水穩基層就地冷再生技術在大中修工程中的應用

王麗娜 / 長沙理工大學

水穩基層就地冷再生技術在大中修工程中的應用

王麗娜 / 長沙理工大學

文章介紹了水泥穩定基層冷再生施工的原理，結合公路大中修工程實例，對水泥穩定基層冷再生的施工工藝：設備、材料要求、拌和、攤鋪、碾壓、養生等方面進行了介紹，工程應用表明，水泥穩定基層冷再生技術滿足公路大中修工程需要，具有良好的經濟、社會、環境效益。類似公路大中修施工可以從中得到借鑒。

水泥穩定；基層；冷再生技術；大中修；應用

隨著我國公路建設二十多年的高速發展，目前全國公路里程達到450多萬公里，路網基本形成，以建設為重點已被以養護為重點替代。綠色、環保、可持續是養護工作的基本原則，材料循環利用是這一原則的體現。近二十年來我國公路建設路面基層絕大部分為水穩基層，由于車輛超載和超齡服役，路況病害較多，在大中修時如何更好地加以再生利用是廣大公路養護工作者必須認真面對的課題。目前水穩基層再生利用有廠拌冷再生和就地冷再生兩種工藝。下面以在新疆使用較多的就地冷再生工藝進行一些探討。

1．就地冷再技術的應用原理

就地冷再生技術就是用大功率路面銑刨拌和機將舊路面進行銑刨、破碎，根據設計級配加入部分新骨料，與一定比例的化學穩定劑（水泥、粉煤灰或石灰等）或添加劑重新加水拌和，使之能夠滿足一定的路用基層材料性能及碾壓條件，并用其重新鋪筑路面的一套工藝技術。這種方法對設施要求簡單，減少大量材料的來回運輸，生產成本較低，適用于各等級道路鋪筑基層使用，目前多用于大中修道路施工。

2．就地冷再生技術的優越性

就地冷再生技術與傳統的施工工藝相比，能夠節約原材料、提高舊路等級、縮短工期，對交通影響小、節省資金等，同時循環利用廢料，對保護環境也起到了積極作用，具有環境效益、經濟效益和社會效益等方面的明顯優勢。

3．建設背景

省道201線K395-K405段公路養護大中修工程，路線全長10km，公路等級為二級，路基寬12m，原路面為瀝青混凝土路面，由于交通量的日益增加，加之運輸重型車輛大量增加，該路段已出現了不同程度的縱、橫向裂縫及坑槽，結構強度下降，影響了行車的舒適性和安全性。經勘察，原水穩基層大部分已破碎，路面強度嚴重不足，經綜合比選，決定采用就地冷再生水穩基層方案。先將老路原瀝青路面和水泥穩定砂礫基層進行就地冷再生（再生厚度25cm），再加鋪下封層+瀝青碎石混凝土。該工程2014年6月1日開工，2014年9月30日全部完工，總工期122日歷天。

本工程為大中修項目施工采用水泥穩定砂礫就地冷再生技術，主要目的是節約資源，保護環境，恢復公路原有的使用功能，提交交通運輸能力，服務水平和行車舒適性，維持原有公路的線性。

4．水泥穩定砂礫就地冷再生配合比設計和施工

4.1 設備要求

WR25000維特根冷再生拌和機1臺（破碎寬度為2.5m,拌和深度為40cm，施工時自動加水）。灑水車2輛，平地機1臺、YZ18振動壓路機2臺，18t三輪壓路機1臺、20t輪胎壓路機1臺。

4.2 材料要求

水泥：采用普通硅酸鹽水泥，收縮性小，耐磨性強、抗凍性好，初凝時間3h以上和終凝時間較長的水泥，不適用快硬化水泥、早強水泥以及受潮變質的水泥。

砂礫：水泥穩定砂礫冷再生基層中的礫石壓碎值不大于30%，有機質含量不超過2%，硅酸鹽含量不超過0.25%，最大粒徑不超過31.5mm。

砂：應潔凈、堅硬，干燥、無風化，無雜質，符合規定級配，其泥土雜物含量小于3%。

水：不含有害物質的水或飲用水。

省道201線K395-K405段公路養護大中修工程設計冷再生水泥用量最小不低于4%，冷再生水泥穩定砂礫7d抗壓強度≥2MPa，壓實度不小于97%。

4.3 配合比設計

配合比設計是就地冷再生技術的非常重要一環，是就地冷再生成敗的關鍵了，首先，對老路冷再生深度范圍內取樣進行抽提試驗，準確掌握其級配和材料組成情況，然后根據級配曲線范圍進行摻配集料和水泥，通過試驗確定每段的集料和水泥摻配量，試驗室通過水泥含量4%、4.5%、5%進行配合比試驗，試驗結果如表1所示：

