水泥就地冷再生基層技術在公路養(yǎng)護、維修工程中的應用

續(xù)勤

（甘肅省交通科學研究院集團有限公司，甘肅蘭州730030）

0 引言

在黨中央、各級政府的大力支持下，我國道路體系逐漸趨于完善，連接各區(qū)域功能得到顯著發(fā)揮。然而，隨著時間的不斷推進，大量公路開始進入維修期，急需開展養(yǎng)護、維修工作，而傳統(tǒng)的養(yǎng)護技術在實際應用中會導致大量資源浪費和一定程度的環(huán)境污染。因此，探究出一套新的公路養(yǎng)護技術，成為當前公路行業(yè)重點研究的問題。技術人員結合自身工作經(jīng)驗及相關理論，針對我國公路工程中應用較為廣泛的瀝青路面及半剛性基層，提出了就地冷再生技術，該技術可以對原路面材料進行二次利用，在顯著提升資源利用率的同時，也降低了施工對周邊自然環(huán)境的影響，由此，該技術得到了公路行業(yè)的廣泛認可與應用。

1 就地冷再生技術的原理概述

就地冷再生技術在實際應用過程中，需要利用專業(yè)的設備對原路面進行銑刨及破碎處理，隨后依據(jù)工程的養(yǎng)護施工及后續(xù)使用的實際需求，添加水泥等材料，并在常溫條件下進行拌和作業(yè)。完成相關操作后，將原料壓實成型，并將其設置為路面底基層中的結構層次。該技術適用于瀝青面層、二灰碎石基層等結構層的維護、翻新作業(yè)。施工單位在實際開展就地冷再生作業(yè)過程中，將水泥材料作為混合料的穩(wěn)定劑，在將其與原路面經(jīng)銑刨及破碎處理后的舊路面原料、級配碎石進行混合、拌和、攤鋪及碾壓養(yǎng)生處理后，可以形成接近水泥穩(wěn)定碎石層的半剛性基層，能達到翻新路面的作用。然而，需要注意的是，該底基層也存在出現(xiàn)收縮裂縫的風險。因此，施工單位在實際進行施工作業(yè)時，應注意加強對此方面的重視程度，采取有力的解決措施延長公路工程的使用性能及壽命，為推動我國公路事業(yè)平穩(wěn)、可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎[1]。

2 案例概述

為深入探究水泥就地再生基層技術在公路工程養(yǎng)護作業(yè)中的應用要點，本文選取案例進行具體說明。

案例為G30 永昌至山丹段高等級公路養(yǎng)護、維修工程。該地區(qū)內高等級公路均采用瀝青混凝土或瀝青混合料結構。在道路投入運營后，有效發(fā)揮了連接其他區(qū)域、拉動自身經(jīng)濟增長的功能。近年來，大噸位公路運輸及超載車輛呈現(xiàn)出大幅提升的態(tài)勢，造成公路路面破損嚴重，進入大修期。施工單位在對施工區(qū)域進行研究后，出于對環(huán)保、經(jīng)濟性等因素的考慮，決定采用就地冷再生技術進行此次施工，本文選取其中某路段進行重點研究。

3 路況技術狀況評定

在就地冷再生基層技術的應用流程中，舊路面路況技術狀態(tài)的評定是開展施工作業(yè)的重要基礎環(huán)節(jié)。施工單位在實際工作過程中，首先對養(yǎng)護路面進行技術狀態(tài)評定，對舊路面破損情況、結構層損壞深度等進行仔細測算和記錄。

隨后，技術人員對養(yǎng)護施工區(qū)域內不同病害路段的銑刨混合料進行取樣研究，并對其篩選分類，明確各路段中混合料中粗集料的含量，并在此基礎上制定養(yǎng)護方案，針對5mm 以上粗集料含量在40%～75%區(qū)間范圍內的路段開展就地冷再生施工，其余路段則采用摻配新粗集料的養(yǎng)護方案。

在完成技術狀況評定，正式開展再生施工前，施工單位應采取有針對性的措施，如砂礫換填、挖除修補等技術，對舊路面病害問題進行徹底處理，為后續(xù)施工作業(yè)的順利開展提供有利支持。

