就地冷再生技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用分析

周道斌

（郎溪縣交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽宣城242100）

1 工程概況

S203 公路位于宣城市郎溪縣境內(nèi)，起點(diǎn)位于定埠黃泥墩（與江蘇省境內(nèi)S246 公路連接），沿途經(jīng)梅渚、郎溪縣開(kāi)發(fā)區(qū)、郎溪縣城區(qū)，跨新老郎川河進(jìn)入十字鋪工業(yè)園區(qū)，與X018 公路相交，跨宣廣高速、商合杭鐵路，經(jīng)楊家邊隧道，終點(diǎn)位于姚村鄉(xiāng)，線路全長(zhǎng)為54.103km。

該省道于2019年12月交工通車(chē)，實(shí)現(xiàn)了全線貫通。由于不同路段的車(chē)流量不同，部分車(chē)流量大的路段容易出現(xiàn)病害，此外，公路使用年限的增加，也會(huì)對(duì)路面造成一定的損害，若不及時(shí)有效地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，則會(huì)縮短公路的使用壽命。如果養(yǎng)護(hù)修復(fù)工程中采用的材料、技術(shù)等不能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)影響公路交通安全。

而就地冷再生技術(shù)是一種既節(jié)約能源又保護(hù)環(huán)境的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)，該技術(shù)的施工組織較為簡(jiǎn)單，對(duì)交通產(chǎn)生的干擾也較小，比較適合使用在大交通量、不間斷施工的項(xiàng)目中。此外，在維修過(guò)程中能對(duì)舊路面的材料重新利用，可有效減少對(duì)石料的浪費(fèi)，也能降低對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生的污染。

2 原路面狀況調(diào)研及目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

2.1 公路原結(jié)構(gòu)形式

S203 建平大道的路面結(jié)構(gòu)是最為常見(jiàn)的公路結(jié)構(gòu)，其路面適合使用就地冷再生施工技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。

2.2 路面病害情況概述

S203 建平大道段投入營(yíng)運(yùn)幾年來(lái)，從未進(jìn)行過(guò)大范圍的修補(bǔ)，其表面質(zhì)量較好，但整個(gè)路段出現(xiàn)了不同程度的裂紋、坑槽及沉陷等病害問(wèn)題，對(duì)行車(chē)舒適性及路段使用都產(chǎn)生了一定的影響。

2.3 維修方案

在對(duì)S203 建平大道路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，需要采取不同的施工技術(shù)，在制定維修方案的過(guò)程中經(jīng)過(guò)對(duì)各種施工工藝進(jìn)行對(duì)比，以及對(duì)該路段的實(shí)際情況及病害程度進(jìn)行分析，同時(shí)出于節(jié)約施工成本、避免資源、縮短工期等方面的考慮，確定使用就地冷再生技術(shù)進(jìn)行施工。在施工過(guò)程中，可以對(duì)路面進(jìn)行銑刨、攤鋪、碾壓等作業(yè)，并保證一次成型，這樣不會(huì)提高原路的標(biāo)高，若使用其他施工工藝開(kāi)展施工，有可能提高原路的標(biāo)高，也會(huì)造成資源和資金的浪費(fèi)。此外，采用該技術(shù)不會(huì)對(duì)道路兩側(cè)的環(huán)境產(chǎn)生較大的影響，能夠有效保護(hù)環(huán)境。結(jié)合該路段的實(shí)際情況，所制定的具體維修方案主要有以下幾點(diǎn)：

第一，在維修過(guò)程中，對(duì)原路面表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行銑刨處理，刨除15cm，銑刨工作結(jié)束后，再將刨除的瀝青運(yùn)輸?shù)綖r青廠，進(jìn)行瀝青拌和工作，充分發(fā)揮就地冷再生技術(shù)的作用。拌和再生的瀝青材料，不能再用于表層結(jié)構(gòu)的施工，只能用于底層結(jié)構(gòu)的施工。

第二，將原有的水泥進(jìn)行刨除碎石處理，然后采用就地冷再生技術(shù)進(jìn)行重新制作。

2.4 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

2.4.1 就地冷再生混凝土的組成

就地冷再生混凝土主要由經(jīng)破碎、清洗、分級(jí)的廢棄混凝土塊和新混凝土材料組成，添加水泥砂漿等進(jìn)行攪拌。完成后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)采樣和檢測(cè)，達(dá)到施工需要，可用于S203 建平大道路段的養(yǎng)護(hù)施工。

