就地冷再生技術在黃河大堤路基工程中的應用

王 敬，李 菁，左安濤

（1.長江水利委員會陸水試驗樞紐管理局，湖北赤壁 437300；2.濟南市清源水務集團有限公司，山東濟南 250014）

黃河大堤（濟南段）作為黃河下游防洪工程體系的重要組成部分，是防汛搶險的交通要道。經過多年運行，部分堤頂防汛道路的路面、路基損壞嚴重，路面坑洼不平，特別是到汛期多雨季節(jié)時，道路積水難行，此種狀況嚴重地影響到了黃河大堤（濟南段）工程防汛的安全，改建工程迫在眉睫。

根據此段黃河堤防防汛工作的實際情況，堤頂道路改建工程的設計指標如下：參照平原微丘區(qū)三級公路設計，設計年限10 年，設計車速30 km/h，路面寬度6.0 m，路面橫坡2%，汽車荷載雙輪組單軸載100 kN，路基寬度為堤頂寬度。

臨黃大堤（濟南段）的原路面結構從上向下為5 cm 厚的瀝青碎石混合料路面，30 cm 厚的水泥石灰碎石土層，堤身。

根據工程檢測，發(fā)現黃河堤防有35.567 km的路面、52.819 km 的上路基損壞，需要翻修。路段情況見表1，表2。

表2 上路基翻修段分布及現狀

1 翻修路段工程設計

1．1 路面翻修路段

修復方案如下：刨銑損壞的瀝青碎石混合料路面，運至上基層翻修段，破碎后作為冷再生添加料；用5 cm 厚的AC-13C 細粒式瀝青混凝土對道路面層進行重建。

1．2 道路上基層損壞的路段

翻修方案如下:充分利用原壩體材料，采用就地冷再生技術對道路的上基層進行翻修；用5 cm厚的AC-13C 細粒式瀝青混凝土對道路面層進行重建。

本工程包括堤頂道路面層翻修530 316 m2，基層冷再生翻修316 914 m2，加上附屬工程項目，合同項目投資額為7 970.27 萬元。

2 就地冷再生技術優(yōu)點

傳統(tǒng)的三級公路上基層翻修技術是首先拆除破壞道路的面層和上基層，將廢料棄置至垃圾場，然后用水泥碎石混合料穩(wěn)定層再對上基層進行重新修建。就地冷再生技術對道路上基層進行翻修是使用就地冷再生機械對原道路進行刨銑、破碎、拌合，對拌合料進行初壓、整平后，按照設計要求，在上面直接攤鋪一定的級配碎石混合料、水泥和水，再利用就地冷再生設備直接對上部20 cm 深度內的添加料和舊道路上的冷再生混合料進行充分地拌合與攤鋪，等到混合料符合含水量要求后，用壓路機進行碾壓，形成新的道路上基層。與傳統(tǒng)的道路上基層翻修工藝相比較，就地冷再生技術有如下的優(yōu)點：

2.1 成本低

就地冷再生技術全部利用了原道路的上部材料修建新的上部基層，節(jié)省了大量的工程材料，且減少了舊道路材料的挖除、運輸、棄置費用。一般來說，基層翻修費用可以降低30%左右。

2.2 速度快，效率高

就地冷再生技術采用專用的冷再生機械，一次性地完成基層的刨銑、破碎、拌合和攤鋪等工序，簡化了施工程序，提升了施工速度。

2.3 質量好，易控制

根據原道路的實際情況，通過添加符合設計要求的級配碎石、水泥、水等添加料，通過冷再生機械的拌合、破碎、拌合和碾壓機械的壓實，形成拌合均勻、厚度一致、壓實質量高、抗壓強度高的新的道路上基層。

2.4 高環(huán)保

傳統(tǒng)的道路基層翻修易產生大量的廢料棄置，造成環(huán)境污染，同時，大量新材料對環(huán)境生態(tài)平衡也造成不利地影響。就地冷再生技術均克服了以上的缺點，被稱之為“綠色施工技術”。

3 施工工藝

3.1 銑刨、破碎與拌合

1）冷再生機械設備對原路面進行銑刨、破碎與拌合。本工程采用專用的維特根WR2000/WR2500S 冷再生機進行施工，并推動水車在原路面上行走。

2）冷再生機推動水車在原路面上行走，冷再生機行走速度控制在6~12 m/min 之間，現場按照10 m/min 控制，保證銑刨后拌合料的級配波動范圍不大。

3）再生機后有專人跟隨，隨時檢查再生深度、含水量。發(fā)現有未拌碎的瀝青混凝土塊時，需要及時清理出邊線外。

4）每段再生結束后，檢查銑刨刀架、刀頭，發(fā)現損壞立即更換。冷再生刨銑、拌合完成后，用平地機整平，準備攤鋪添加料。

3.2 撒布添加料及水泥

用添加料撒布機進行添加料撒布。撒布0.5～4.0 mm 的級配碎石與經銑刨破碎后面層的混合料，撒布厚度為8 cm，設計松鋪系數按1.4 控制。計算攤鋪厚度，經測算無誤后方可卸料。嚴格掌握攤鋪厚度，避免個別路段料不夠或過多；用攤鋪機均勻攤鋪級配混合料。檢查是否均勻，不均勻處輔以人工操作。對初平好的添加料采用20 t壓路機靜壓一遍。采用水泥撒布車進行水泥撒布。撒布水泥用量為21.89 kg/m2。

