廢舊路面材料在濕陷性黃土地區(qū)公路改建工程中的應(yīng)用

李東辰

(唐山公路建設(shè)總公司，河北 唐山 063000)

我國交通運輸部《關(guān)于加快推進公路路面材料循環(huán)利用工作的指導(dǎo)意見》，提出高速公路、干線公路的路面舊料應(yīng)盡快實現(xiàn)集中回收與統(tǒng)籌利用。具備條件的農(nóng)村公路路面舊料可集中回收與統(tǒng)籌利用，不具備條件的應(yīng)就地利用，避免廢棄和污染。[1]

1 工程概況

國道344線公路改建工程李旺至同心段位于寧夏回族自治區(qū)海原縣，地勢東高西低，路線走廊帶海拔1 330～1 449 m。所在區(qū)域?qū)俚湫偷狞S土丘陵地貌。隴東黃土高原—寧夏南部梁峁溝壑區(qū)經(jīng)過清水河、祖歷河等河流及其各支流的侵蝕切割及構(gòu)造運動影響形成。線路經(jīng)過的項目區(qū)地貌類型主要為沖洪積平原、黃土塬。

氣候氣象：項目屬中溫帶半干旱大陸性氣候，區(qū)內(nèi)年平均氣溫8.4 ℃，極端低溫-27.3 ℃，最大凍土深度1.30 m。

根據(jù)土工試驗結(jié)果，該黃土濕陷系數(shù)δs=0.015～0.019 9，為非自重濕陷Ⅰ～Ⅱ級濕陷性黃土，地下水位埋深大于12 m。[2]

該工程項目設(shè)計過程中綜合考慮了以下兩個問題：

(1)濕陷性黃土地區(qū)的路基處理。(2)公路改建過程中產(chǎn)生的大量廢舊路面材料的循環(huán)利用。

2 濕陷性黃土路基的常用處理方法

我國黃土主要分布在山西、陜西、寧夏、甘肅等地區(qū)。黃土具有顏色淡黃至褐黃、大孔隙、結(jié)構(gòu)疏松和遇水具有濕陷性等顯著特點[3]。濕陷性黃土路基的常用處理方法有以下幾種。

2.1 換填墊層法

換填墊層法可用于處理厚度3 m以內(nèi)的濕陷性黃土地基。多采用石灰土墊層形式。石灰土墊層的石灰劑量質(zhì)量比，消石灰為8%，磨細生石灰為6%。水泥土墊層的水泥劑量質(zhì)量比為4%～5%。

2.2 沖擊碾壓法

沖擊碾壓法可用于處理濕陷等級為Ⅰ～Ⅱ級厚度0.5～1.0 m的非自重濕陷性黃土地基[4]。

2.3 強夯法

強夯法可用于處理各濕陷等級厚度為3～6 m的濕陷性黃土地基。

3 廢舊路面材料的循環(huán)利用的常用方式

廢舊路面材料含有的砂、石等粗細集料從性能上講并未失效[5]。廢舊路面材料的循環(huán)利用途徑有三個。

(1)用于路面面層：是指將廢舊路面材料與再生劑、新瀝青、新集料等重新拌和成混合料，鋪筑于路面面層的一整套工藝。包括廠拌熱再生和就地熱再生兩種方式。

(2)用于路面基層：舊瀝青路面冷再生技術(shù)是利用廢舊路面材料，與新集料、泡沫乳化瀝青拌和成混合料，用于路面基層的技術(shù)。

(3)用于路基填料：廢舊路面材料本身具有一定的級配和強度，是理想的路基填料。

4 本工程中處理利用方式

4.1 濕陷性黃土路基的處理方式

(1)改建加寬段路基處理

①當原路路堤高度小于1.2 m時，采用礫類土換填路肩處理；

②當原路路基填土高度小于3 m時，對舊路邊坡挖寬度不小于1 m臺階，臺階有向內(nèi)4%的坡度，然后結(jié)合新路路基部分整體自下向上分層碾壓填筑路基；

③當原路路基填土高度大于3 m時，對舊路邊坡挖臺階并在上下路床底部鋪設(shè)雙向鋼塑土工格柵，臺階寬度不小于1 m，且有向內(nèi)4%的坡度，結(jié)合新路基部分整體自下向上分層碾壓填筑路基[6]。

