全深式水泥就地冷再生技術的應用與探討

姚利軍

摘 要：全深式水泥就地冷再生技術具有循環利用、節能環保及經濟實用等特點，2013年以來被廣泛運用于我省普通干線公路養護維修工程中。本文主要從全深式就地冷再生施工工藝、質量控制、存在的主要問題等方面進行介紹和分析，提出一些合理化建議，供同行參考。

關鍵詞：水泥；冷再生；技術；應用；探討

中圖分類號：U418.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）07-0090-02

隨著交通運輸部提出的加快推進“綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通”發展的戰略決策，“十二五”以來，各地相繼開展以集約、節約、循環、低碳為主題的綠色公路建設。瀝青路面再生技術（廠拌熱再生、就地熱再生、廠拌冷再生和就地冷再生）發揮了舊料的“剩余價值”，促進舊路面材料的循環利用。此項技術是一種充分利用原有瀝青路面材料，采用專用的就地冷再生設備，對原瀝青路面進行現場冷銑刨和破碎，摻入部分新集料（需要時）、一定劑量的水泥、水，在自然環境溫度下連續地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型，從而形成符合設計要求的道路基層或底基層的工藝。

1 應用概況

全深式水泥就地冷再生技術自1998年引入國內并迅速發展起來，2013年引入我省后在慶陽地區國道211線銀西公路嘗試鋪筑近9公里，截止2016年底在全省實施近600多公里。2014年我局首次在G227線實施全深式就地冷再生3公里、G312線8.55公里；2015年G312線實施9.28公里；2016年G312線實施12.263公里；累計共實施33.1公里。

我局管養G227線自建成通車運營至今已年限較長，交通流量大，特別是大、重型車輛的不斷增多，致使原路面損壞日趨嚴重。由于該路段地處民樂縣農耕區，路基潮濕，路面龜網裂嚴重、橫向裂縫較多、局部路段有沉陷等病害。管養G312線張掖市區至酒泉清水段也是超期服役多年，整體路況水平較差。近幾年，我局在路面重鋪工程中采用20cm厚全深式水泥就地冷再生底基層+20cm厚水泥穩定碎石基層+1cm厚碎石下封層+4cm厚瀝青碎石下面層+3.5cm厚瀝青混凝土上面層的處治方案。通過對G227線和G312線采用冷再生工藝施工后分別進行了強度、彎沉、平整度、壓實度檢測，各項指標都能滿足相關規范要求；芯樣全部完整，厚度，強度都能夠滿足要求。與傳統維修工藝相比較之下，采用水泥就地冷再生工藝具有施工速度快，施工工序少，地方干擾少等優點，在保證施工質量的前提下，提高了施工效率，最快速度恢復交通，節約了施工成本，最大限度減少環境污染。

2 全深式就地冷再生工藝

2.1 主要施工機械

每個工作面配置應不少于以下設備：WR2000或WR2500再生機1臺、平地機1臺、水罐車2臺、22t以上鋼輪振動壓路機2臺、25t以上膠輪壓路機1臺、灑水車3臺。

2.2 施工工藝流程

封閉交通→施工放樣→原路面預處理→準備新加石料→冷再生機組就位→擺放和攤鋪水泥→冷再生機銑刨與拌合→碾壓整形→養生。

3 施工質量控制要點

3.1 劃定再生施工范圍

由于水泥是快硬性材料，從再生機開始拌合到終壓結束，必須保證在水泥初凝時間前完成。所以一個施工段落長度應控制在150米以內為宜，每次作業寬度為再生機寬度。

3.2 新料的添加

根據原路面銑刨混合料的級配篩分結果，通過與規范要求的混合料級配范圍對比最終確定是否添加新集料。若要填加新料則應計算出結構層每平米的新料添加量，以便均勻攤鋪于原路面表層。

3.3 水泥的撒布

根據設計再生結構層厚度和劃定的施工范圍計算出結構層每平方米水泥用量，采用石灰打網格的方法在原路面內劃出水泥堆放網格線，將水泥均勻攤鋪在預劃的方格內。

3.4 再生機銑刨、拌合

根據試驗段確定的再生機行走速度、結構層深度、橫坡度、混合料的最佳含水量等試驗參數嚴格控制再生機的銑刨拌合作業。再生機作業時要有專人進行質量控制，隨時檢查再生深度、水泥含量和含水量、級配等，以便發現問題及時進行調整。

3.5 整平及碾壓

初壓時采用大噸位鋼輪振動壓路機緊跟再生機后面采取先靜壓后強振的方式進行壓實，壓實遍數應足以保證再生層底部2/3厚度范圍內的壓實度達到規定要求。完成一個作業段的再生和初壓后應立即用平地機整形，整形后采用鋼輪振動壓路機進行復壓4-6遍，最后采用膠輪進行終壓，盡量做到碾壓完成后與原路面齊平，以保證上面結構層的厚度。碾壓結束后要及時進行壓實度檢測，若不滿足要求則需立即補壓。

3.6 養生

每一段作業面碾壓完成并經壓實度檢查合格后，應及時覆蓋土工布灑水養生，養生期不得少于7d。在養生期和下一工序施工前應保持結構層表面處于濕潤狀態，以避免干縮裂縫，在養生期內禁止車輛通行。

4 施工中存在的主要問題探討

截止目前，我局在G227線實施全深式水泥就地冷再生至今已運營兩年多，此項技術也被廣泛運用于我省公路養護維修工程中，特別是項目所在地砂石材料匱乏、施工路段受地形限制、沿線分布居民較多路段、必須盡可能縮短工期或減少社會影響及安全隱患的路段施工中發揮著比較好的優勢。但在此項技術實施過程中，還存在著許多影響冷再生施工工藝質量的問題。