2.4.2 水泥添加量的確定

確定水泥添加量的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)其濕度條件、養(yǎng)護(hù)時(shí)間及浸水時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，確定合適的水泥添加量，保證建筑材料的質(zhì)量，進(jìn)而保證整體施工質(zhì)量。

3 再生施工方案介紹及就地冷再生技術(shù)的施工原理

3.1 機(jī)械設(shè)備配備

在施工中使用的設(shè)備為就地冷再生機(jī)、水泥稀漿噴灑車(chē)、攤鋪機(jī)、水罐車(chē)、瀝青罐車(chē)等各1 臺(tái)，壓路機(jī)需要準(zhǔn)備3 臺(tái)。在施工前，應(yīng)提前將這些設(shè)備運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，利用就地冷再生技術(shù)進(jìn)行施工。在施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制再生機(jī)的施工速度，速度要控制在每分鐘2.5～3m，還要隨時(shí)對(duì)再生料的濕度進(jìn)行檢查，確保其濕度處于工程建設(shè)的要求范圍內(nèi)。另外，要對(duì)原料的含水量進(jìn)行檢查，從而確定合適的噴水量，確保材料的含水量符合工程施工的要求標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而保證整體施工質(zhì)量。

3.2 攤鋪

在公路工程中，應(yīng)做好攤鋪工作，攤鋪工作完成后，需要采用機(jī)械設(shè)備，對(duì)路面進(jìn)行平整處理。在攤鋪過(guò)程中，需要重視攤鋪工作的速度以及再生機(jī)速度的一致性，則需要在攤鋪10m 后，對(duì)前面攤鋪完畢的路面進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保已攤鋪工作的質(zhì)量后，然后進(jìn)行下一步的攤鋪。如果在鋪設(shè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)公路工程中截面與設(shè)計(jì)規(guī)范不符，或部分混凝土產(chǎn)生了較大的分散性，則要對(duì)其表面進(jìn)行修復(fù)處理，以保證道路結(jié)構(gòu)的質(zhì)量滿足工程要求。

3.3 壓實(shí)

在公路工程中，壓實(shí)施工過(guò)程的開(kāi)展是極為重要的，應(yīng)該以靜壓的方法為主，且施工過(guò)程中不能存在漏壓的情況[1]。碾壓施工中碾壓設(shè)備應(yīng)勻速、緩慢地行駛。初壓階段，速度要控制在1.5～1.5km/h，碾壓次數(shù)4 遍；復(fù)壓階段，速度要控制在0.2～2.5km/h，復(fù)壓的次數(shù)為4 遍以上；終壓的速度與復(fù)壓的速度一致，確保路面表面的平整性達(dá)到施工要求，且路面上不能留有輪跡。

3.4 養(yǎng)護(hù)與交通管制

碾壓施工結(jié)束之后，要對(duì)路面表面的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，若各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)都符合施工建設(shè)的要求，就可以開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)該在七天以上，養(yǎng)護(hù)方式以覆蓋薄膜為主，在養(yǎng)護(hù)時(shí)間段要進(jìn)行交通管制，所有車(chē)輛和行人都不可以在路面上行走。

3.5 就地冷再生技術(shù)的施工原理

就地冷再生技術(shù)主要是以一次性粉碎的方法，對(duì)原有路面上的混合料進(jìn)行翻挖、銑刨、破碎，之后按照該技術(shù)的使用要求，在其中增加一定計(jì)量的再生劑或者水、水泥、骨料等材料，然后使用冷再生機(jī)將其規(guī)整到一定的厚度，對(duì)其進(jìn)行碾壓成型，進(jìn)而保證路基結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量。

4 就地冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

4.1 優(yōu)點(diǎn)

其一，使用就地冷再生技術(shù)能夠有效節(jié)約施工成本。該技術(shù)主要是對(duì)舊的鋪層材料進(jìn)行重新加工，實(shí)現(xiàn)再利用，施工過(guò)程中能夠節(jié)約更多的建筑材料，在道路維修工程中能夠有效減少材料挖掘、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的開(kāi)支，進(jìn)而降低公路工程的施工成本。

