全深式就地冷再生在G312線雞兒嘴至清水驛段公路維修改造工程應用研究

茍曉鋒

摘 要：瀝青路面全深式就地冷再生技術，是一項新的道路建設工藝，它充分利用舊瀝青路面的材料（面層直至基層），在常溫下利用專用冷再生機械，對舊瀝青路面材料銑刨、破碎，并加入一定量的添加劑和水與其充分拌和，就地整平碾壓成型，經養生形成滿足路用強度要求的新型路面基層，對舊瀝青路面的利用并由此解決舊路改建時“調拱、調坡”的問題，以達到簡化施工程序、降低工程造價之目的。

關鍵詞：冷再生;維修改造;應用研究

中圖分類號：U418.8 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0155-02

1 我省公路發展概況及全深式冷再生的示范性

“十一五”及“十二五”期間是我省交通高速發展階段，“十一五”我省新增公路2.7萬公里，油路占公路總里程的40.83%，比“十五”末提高16.66個百分點。高速公路新增986公里，高速公路通車里程是“十五”末的1.98倍。全省共完成干線路網改造工程4803公里，在5.12汶川地震災區隴南實施干線公路災后重建項目12項1128公里。公路快速發展的同時，還存在不少問題制約了我省公路建設，主要的問題是：（1）我省筑路材料極為短缺。省內用于筑路的合格料源在已調查的33個料場中，僅有8個料場的石料可用于瀝青路面面層的鋪筑，這一比例僅為24%。（2）我省河西地區雖然礫石資源豐富，但是鹽漬化嚴重，不能用于筑路，在我省及鄰省修筑公路后均發生了嚴重的鹽脹病害。如某省級高速全長42公里，于2010年建成通車，通車次年4、5月，發現路面隆起，形成脹縫達255條，嚴重影響路面質量和行車安全。（3）常年對河道進行采挖，基層用礫石材料已經接近匱乏。目前我省14個市州均相繼出臺了關于禁止采砂的政策，全省90%以上的河流禁止采砂：如徽縣徽政告字[2012]2號《關于游龍河、江洛河部分河段禁止采砂的通告》、隴南市武都區出臺河道采砂管理辦法、蘭州市區黃河河道禁止采砂范圍劃定、定西市河道采砂管理辦法、甘肅省天水市人民政府關于印發《天水市河道采砂管理辦法》的通知、平涼市全面禁止在中心城市規劃區內河道采砂、靜寧縣人民政府辦公室關于印發靜寧縣河道采砂管理暫行辦法的通知、臨夏政府限期整改違規采砂，要求恢復河道原貌、涇川縣辦理人大代表建議整治河道非法采砂行為等等。甘肅省水利廳也發布了關于開展河道采砂管理執法檢查的通知等，加大力度對省內河道進行治理，禁止采挖，逐步恢復河道原貌及生態環境。（4）公路維修產生大量的廢舊料。按照10年的大中修周期測算，以高速公路總里程達到3600公里為準，每年需要對360公里公路進行翻修，每年我省大中修工程中將會產生36萬方廢舊料。假設將這些廢舊料堆積起來，按最高堆積5米計算，將占用7.2萬平米土地，造成極大的土地浪費。屆時再加上1萬多公里二級路的維修，實際將會產生超過100萬方的廢舊料，實際占用土地將會超過20萬平方米，這對于土地資源極其短缺的甘肅省來說，將會是一個重大的考驗。

面對日趨嚴峻的資源能源形勢，現有的傳統的公路養護技術體系已經難以滿足發展需要，迫切需要公路材料循環再生利用低碳環保的養護技術，節能增效，走資源節約、環境友好的交通發展之路。

近年高速公路計重收費實行以來，大部分超載車輛為免繳車輛通行費在G312線路段繞行，重載、超載車輛多，原來的設計標準不適應近年來的交通量實際載重需求，超負荷運行縮短了路面使用周期，造成許多路段路面損壞嚴重。加之沿線砂廠、廠礦企業重載、超載車輛不斷增加，加速了路面損壞。在重載、超載車輛的反復碾壓下，原路路面破損嚴重，網裂、坑槽等病害普遍，部分路段瀝青表層已完全消失，變為砂路。

