水泥就地冷再生基層在公路養護維修工程中的應用

王毓明

摘要：就地冷再生屬于公路養護維修、改造的范疇，它主要解決瀝青路面上基層破損引起強度降低的問題。具體來講，冷再生是充分利用現有瀝青路面舊混合料（特指原有面層與基層）加入部分新骨料，按設計比例加入一定量的添加劑（水泥、泡沫瀝青、乳化瀝青、石灰、粉煤灰等）在自然環境下就地連續地完成混合料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型，從而修筑出具有所需性能良好的新基層的作業過程。本文從試驗檢測、配合比設計、施工過程控制，詳細地介紹了冷再生施工養護技術，在公路養護維修工程有一定借鑒作用。

Abstract： In-situ cold recycling belongs to the category of highway maintenance， repair， and reconstruction. It mainly solves the problem of strength reduction caused by the damage of the base layer on the asphalt pavement. Specifically， cold recycling is to make full use of the existing asphalt pavement old mix （especially the original surface layer and base layer） to add some new aggregates， and add a certain amount of additives （cement， foamed asphalt， emulsified asphalt， lime， fly ash， etc.） according to the design proportion， and complete milling， crushing， mixing， paving and compaction of the mixture in place continuously in the natural environment， so as to build a new base with good performance. This article introduces in detail the cold recycling construction maintenance technology from the test and detection， mix design， and construction process control， which can be used as a reference for highway maintenance and repair projects.

關鍵詞：水泥;冷再生;公路養護;應用

1? 背景

目前，甘肅省內幾乎所有的高等級公路路面結構均為瀝青混凝土或瀝青混合料，經過多年的運營，尤其是近幾年公路運輸大噸位和超載車輛日益增加，對公路路面損壞嚴重，許多公路瀝青路面已經進入大修期，傳統的養護維修方案是將原有路面混合料挖除、廢棄，重新選擇基層料場，采備混合料，重新做基層和面層，提高路面強度;但是這樣一來，一是造成周圍環境污染，二是造成資源極大的浪費。水泥就地冷再生技術能夠解決諸如此類的問題，各地都在不同程度的嘗試和應用，均取得了良好的效果。與傳統施工方法相比，就地冷再生技術具有諸多優點：成本低、效率高、質量好、污染少，以下總結以某單位某年G312線養護維修工程為例。

2? 路況技術狀況評定

①首先對舊路面進行技術狀況評定，詳細記錄路面損壞情況、舊路面各結構層厚度、路面以下結構層損壞深度、基層混合料級配篩分、含水量等。

②其次對沿線不同病害路段銑刨的混合料進行取樣，把銑刨的混合料分別進行篩分，了解路面銑刨后混合料中粗集料的含量，一般大于5mm的粗集料含量應控制在40-75%之間，否則應采取摻配新粗集料的措施。

③最后再生施工前一定要徹底處理舊路面病害。比如路基沉降需要砂礫換填;舊路面出現網裂、龜裂等病害，需要挖除后重新處理填補至再生層底面。

3? 材料

①適用范圍：原路面為瀝青混合料、級配碎石、未篩分碎石、砂礫、碎石土、砂礫土、煤矸石和各種粒狀礦渣材料結構的，均適宜用水泥穩定就地冷再生。

②舊瀝青路面銑刨混合料：對級配不良的銑刨混合料，應通過摻加部分新集料以改善其級配，對新添加集料應取所選定料場中具有代表性的混合料，嚴格按照規范要求進行顆粒分析、細集料液限和塑性指數、相對密度、碎石或礫石的壓碎值、有機質含量、硫酸鹽含量等試驗，真實掌握試驗數據，以便及時調整參數和指導施工。

4? 室內再生試驗設計

4.1 試驗條件

本次試驗按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》（JTJ051-2015）中有關規定進行，采用重型擊實標準（98×3）確定混合料的最大干密度和最佳含水率，試件的制作與養護均嚴格按照試驗規程規定的要求和操作步驟進行。

4.2 原有路面混合料情況

根據現場銑刨路面舊混合料的情況，以某段冷再生底基層試驗為實例，室內首先進行篩分試驗后合成級配，如果發現現場直接銑刨的混合料級配偏粗，就在水泥現場冷再生時需要添加一部分細集料來調節級配，還需要加一部分粗骨料來提高其強度。所以添加適當比例的砂礫（0～37.5mm）進行級配合成試驗。

4.3 因為考慮到土的性質對試驗會產生較大影響，所以對土樣進行了液塑限測定，試驗結果表明土樣合格。結果如表1。

4.4 銑刨料

根據現場銑刨原有路面混合料級配篩分情況，直接進行配合比設計，試驗結果如表2。

經過試驗確定各水泥劑量下的最大干密度與最佳含水率如表3。

4.5 銑刨料+天然砂礫+砂

根據銑刨原有路面混合料級配情況，考慮添加適當比例的天然砂礫來改善級配后進行篩分試驗，室內試驗結果如表4。

通過室內確定的最大干密度和最佳含水率采用靜力壓實法成型試件，測定其7d無側限抗壓強度，結果如下：

經過試驗確定各水泥劑量下的最大干密度與最佳含水率如表5。

將測得的無側限抗壓強度平均值與其相應的水泥劑量進行線型回歸，得到室內配合比設計水泥劑量為3.4%。規范規定，工地采用集中廠拌法施工時，應比室內確定的水泥劑量增加0.5%，故本次水泥穩定砂礫的施工水泥劑量按3.9%控制。

5? 施工過程中的控制和檢驗

①為確保混合料拌合均勻，冷再生機的行走速度要嚴格控制，避免出現夾層;確保拌合深度達到設計厚度;通過控制碾壓遍數達到要求的壓實度。

②強度符合設計要求：強度包括兩方面的測定：一是再生過程中取混合料在室內進行試驗測定，另一方面是7d后在現場鉆取芯樣進行測定（參考值）。同時檢測拌合深度是否達到設計厚度。

③養生：施工結束后，采用覆蓋土工布，養生至少7天，防止水穩層的表面干燥失水，同時杜絕養生期間重載車輛上路碾壓。

6? 結論

粗集料相互嵌擠形成骨架，由于粗集料之間存在空隙，則需要細集料來填充，要使粗細集料填充密實，形成密實性骨架結構，就得保證粗細集料級配分布連續均衡，這樣混合料才易壓實，提高基層強度，還要保證施工中不得離析。

通過試驗結果可以發現，在同等水泥劑量下，在原銑刨料中摻加新的結合料，級配改善后其強度得到明顯提高，所以結合試驗結果，從施工質量和經濟性考慮，應摻加結合料改善級配后再進行配合比設計，是一種行之有效的解決方法。

參考文獻：

[1]JTG/T? F20-2015，公路路面基層施工技術細則[S].

[2]JTG? E51-2009，公路工程無機結合料穩定材料試驗規程[S].

[3]JTG? E42-2005，公路工程集料試驗規程[S].