其二，能夠減少對(duì)環(huán)境的污染及破壞。該技術(shù)能充分利用原有的材料，使舊材料成為新的施工建設(shè)材料，不用對(duì)其進(jìn)行廢棄處理，能夠有效減少材料的使用量，能夠更好地保護(hù)環(huán)境。

其三，能提高公路工程的施工效率。就地冷再生技術(shù)能夠有效簡(jiǎn)化施工工序，提高施工效率，進(jìn)而縮短工期。使用該技術(shù)能同時(shí)對(duì)舊路面開(kāi)展銑刨、破碎、拌和、攤鋪等作業(yè)，進(jìn)而提高公路施工效率。

其四，能夠有效降低對(duì)施工路段周?chē)h(huán)境及周?chē)用癯鲂械挠绊憽Ｔ摷夹g(shù)在施工中使用的機(jī)械設(shè)備都具有封閉式的自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠避免施工現(xiàn)場(chǎng)的粉塵隨意飄散，能夠保證施工路段周?chē)用竦纳眢w健康，更有利于文明城市的建設(shè)。并且，就地冷再生技術(shù)的施工區(qū)域相對(duì)密集，所有機(jī)械組合都能在一條車(chē)道內(nèi)進(jìn)行施工，不會(huì)對(duì)其他車(chē)道的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。若施工場(chǎng)地處于交通量較大或者公路較窄的場(chǎng)所，該技術(shù)也可以進(jìn)行開(kāi)放性施工。

4.2 缺點(diǎn)

就地冷再生技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)。

第一，路面水穩(wěn)定性較差，施工后要在路面上攤鋪一層熱拌瀝青混凝土罩層。

第二，施工效果一定程度上受舊路面材料質(zhì)量的影響，若是舊路面材料的質(zhì)量較差，會(huì)影響整體施工質(zhì)量。

第三，混合料配比設(shè)計(jì)較難把握。

第四，就地冷再生技術(shù)對(duì)施工環(huán)境的要求較高，比較適合在較為溫暖、干燥的環(huán)境中使用。對(duì)此，需要結(jié)合不同的施工要求和施工環(huán)境，合理選擇并使用就地冷再生技術(shù)，以充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)有效規(guī)避其不足。

5 就地冷再生技術(shù)在公路工程應(yīng)用時(shí)的施工準(zhǔn)備工作

5.1 參數(shù)確定

應(yīng)用該技術(shù)開(kāi)展施工之前應(yīng)該做好相應(yīng)的施工準(zhǔn)備工作，為后續(xù)施工的順利開(kāi)展奠定良好的基礎(chǔ)。施工要對(duì)舊路路況進(jìn)行實(shí)際勘探，也要對(duì)路表彎沉情況進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)測(cè)試確定其彎沉情況后，合理使用就地冷再生技術(shù)，以有效提高路基的承載力。開(kāi)展挖探作業(yè)時(shí)，在挖探過(guò)程中需要計(jì)算舊路路面結(jié)構(gòu)層的厚度，對(duì)材料質(zhì)量等進(jìn)行一定的檢驗(yàn)，還要對(duì)回彈模量值進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，這些數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算路面結(jié)構(gòu)有重要參考作用。在大規(guī)模養(yǎng)護(hù)維修的公路項(xiàng)目中，應(yīng)對(duì)其設(shè)計(jì)年限和年限內(nèi)的交通量進(jìn)行計(jì)算，全面掌握路面結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確確定路面的厚度和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施工。

5.2 配合比設(shè)計(jì)

在施工設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)舊路路段的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行鉆芯取樣施工，還要對(duì)原有路面、基層厚度和施工材料的性能、質(zhì)量等進(jìn)行檢測(cè)，在使用就地冷再生技術(shù)的過(guò)程中也要對(duì)舊路混合材料進(jìn)行破碎取樣，并對(duì)樣品進(jìn)行篩分，嚴(yán)格遵循該技術(shù)的使用規(guī)范，選擇合適的材料進(jìn)行配比。另外，在配比過(guò)程中要按照級(jí)配的需求選擇適宜的方式進(jìn)行配料，常用方法有圖解法、試算法等。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，能為后續(xù)施工的開(kāi)展奠定良好的基礎(chǔ)，進(jìn)而保證施工質(zhì)量。