(2)低填淺挖路基處理

填方路堤路床直接采用礫類土填筑。新建路段及補強路段上路床換填30 cm厚礫類土，下路床換填50 cm厚水泥土處理(摻5%水泥)，壓實度均不小于95%，補強路段舊路范圍路床不再進行處理。水泥土采用開挖土方摻配5%水泥，開挖土方需運至拌和站集中拌和，其7 d齡期無側(cè)限抗壓強度應(yīng)不小于0.7 MPa，礫類土中粒徑大于2 mm的顆粒質(zhì)量應(yīng)不小于總質(zhì)量的50%，路床頂面回彈模量應(yīng)不小于68 MPa。

(3)陡坡路堤及填挖交界處理

對地面橫坡陡于1∶ 2.5的陡坡路堤，應(yīng)將地面橫坡開挖成寬度不小于2 m的臺階，底部臺階寬度為2.5～3 m。路基填挖交界處在上、下路床底部共鋪設(shè)2層雙向土工格柵，土工格柵長度應(yīng)覆蓋過渡區(qū)，過渡區(qū)采用礫類土換填。

(4)填方路基高度小于路面結(jié)構(gòu)層厚度及挖方路段濕陷性黃土，上部采用30 cm厚礫類土處理，下部采用水泥土處理(摻配5%水泥)，處理深度根據(jù)濕陷性等級確定，即濕陷性Ⅰ級50 cm厚，濕陷性Ⅱ級70 cm厚。

(5)對路堤段基底濕陷性黃土先清除30 cm厚表土，上部采用40 cm厚水泥土處理(摻配5%水泥)，并高于原地面10 cm；下部采用翻壓處理，翻壓處理深度根據(jù)濕陷性等級和路堤高度確定，當路堤高度小于4 m時，濕陷性Ⅰ級翻壓50 cm厚，濕陷性Ⅱ級翻壓70 cm厚；當路堤高度大于4 m時，濕陷性Ⅰ級翻壓50 cm厚，濕陷性Ⅱ級翻壓120 cm厚[7]。

4.2 本工程中廢舊路面材料的利用方式

根據(jù)交通運輸部關(guān)于“綠色公路”指導(dǎo)意見相關(guān)要求，本工程設(shè)計過程中，就已經(jīng)將廢舊路面材料回收利用考慮其中。根據(jù)實測試驗，本工程廢舊路面材料瀝青含量4.07%～4.46%，廢舊路面材料的壓碎值為22.3%。在設(shè)計過程中，沒有將廢舊路面材料摻配入瀝青路面面層設(shè)計，而是將銑刨回收的廢舊路面材料用作濕陷性黃土路基處理的礫類土，替代砂礫材料，在拌和站與黃土進行集中拌和，摻配體積比為廢舊路面材料∶ 黃土=7∶ 3，標準干密度2.11 g/cm3，最佳含水量6.1%。經(jīng)拌和后的礫類土混合料，自卸汽車運輸至路基施工現(xiàn)場，分層攤鋪，徐工XS225振動壓路機碾壓。采用振動壓路機碾壓時第一遍應(yīng)靜壓，然后先慢后快，由弱振到強振，壓路機的碾壓行駛速度開始慢速，最大速度不宜超過4 km/h，碾壓時直線段由兩邊向中間，小半徑曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，縱向進退式進行，壓實度大于95%形成礫類土路基。該施工方法充分滿足了項目濕陷性黃土路基處理的工程需要同時具有以下優(yōu)點：

(1)充分利用公路建設(shè)廢料，變廢為寶，節(jié)約資源，降低工程造價。項目共減少外購砂礫28 000 m3，減少材料成本166萬元。

(2)減少外棄土方征用棄土場征地15畝，節(jié)約土地，減少征地費用150萬元。

(3)礫類土采用拌和站集中拌和，減少了粉塵環(huán)境污染，保護了環(huán)境。

5 結(jié) 語

廢舊路面材料的循環(huán)利用，是一個綜合復(fù)雜的系統(tǒng)課題，本項目僅將廢舊路面材料應(yīng)用于路基填筑處理，雖然節(jié)約了一部分資金，創(chuàng)造了一定的效益，但還遠沒有將廢舊路面材料的價值最大化，在以后的公路改擴建工程中，還要爭取將廢舊路面材料用于瀝青路面的基層或面層中，以實現(xiàn)廢舊路面材料最大效益。