3.3 加料后的冷再生機拌合

1）冷再生機在已經冷再生過的混合料上加添加料后進行拌合。冷再生機進行速度為不超過12 m/min。

2）冷再生機后有專人跟隨，隨時檢查拌合深度、含水量。發(fā)現有未拌碎的瀝青混凝土塊，需要人工清理出邊線外。如果數量較多，應立即提示冷再生機操作駕駛員減慢拌合速度，適當提高轉速，直至拌合料均勻。

3）專人負責檢查拌合深度，用鋼纖刺入已拌合料中，測量其刺入深度是否合格，并檢查含水量是否符合設計要求。

4）每段冷再生結束后，檢查銑刨轂的刀架、刀頭，發(fā)現有損壞的需要立即更換。

3.4 碾壓整形

1）在再生機后面緊跟一臺20 t 壓路機進行初壓，路面經冷再生料初壓實時控制行進速度不超過3 km/h。初壓完成后,立即用平地機整形。

2）整形后立即檢測含水率，當混合料的含水率符合設計要求后，用20 t 振動碾壓路機進行壓實，碾壓遍數為6 遍，順序為靜壓1 遍、弱振1遍、強振3 遍、靜壓1 遍。壓路機的碾壓速度控制在1.5~2.5 km/h 進行碾壓。

3）在碾壓過程中，再生層的表面要始終保持濕潤，如水分蒸發(fā)過快，及時補撒少量的水，但嚴禁大量灑水碾壓。碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現象，及時翻開重新拌合（加適量的水泥），使其達到質量要求。

4）經過拌合、整形的水泥穩(wěn)定就地冷再生層，必須在水泥初凝前完成碾壓，并達到要求的壓實度，同時沒有明顯的輪跡。

3.5 試驗檢測

1）每次壓實后，委托的試驗人員在施工段隨機取點，沿堤頂軸線方向，每100 m 取一個樣品,用灌砂法測定壓實度，測量人員測量壓實厚度，要求冷再生基層的壓實度不小于97%。

2）試驗段完成后灑水養(yǎng)生7 d，在施工段每個臺班段進行一次鉆芯取樣，測量試樣的7 d 無側限抗壓強度，要求7 d 無側限抗壓強度不小于2.5 MPa。

3）按照規(guī)范要求的頻次對基層的平整度、縱斷高程、寬度、橫坡度及外觀質量進行檢測。

4 施工過程中質量控制

4.1 原材料檢驗

原材料合格是工程質量達標的基本保證。因此，監(jiān)理部必須督促承包方在監(jiān)理的見證下，按照規(guī)定的頻次對水泥、級配碎石等原材料進行質量檢驗，檢驗不合格的原材料不得使用，必須運離現場。

4.2 做好工藝實驗

工藝實驗是選取具有代表性的路段進行實驗，確定合理的施工工序、施工機械、含水率、虛鋪厚度、碾壓變數、碾壓機械行進速度等施工參數。在工程大面積進行施工時，采用工藝實驗確定的施工參數進行施工，便于工程質量控制，并能極大地提高工程施工進度。

4.3 嚴格執(zhí)行“三檢制”

“三檢制”就是在每道工序施工完成后，首先由施工班組自檢，合格后再由值班技術員復檢，同樣，經復檢合格后再由專職質量檢測員對工序質量進行終檢。貫徹“三檢制”是工序質量的保證性措施，監(jiān)理部必須督促承包方認真貫徹執(zhí)行。工序質量經過“三檢制”的檢驗合格后，由監(jiān)理工程師進行工序質量抽檢，合格后方可進行下道工序的施工。

4.4 工程質量控制

首先，要對工作內容進行細化，針對每項工作，建立質量崗位責任制，做到每項工作都責任到人。其次，要建立“質量獎懲制度”，并嚴格執(zhí)行，以充分調動廣大施工人員的積極性，確保工程質量達標。

5 施工效果

該工程完工后，按照規(guī)范規(guī)定的頻次對工程的質量進行檢測，工程質量全部合格，工程質量評定為優(yōu)良等級。利用就地冷再生技術減少了工程原材料的采購。本工程僅道路基層翻修項目就節(jié)省工程投資1 200 余萬元，同時對生態(tài)平衡起到了積極的保護作用；減少了工程廢料的棄置，對環(huán)境保護也起到了促進作用。

工程自通車以來，經過3 個汛期的運行，沒有出現道路的裂縫、不均勻沉降等質量問題，確保了本段工程汛期防汛工作安全，并取得了良好的經濟效益和社會效益。就地冷再生技術工程對三級公路的基層翻修工程具有良好地借鑒價值，目前，也得到了廣泛的推廣與應用。