5.3 機(jī)械設(shè)備選擇

公路工程的施工環(huán)境一般較為復(fù)雜，且施工工期也較長(zhǎng)，要想有效提高施工效率同時(shí)保證施工質(zhì)量，就要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的選擇。采用就地冷再生施工技術(shù)時(shí)，應(yīng)該選用冷再生機(jī)、平地機(jī)、灑水車(chē)等。在合理配置機(jī)械設(shè)備之后，還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與維修，保證其使用性能，為提高施工效率作保障。

5.4 材料準(zhǔn)備

冷再生結(jié)構(gòu)中選擇的骨料以及填料，通常選用破碎之后的原有瀝青面層、基層材料等。在材料選擇的過(guò)程中要對(duì)其用量進(jìn)行有效控制，特殊情況下可以適當(dāng)增加骨料或者填料。通常情況下以硅酸鹽水泥為主要材料，水泥的初凝時(shí)間要超過(guò)4h，終凝時(shí)間控制在6h 左右，也可根據(jù)實(shí)際施工情況使用緩凝水泥。在水的選擇上，要選擇無(wú)有害物質(zhì)的水。

5.5 就地冷再生技術(shù)在公路工程施工中的質(zhì)量控制

其一，在公路工程施工中使用就地冷再生技術(shù)時(shí)，對(duì)再生材料的拌和均勻度是影響施工質(zhì)量的重要因素。為此，在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制冷再生機(jī)拌和的形式和速度，速度應(yīng)控制在8m/min，這樣速度才能更好地保證拌和的均勻度[2]。另外，要對(duì)水泥的添加使用量進(jìn)行合理控制，并做好拌和深度的測(cè)試工作。

其二，就地冷再生施工中的含水量也會(huì)影響路面的壓實(shí)質(zhì)量，對(duì)此，在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制再生材料的含水量，若含水量不符合施工建設(shè)的要求，應(yīng)該及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，并結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓實(shí)施工，確保壓實(shí)度符合工程建設(shè)的質(zhì)量要求。

其三，就地冷再生技術(shù)施工的長(zhǎng)度應(yīng)合理控制在120～150m 之間，在水泥初凝之前也應(yīng)該有效控制施工速度，為整體工程的建設(shè)質(zhì)量提供有力保障。

6 就地冷再生技術(shù)施工注意事項(xiàng)

在應(yīng)用就地冷再生技術(shù)之前要全面了解原路面的實(shí)際情況，確保原路面的實(shí)際情況符合該技術(shù)的應(yīng)用條件。另外，在施工之前要對(duì)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其運(yùn)行狀態(tài)滿足施工需要[3]。在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制冷再生機(jī)的運(yùn)行速度，在使用期間，要由專業(yè)的技術(shù)人員跟隨在冷再生機(jī)后面，確保能夠隨時(shí)對(duì)其速度和施工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)合理控制再生深度及水泥含量。若冷再生機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障，要及時(shí)上報(bào)，同時(shí)制定有效的應(yīng)對(duì)方案。在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中也要對(duì)混合料中的含水量進(jìn)行檢驗(yàn)，若含水量較少就需要安排灑水車(chē)跟隨，以保證其含水量處于最佳狀態(tài)。再生機(jī)在施工過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)再生作業(yè)和初壓同時(shí)進(jìn)行，初壓完成之后要利用平地機(jī)對(duì)高出的材料進(jìn)行刮除，之后進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，保障施工質(zhì)量，提高路面的堅(jiān)實(shí)程度。

7 質(zhì)量控制與檢測(cè)

7.1 再生層檢測(cè)

工程完工后要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取芯檢測(cè)，并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)，確保工程建設(shè)質(zhì)量符合再生技術(shù)的要求標(biāo)準(zhǔn)，從而保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

7.2 彎沉值檢測(cè)

項(xiàng)目完工通車(chē)之后的三十天，要使用專業(yè)設(shè)備對(duì)彎道和瀝青路面的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)盡量使用新技術(shù)和新工藝，更好地保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，利用就地冷再生技術(shù)對(duì)公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，不僅能提高施工效率、保證施工質(zhì)量，還能更好地節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。為更好地發(fā)揮該技術(shù)在公路工程中的作用，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，施工人員要遵循相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，同時(shí)，相關(guān)領(lǐng)域的科研人員要加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究，規(guī)范每一個(gè)施工細(xì)節(jié)，以更好地加強(qiáng)公路工程的養(yǎng)護(hù)效果。