經過近幾年的建設，一些干線公路的破壞也到了必須養護的時候，大規模應用冷再生循環利用技術具備了基本條件，是發展冷再生技術的良好時機，我省也迫切需要此項技術來解決石料短缺和養護資金兩大難題。全深式再生能夠很好的解決上述問題，具有良好的示范性。

2 G312線雞兒嘴至清水驛段公路維修改造工程全深式就地冷再生分項簡介

全深式就地冷再生是采用就地冷再生設備，對舊瀝青路面進行現場冷銑刨，破碎，摻入再生結合料（水泥、石灰等）、水，或摻入一定數量的新集料，經過常溫就地拌和，攤鋪、碾壓等工序，一次性實現舊瀝青路面再生的技術。全深式就地冷再生后的材料可作為新結構層中的底基層或基層。

本項目路線長92.5Km。全深式就地冷再生鋪筑面積889090m2。根據施工圖設計全深式就地冷再生路段路面結構形式為：“20cm厚全深式就地冷再生底基層+20cm水泥穩定碎石基層+5cm厚AC-16瀝青混凝土+3cm厚AC-13細粒式瀝青混凝土”。就地冷再生在目前甘肅省已全面推廣應用，蘭州公路管理局在2015年G312線雞清項目改造中大規模實施全深式冷再生，就地冷再生底基層全長約75km，全深式冷再生作為路面底基層，厚度采取20cm，考慮到通車要求，采取半幅施工。

瀝青路面的全深式冷再生技術具有顯著的環境效益、經濟效益和社會效益。

3 實施冷再生路面前期病害情況

交通量大、重載車輛多，路面龜網裂、坑槽、沉陷等病害嚴重，影響車輛正常通行。主要病害：龜網裂、坑槽、沉陷等嚴重。通過鉆芯取樣發現：“基層強度不足，無法取出完整芯樣;部分路段面層芯樣完整，龜網裂嚴重路段芯樣松散。通過彎沉檢測發現，路面結構強度隨著路面破損狀況下降而逐步衰減，彎沉變化大，路面承載能力偏弱，路面使用性能差。”

4 冷再生施工準備

4.1 再生材料配合比設計

水泥穩定再生層施工前，需要對原路面進行取樣，并進行配合比設計，要求利用就地再生機在原舊路面上銑刨有代表性的樣品。用再生機進行取樣，不僅可以了解實際結構層厚度和材料類型，而且提供了試驗室配合比設計樣品。

4.2 設備準備

再生機1臺;水泥漿車1臺;平地機1臺;羊足碾1臺;20T單鋼輪振動壓路機1臺;22T單鋼輪振動壓路機1臺;30T膠輪壓路機1臺;15T灑水車3輛。

5 全深式冷再生施工

水車+水泥漿車+冷再生機施工過程：

（1）對原路面清理及預處治：清理原路面垃圾、雜物等，彎沉異常部位進行換填處理，路面沉陷嚴重路段進行找平。（2）施工現場：每個半幅施工單元為150延米，依次倒段，接續施工。越過路中心線25cm，作為另外半幅施工重疊寬度。從路面邊緣向路中心線方向施工。（3）水泥漿車：將水泥與水分別注入水泥漿車中的水泥罐與蓄水罐。根據確定的最大干密度以及水泥劑量設定參數，將水泥漿車與再生機連接。（4）2015年3月25日進行試驗段施工：半幅路面寬6.0m，200m理論撒布量為28.2T水泥（水泥劑量5.0%），實際注入水泥28.4T。現場取樣做水泥滴定試驗結果符合5%水泥摻量要求。再生機按照4-6米/分速鐘行進，由于行車干擾，邊通車邊施工每天完成工作量800m。