4 施工材料的選擇要求

4.1 銑刨料的要求

案例工程中，在實際施工前首先開展樣品采集作業(yè)，依照相關規(guī)范開展檢測，最終確定混合料中有機質及硫酸鹽的含量均滿足2% 以下、0.25% 以上的要求，可以開展再生施工作業(yè)。

隨后，施工單位針對級配較差的舊料進行了改善處理，通過摻加新料的方式確保其滿足就地再生的施工要求，在正式用于施工前，技術人員還對相關材料進行了試驗，進一步確保其滿足相關的技術要求[2]。

4.2 碎石材料的要求

在實際工作中，施工單位對碎石壓碎值及針片狀顆粒含量進行了較為嚴格的控制，依照技術要求將其分別控制在35%以及15%以下。技術人員在實際工作過程中，重點針對粒徑在0.6mm 以下的顆粒開展了塑液限試驗，最終將顆粒的液限指標參數(shù)控制在28%以下，同時確保其塑性指數(shù)不超過9.0。除此以外，技術人員還要求施工人員對碎石進行二次劈碎處理，切實滿足拌和作業(yè)要求，實際作業(yè)過程中采取了相應措施，避免碎石與細集料出現(xiàn)混合情況。

施工單位在實際作業(yè)中，依照工程的實際需求，在充分考慮面層與基層的粒徑和強度要求后，將碎石粒徑控制在10～30mm 范圍內，從最終的結果分析，統(tǒng)料后混合料強度達到了最優(yōu)水準。

4.3 水泥材料的要求

施工單位在實際工作中，為確保基層設計及施工要求，對水泥材料的選擇標準進行了嚴格界定。在充分綜合工程建設的實際要求后，技術人員決定選用早期強度較高的水泥材料，具體技術標準如表1所示。

表1 水泥技術標準

4.4 水

案例工程中，就地再生技術對水的要求相對較低，人畜飲用水均可用于此次施工中。需要認識到的是，若實際施工過程中選擇其他類型的水，則需要滿足如下要求：水中硫酸鹽含量以及含鹽量應分別控制在2.7mg/cm3以及5mg/m3以下。同時，未經(jīng)處理或處理不合格的污、廢水，堅決不可用于施工中。

5 配合比設計要點

5.1 水泥劑量

為確保就地再生施工高效、有序地開展，施工技術人員在對材料配比進行編制時，選取了四種水泥劑量配置混合料進行試驗，分別為4.5%、5.0%、5.5%以及6.0%。在完成混合料配置工作后，技術人員采用了重型擊實法對不同混合料的最大干密度及最佳含水量進行了檢測。最終的試驗結果顯示，四種劑量水泥混合料均取得了較好的成效。隨后，技術人員選取了更大劑量進行試驗，試驗結果顯示，水泥劑量在6.0%的情況下可以達到預期效果。

此外，依照其他參數(shù)指標的結果顯示，在實際進行混合料拌和作業(yè)過程中，應確保混合料中粒徑在0.075mm 以下的顆粒含量不超過3%，同時將實際含水量控制在最優(yōu)含水量±1%的范圍內，確?；旌狭蠞M足再生作業(yè)的實際需求。技術人員為避免再生基層出現(xiàn)半剛性基層常見的收縮裂縫問題，在不影響基層強度的前提下，對水泥劑量及細集料含量進行了適當?shù)南抡{處理，同時在實際施工過程中對天氣情況進行監(jiān)測，并對含水量進行控制。

5.2 試件成型

案例工程中，技術人員在經(jīng)過室內試驗后得出如表2所示的混合料級配比例。在此基礎上，施工單位依照最佳含水量開展了混合料拌和作業(yè)，隨后依照此次工程的設計要求，利用靜壓手段制作滿足壓實度要求的試件，并在標準情況下將試件養(yǎng)生時間設定為6d，隨后經(jīng)過24h 的浸水處理后，開展試驗檢測工作。對試件質量判定主要依據(jù)以下標準：抗壓強度控制在2.5～4MPa 范圍內，壓實度達到97%以上[3]。

