理想。訂購(gòu)水泥原材料時(shí)一定注意初凝、終凝時(shí)間的指標(biāo)，訂購(gòu)的水泥在生產(chǎn)時(shí)摻加足夠的緩凝劑使其具有足夠的初凝時(shí)間。

(2)舊路瀝青混合料銑刨后冷再生工藝采用的材料級(jí)配指標(biāo)

再生料的顆粒組成范圍應(yīng)滿足《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41-2008)要求的混合料的級(jí)配范圍。保證水泥混合料的松鋪厚度，瀝青舊路面混合料銑刨后松鋪厚度不夠的要補(bǔ)充石料，并符合冷再生工藝水泥混合料的級(jí)配要求。

表1 水泥穩(wěn)定類基層、底基層混合料級(jí)配

(3)水

不可以采用污水拌合冷再生底基層的混合料，不影響工程質(zhì)量的水方可使用。

(4)冷再生工藝底基層混合料的水泥用量和抗壓強(qiáng)度

依據(jù)抗壓強(qiáng)度指標(biāo)，通過試驗(yàn)確定該項(xiàng)目冷再生基層設(shè)計(jì)水泥用量為5.5%，最佳含水量為5.6%，最大干密度為2.09 g/cm3。冷再生底基層水泥混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度必須大于2.0 MPa。

1.4 舊路瀝青混凝土黑色路面冷再生工藝水泥底基層施工

(1)工藝原理

舊路瀝青混凝土黑色路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生分為四道主要工序：第一是準(zhǔn)備舊路瀝青混凝土黑色路面的銑刨和翻松原路面；第二是加入緩凝劑和水充分拌合均勻；第三是碾壓成型；第四是在冷再生的路面上鋪筑其它設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)層。水泥冷再生結(jié)構(gòu)層經(jīng)過平地機(jī)的整平，采用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，最后用輪胎壓路機(jī)碾壓至表面無輪跡，使表面平整密實(shí)。

(2)冷再生施工前的準(zhǔn)備工作

提前做試驗(yàn)路段的鋪筑，長(zhǎng)度應(yīng)大于200 m；組織技術(shù)人員對(duì)全線路基中心進(jìn)行中線放樣，并確定道路施工邊線。冷再生施工之前，檢查施工機(jī)械設(shè)備的狀況試機(jī)，振動(dòng)壓路機(jī)、平地機(jī)、銑刨機(jī)等；檢查水車內(nèi)裝水需足夠滿足冷再生做業(yè)面施工的需求；檢查所有冷再生機(jī)器的管路是否正常，使機(jī)械各方面處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。施工前封閉施工現(xiàn)場(chǎng)，在施工區(qū)域內(nèi)設(shè)置臨時(shí)交通標(biāo)牌，設(shè)置好警示標(biāo)志、減速帶、導(dǎo)向標(biāo)等交通渠化標(biāo)志。

(3)再生施工過程

①冷再生機(jī)銑刨與拌合

本項(xiàng)目半幅路面寬度為5 m，安排2次進(jìn)行施工，采取單次施工寬度為2.5 m。依據(jù)冷再生層的水泥劑量(5.5%)和厚度20 cm，經(jīng)過計(jì)算，調(diào)試水泥稀漿車的技術(shù)參數(shù)，滿足拌合均勻和設(shè)計(jì)的水泥劑量。

水車被冷再生機(jī)器推著在舊瀝青混凝土路面上行走，冷再生機(jī)的行走速度一般為4 m/min～7 m/min，依據(jù)路面損壞程度和施工深度調(diào)整行走速度，控制銑刨后出來混合料級(jí)配滿足級(jí)配范圍。裂縫較多的作業(yè)面需采取較慢的行走速度。頻繁檢查再生的深度與舊路面瀝青混合料的厚度是否匹配，如再生深度與舊路面厚度不符時(shí)，急時(shí)調(diào)查原因調(diào)整后在進(jìn)行施工。冷再生機(jī)在前面施工，試驗(yàn)人員在后面取樣測(cè)定冷再生混合料的含水量，必須保證大于最佳含水量1%～1.5%左右，使其在最佳含水量使充分壓實(shí)到最佳的壓實(shí)度。

冷再生現(xiàn)場(chǎng)施工人員時(shí)刻注意冷再生的施工范圍，保證機(jī)器的行走路線在計(jì)劃的范圍，避免遺漏再生的部位，保證再生前后兩幅的搭接，行駛線形要保持順直。冷再生施工過程中水和水泥必須不間斷提供，頻繁檢查水車和稀漿泵車內(nèi)的存儲(chǔ)余量，做到施工不間斷。存儲(chǔ)量應(yīng)足夠冷再生的一次作業(yè)面長(zhǎng)度，一定不能中間加水、加油、加水泥，滿足施工的連續(xù)性保證施工質(zhì)量。

②灑布骨料

根據(jù)原道路再生深度內(nèi)的平均密度，計(jì)算每平方米新料的添加量。根據(jù)每車料的質(zhì)量或體積，計(jì)算每車料的堆放距離。組織人工將新加入的骨料攤平均勻。

③碾壓整形

混合料一經(jīng)攤鋪、整型后，即可進(jìn)行壓實(shí)。保證混合料在終凝前碾壓完成，以防止水份散失；壓實(shí)工作配備和組合及碾壓遍數(shù)由試驗(yàn)段確定，壓實(shí)度要達(dá)到重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)98%以上，使其滿足規(guī)范要求。碾壓中要求滿幅碾壓，各部位碾壓次數(shù)應(yīng)相同。首先由大型雙鋼輪進(jìn)行整體初壓，去靜回振1遍，其次整體復(fù)壓，2臺(tái)22噸振動(dòng)式壓路機(jī)重振3遍，再用重型振動(dòng)壓路機(jī)重振1遍，最后終壓由膠輪壓路機(jī)完成碾壓。碾壓時(shí)，應(yīng)遵循先外側(cè)后內(nèi)側(cè)，碾壓要形成階梯狀的橫接，振壓時(shí)要高頻低振，重疊1/2輪寬，嚴(yán)禁壓路機(jī)調(diào)頭或急剎車。碾壓過程中如出現(xiàn)“彈簧”、臃包等現(xiàn)象應(yīng)用人工及時(shí)處理，使其達(dá)到質(zhì)量要求。碾壓后保證表面平整，無輪跡和隆起現(xiàn)象，且縱向順適，路拱和超過符合設(shè)計(jì)要求。碾壓中專人檢查壓實(shí)度。

④養(yǎng)生

水泥就地冷再生采用水泥作為穩(wěn)定劑，養(yǎng)生對(duì)基層的強(qiáng)度影響很大，碾壓完成并經(jīng)過壓實(shí)度檢查合格后的路段，應(yīng)進(jìn)行噴灑養(yǎng)生或覆蓋，封閉交通養(yǎng)生時(shí)間不少于7 d，養(yǎng)生期內(nèi)除灑水車外，禁止其他車輛通行，整個(gè)養(yǎng)生期內(nèi)再生層表面應(yīng)保持潮濕狀態(tài)。本項(xiàng)目舊路瀝青混凝土路面冷再生后作為底基層使用，必須養(yǎng)生7 d后，方可進(jìn)行基層施工。

2 結(jié) 語

舊路瀝青混合料黑色路面冷再生工藝，可高效利用舊路瀝青混合料路面材料，保護(hù)綠色環(huán)境，堅(jiān)持國(guó)家綠色、環(huán)保公路行業(yè)理念，堅(jiān)持國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的政策。因此，舊路瀝青混凝土路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。