經多次試驗，最終確定水泥劑量為4.5%。為了減少干縮裂縫，應嚴格的控制水泥劑量，一般不超過4.5%，當強度不滿足要求時，調整骨料級配曲線。

4.4 就地冷再生施工工藝

⑴再生長度的計算

預布水泥要控制預布長度，以保證拌和機的正常工作，一般預布80~150m，邊撒布邊拌和，以防止通行車輛的氣流或輪胎帶動造成的污染，使水泥劑量不準及天氣突然變化帶來的消耗損失。

根據對機械組合及其他工作時間的觀測，調整預布水泥長度，經過循環試驗驗證再生機前水泥攤鋪長度不宜超過100m,在平緩地段，最大攤鋪產度為150m。

⑵撒布水泥

攤鋪水泥采用方格網法，水泥劑量按4.5%控制，根據冷再生層路面的寬度和厚度，計算出每袋水泥可撒布的面積，縱橫向畫出方格，將水泥直接卸在方格內，人工攤勻水泥。

撒布水泥時，應保證方格內水泥卸載沒有遺漏和多余，水泥撒布完后，應檢查確保路面沒有空白和水泥過分集中的地點。

⑶冷再生機械銑刨與拌和

再生機推動水車在原路面上進行，冷再生機進行速度控制在6~8m/Min,可根據路面損壞狀況和再生深度適當調整，網裂嚴重地段可降低行進速度，路況較好地段可提高行進速度。再生機后續跟隨技術人員，隨時檢查再生深度、水泥含量和含水量，配合再生機操作員進行調整，嚴禁冷再生施工時破壞老路底基層，再生機后安排4~5名民工專門清除混合料中的雜質，整理邊線，清理每刀起始位置的多余料，確保再生料的質量和道路縱向接縫、橫向接縫的平整度。

再生機工作至一個再生作業段終點后，將再生機和水車等倒至下再生作業起點，進行第二幅施工，如此重復，直至完成施工寬度作業面的再生，多刀施工時應注意保證橫向搭接寬度不少于30cm。

⑷整形碾壓

用PY180平地機整平，整形后，當混合料的含水量為最佳含水量-1%~+2%時，應立即對其進行碾壓。碾壓順序為由路肩向路中心碾壓，超高段由內側向外側碾壓。初壓：單鋼輪振動壓路機靜壓1遍，初壓速度控制在1.6km/h，復壓：單鋼輪振動壓路機弱振1遍（2.4km/h），強振3遍（1.6km/h）；終壓：輪胎壓路機碾壓6遍（2.5km/h）。

⑸養生

每一施工路段碾壓完成并經壓實度檢測合格后，立即覆蓋吸水土工布進行養生，養生期不少于14d，其中覆蓋保濕養生不少于7d,養生期間封閉交通。

5．結語

省道201線K395-K405段公路養護大中修工程在冷再生技術研究及應用獲得了成功，體現以下幾方面：

5.1 安全效益

就地冷再生技術交通干擾和影響小，對經濟建設貢獻大，可以預見該技術將會在今后道路的維修養護和建設方面起到越來越重要的作用。

5.2 環境效益

水泥穩定砂礫冷再生就地取材，減少開山取石需求量，有效的保護自然資源；原材料不需運輸，既節省能源，又減少運輸車輛排放尾氣所造成空氣污染；最大限度地再生利用舊水泥穩定砂礫材料，不需廢棄及填埋場處理，將廢料轉化成有價值的生產材料，意義重大。

5.3 經濟效益

通過就地冷再生技術，減少廢棄排放，保護了環境，節約了造價，具有巨大的經濟效益。

5.4 社會效益

瀝青路面水泥穩定砂礫就地冷再生技術成果已在新疆多條瀝青路面維修改造中得到應用。相對傳統的挖除重置維修方法，由于其充分利用原有路面材料，因此節約了大量成本，同時與我國大力提倡的材料循環利用理念相吻合，社會經濟效益顯著，具有廣闊的市場前景。

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