6 再生施工要點

6.1 銑刨及拌和要點

案例工程中，施工單位在進行此環(huán)節(jié)作業(yè)過程中，主要遵循以下步驟：

其一，依據(jù)連續(xù)攤鋪作業(yè)要求，在拌和作業(yè)開始前準備充足的再生段材料。

其二，實際施工作業(yè)過程中，技術人員使用再生作業(yè)設備依照6～12m/min 的速度開展行進作業(yè)。同時，技術人員在再生作業(yè)設備后方，對再生深度、混合料水泥劑量以及含水量進行實時監(jiān)測，并依據(jù)實際情況指導設備操作人員進行相應調整。

其三，技術人員定期對再生深度進行核查，確保其滿足施工設計要求。在實際進行再生深度核查的作業(yè)過程中，依據(jù)已有路面作為參考依據(jù)，通過采用土內插釬的方式對深度進行測量，確保其達到實際施工要求。

其四，施工單位為確保再生作業(yè)不偏離預定區(qū)域，在作業(yè)面邊緣利用石灰粉劃出導向線，為操作人員提供指引。

其五，案例工程中存在一部分多道施工，因此技術人員對搭接處的寬度進行了嚴格測量與控制，確保其滿足施工要求。

其六，施工單位在再生作業(yè)設備后方，組織專門人員負責對邊線及混合料中的雜質進行清理，同時還需對每刀起始處的余料進行清理。

其七，施工單位在再生施工設備上增設了熨平板，在開展攤鋪作業(yè)的同時進行熨平操作，為了確保施工效果，施工技術人員對熨平板后混合料的實際厚度進行了經(jīng)常性檢查。

其八，施工技術人員在銑刨作業(yè)正式開始前，對施工路段舊料的含水量進行了仔細檢測，并依據(jù)檢測結果對混合料的加水量進行了計算，確?；旌狭系暮渴冀K保持在可接受范圍內，避免出現(xiàn)施工質量問題。

其九，在混合料拌和作業(yè)正式開展后，技術人員會對拌和作業(yè)的情況進行實時檢查，并對其含水量、配合比等進行檢測，確保相關技術參數(shù)的變化幅度控制在施工要求的允許范圍內。在拌和作業(yè)完成后，技術人員需要對其進行抽樣檢查，進一步確保混合料的質量滿足施工要求，最大限度地確保施工質量。

6.2 整平及碾壓要點

案例工程中，施工單位在完成半幅料拌和作業(yè)后，首先用羊足碾對其進行靜壓處理，隨后進行2 遍強振作業(yè)。在進行此環(huán)節(jié)施工時，技術人員要求設備操作人員將速度控制在2.5～3.0km/h 的范圍內，采用平地機先初平1 遍，再由人工使用平地機進行精平，盡可能縮短作業(yè)時間。復壓時，先采用振動壓路機連續(xù)強振2 遍，再連續(xù)弱振2 遍，然后采用膠輪壓路機連續(xù)碾壓5～8 遍。在復壓完成后，由質檢人員對混合料的密實度進行檢測，在局部沒有達到要求的段落進行補壓。

6.3 接縫位置作業(yè)要點

案例工程中，進行就地再生作業(yè)時，需要重點關注橫向及縱向接縫部分?？v向接縫施工作業(yè)過程中，施工單位主要采用了以下幾個方面措施。

6.3.1 在道路寬度未超過7m 的情況下，施工單位針對縱向重疊較多的部分，采用全幅施工模式，最大限度地降低重疊，實現(xiàn)了提升施工效率的目的。

6.3.2 施工技術人員對重疊寬度進行了嚴格限制，確保其始終在100～200mm 范圍內。

6.3.3 針對縱向接縫施工的實際情況，技術人員決定對水泥稀漿噴入量進行適當控制。

在橫向接縫部分，施工人員在正式施工前首先對接縫部分進行了仔細清理，有效降低了施工過程中出現(xiàn)停機的概率。技術人員在實際工作中，針對不可避免地停機時間超過水泥初凝時間的問題，做出了相應處理。施工人員應將再生作業(yè)設備退回至相應工段的1.5m 處，并重新進行水泥撒布施工。

7 結語

綜上所述，案例工程在利用就地冷再生技術對公路工程進行養(yǎng)護、維修作業(yè)后，完全達成了設計要求，公路工程的使用壽命及性能得到了顯著提升。由此可見，本文設定的技術方案、材料要求、配合比設計、技術要點等完全滿足公路質量的要求，能夠指導施工，該技術具備推廣應用價值。