優點：水泥漿按配比由電腦控制，計量準確，撒布均勻，施工現場環保、整潔，使用人員較少。

6 整形碾壓

初壓時先讓壓路機緊跟再生機后面進行一遍靜壓，靜壓后采用強振（高幅低頻）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（碾壓5遍以上）。每次碾壓從施工段起點開始，至再生機邊緣止，碾壓寬度應超過該幅再生寬度。壓路機的工作速度不得超過3km/h。在完成一個作業段的再生和初壓后，應立即用平地機整形。在直線段，平地機由兩側向路中心進行刮平;在平曲線段，平地機由內側向外側進行刮平。必要時，再返回刮一遍。在整形前，如果再生材料表面水分散失比較嚴重，可以先灑水后用平地機整形。在整形過程中，嚴禁任何車輛通行，并保持無明顯的粗細集料離析現象。整形后，應立即用雙鋼輪振動壓路機以弱振（低幅高頻）進行復壓。直線和不設超高的平曲線段，由路肩向路中心碾時，每次應重疊1/2輪寬，壓完路面全寬時即為一遍。一般需碾壓4～6遍。壓路機的碾壓速度，頭兩遍以采用1.5～1.7km/h為宜，以后宜采用2.0～2.5km/h。最后用膠輪壓路機進行終壓（碾壓4遍以上），必要時可灑水碾壓。嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，應保證再生層表面不受破壞。碾壓過程中，再生層的表面始終保持濕潤，如水分蒸發過快，應及時不撒少量的水，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，應及時翻開重新拌和（加適量的水泥）或用其他方法處理，使其達到質量要求。經過拌和、整形的水泥穩定再生層，宜在水泥初凝前并應在試驗確定的延遲時間內完成碾壓，并達到要求的密實度，同時沒有明顯的輪跡。

由于再生后的拌合料虛鋪厚度較大，本項目初壓時采用羊足碾，羊足碾在碾壓時，滾筒的全部重量通過一排著地的羊足作用在下層填料上。由于羊足端面面積小，壓強大，直接處于羊足下的填料受到最大正壓力，羊足四周同時向外傳遞側壓力，試驗證明，在填料虛鋪較大情況下羊足碾的壓實效果比光輪碾要好。

7 壓實度檢測

現場采用灌砂法測壓實度，現場實測數據滿足壓實度要求。

8 養生及交通管制

壓實度檢測合格后，首先將再生層表面灑水徹底潤濕，然后用土工布覆蓋養生，在整個養生期內封閉交通，同時設置醒目警示標志，安排專人指揮交通，養生期內嚴禁各種車輛在養生區段內碾壓、停留或調頭。養生不得少于7天，養生期結束后，應及時將再生層表面清掃干凈。

9 試驗數據檢測

（1）無側限抗壓強度。無機結合料穩定材料無側限抗壓強試驗檢測結果均大于2.0Mpa。（2）水泥劑量檢測。每天對冷再生混合料進行無機結合料穩定材料水泥劑量試驗檢測，數據結果均大于5%。（3）現場鉆芯取樣。養生期滿后，鉆取芯樣完整。

10 技術創新和管理創新

針對全深式再生在甘肅省的應用，通過試驗段做出如下技術創新：對于二灰碎石銑刨料，試驗水泥用量下混合料強度均能滿足強度要求。考慮到施工條件的情況及室外成型條件的差異，建議適當提高再生水泥劑量，以確保基層強度的可靠性。對于粘土含量過高或瀝青廢舊料含量過高情況，采用摻加碎石等相應措施進行處理。同時在水泥的撒布方面，改變了人工撒布的方式，采用水泥稀漿車進行噴灑，保證了水泥撒布的均應性，具有較高的創新程度。

11 結語

采用瀝青路面再生技術對公路養護維修工程產生的廢舊路面材料進行循環利用，一可以矯正路面病害，改造路面結構，延長路面壽命;二可以實現廢舊路面材料的再生利用，減少維護工程的能源消耗和廢棄材料的環境污染;三可以有效縮短施工周期。四是降低工程造價，是交通行業實現可持續發展的必然選擇。本項目采用全深式冷再生技術，通過對冷再生配合比材料設計，施工工藝研究，最終可降低造價20%，節能80%以及減少排放95%以上。瀝青路面再生技術減少了砂石材料的開采，節約了大量的資源，解決了廢舊料的污染問題，同時也維持了原路面的結構和標高，且沒有降低道路標準，具有明顯的時間效益、經濟效益、環保效益和社會效益。

參考文獻

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