4.1 未重視原路基強度的問題

2014年，我局在G227線K251+800-K253+000段重鋪工程中采用就地冷再生底基層施工，由于該項目為邊通車邊施工路段，但在施工完成半年后右半幅基層出現大小不同的縱向裂縫，裂縫位于半幅基層中間且貫通整個基層，同時局部路段還出現龜網裂病害。經過對單條裂縫和龜網裂病害路段的芯樣分析和現場調查發現，病害出現的原因基本都是原路基強度不足而引起的。所以，在編制工程設計方案時，我們通常會對原路基進行彎沉檢測，對路基彎沉偏大的路段要徹底換填處理，換填材料必須選用級配良好的透水性材料，分層碾壓夯實。

4.2 交通無法完全封閉的問題

由于我局實施全深式就地冷再生基層施工的路段大部分為交通流量大、行車干擾多的國省主干線或城區道路，無法完全封閉交通施工，只能采用半幅施工半幅通車的方式進行。而水泥做為全深式就地冷再生基層的膠結材料，其具有的早期強度高、凝結硬化快、水化熱量大、易干縮開裂等物理性能，在基層的養生期和開放交通早期，過早開放交通，水泥水化不完全，強度低，導致芯樣完整率偏低。加之因施工路段無法限制交通，且重載交通較多對基層強度的影響較大。為此，全深式就地冷再生基層施工中盡可能采用封閉施工方式，在無法封閉交通的情況下可采用分流交通或半封閉施工方式減緩交通動載對基層強度的影響。

4.3 村鎮路段壓實不足的問題

再生基層碾壓一般采用大噸位光輪壓路機和振動壓路機組合方式進行碾壓，但因村鎮路段采用振動壓路機使用受到限制，影響再生壓實效果，為增強碾壓效果可采用羊角碾進行壓實。通常在利用羊角碾進行壓實應注意采用復合碾壓的方式，由于羊角碾蹄足的擠壓，使得蹄間受到一定的壓力，這樣土層上下壓實得比較均勻，但羊角碾在拖動碾壓后，表面呈松散狀態，如果不采用光輪壓路機碾壓，會出現表面不密實、不均勻，光輪壓路機一般表面壓實較好，可以彌補羊角碾壓實的不足，起到互補的作用。

4.4 施工中混合料級配控制的問題

冷再生機施工行走速度對基層混合料的級配影響較大，在冷再生機高速運轉下會將銑刨的原路面混合料進行破碎，行走速度的不同決定銑刨料粗細程度不同。一般情況都會出現結構層上部相對細集料偏多，下部粗集料偏多的現象。其次，就是在結構層初整形階段，平地機對局部路段縱坡或橫坡進行調整刮平時，將結構層部分表面細集料刮走而破損了原有的混合料級配造成混合料離析。根據冷再生機的性能，一般再生機的行走速度控制在5-8m/min為宜，通常我們會在配合比設計前期取樣時，在實施冷再生的路段采取3-5種不同的行走速度分別進行級配試驗，通過選擇最佳的級配范圍確定再生機的行走速度。對路面縱、橫坡的整形盡量在再生前預整形階段進行調整，爭取冷再生機再生后一次成型，從而預制混合料離析問題。

4.5 水泥及結構層強度控制的問題

水泥就地冷再生采用水泥膠結材料具有水化、硬化等特性，結構層容易產生溫縮、干縮裂縫等問題，通常在施工中我們選用緩凝硅酸鹽水泥作為全深式就地冷再生的膠結材料，以滿足施工的要求；同時嚴格控制結構層水泥劑量，使底基層的強度不宜過高，應控制在2.0-2.5Mpa范圍內，以防止底基層強度過高引起的基層開裂。

4.6 養生周期普遍不足的問題

水泥為膠結材料的冷再生基層養生尤為關鍵，養生問題已嚴重影響再生結構層的強度。因受養護工程的特點影響，大部分路段無法滿足交通管制，一般2-3天就開放交通后進行灑水養生，這樣易造成養生不足而影響結構層后期成型強度。根據有關數據顯示，完全在空氣中養護的28天強度只有完全潮濕養護的28天強度的1/2，所以我們要盡可能地延長養護周期，有利于后期強度的增加，在無法交通封閉的情況下要至少確保結構層養生期不得少于7天。同時，在養生時采用土工布覆蓋養生的方法，并每天使用灑水車在養生布上補充灑水，保持養生土工布處于濕潤狀態，確保養生效果。

4.7 合理的施工組織設計缺乏的問題

由于冷再生基層的施工項目一般都屬于維修改建工程，車流量大，交通組成復雜，且沿線分布居民較多、社會影響及安全壓力較大；高效合理的施工組織設計是保證工程質量、進度、安全等各方面的前提必要條件。在再生基層施工前，要認真根據施工圖設計文件編制施工面之間、再生層與半剛性基層之間、養生時間、交通疏導四個方面的施工組織設計，從而更好地確保冷再生基層的施工質量。

5 結語

通過實踐證明，全深式水泥就地冷再生基層施工工藝能最大限度地利用廢舊瀝青混合料，節省大量砂石料，減少大量的能源消耗。具有極大的社會效益和經濟效益，在我省砂石料匱乏、外運距離較遠、社會影響較大的大中修工程項目中發揮著積極作用，在今后我省的公路養護大修工程中具有廣泛的應用前景。

參考文獻

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