廠拌冷再生底基層在高速公路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用研究

摘要 廠拌冷再生技術(shù)是一種非常符合低碳環(huán)保、廢料循環(huán)利用以及節(jié)約成本的路面維修改造技術(shù)，在路面改造及養(yǎng)護(hù)工程中有很大的應(yīng)用前景。結(jié)合某高速公路擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)要求，以及實(shí)驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)，并針對(duì)高速公路擴(kuò)建工程廠拌冷再生施工工藝的控制進(jìn)行了介紹，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不同參配方式進(jìn)行研究，為今后廠拌冷再生施工提供參考。

關(guān)鍵詞 廠拌冷再生；配合比設(shè)計(jì)；施工控制

中圖分類號(hào) U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2023）06-0111-03

0 引言

在大規(guī)模的公路建設(shè)熱潮中，高速公路的發(fā)展也十分迅猛，迫使筑路所需的資源日漸稀缺，很多施工企業(yè)開始尋求使用其他原材料作為水穩(wěn)碎石施工的材料[1]。該文根據(jù)某高速公路改擴(kuò)建工程廠拌冷再生底基層設(shè)計(jì)理念，按照設(shè)計(jì)方案將舊路水穩(wěn)層以及瀝青層銑刨后，再將銑刨料運(yùn)輸?shù)剿喾€(wěn)定土拌和站，添加一定比例的新骨料和水泥，按照配合比設(shè)計(jì)拌和成水泥穩(wěn)定碎石混合料，最后把新混合料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)攤鋪壓實(shí)形成路面底基層，實(shí)現(xiàn)了舊路銑刨料的再生利用。

1 水泥廠拌冷再生原材研究

路面底基層是路面結(jié)構(gòu)層的主要承重層，它的施工質(zhì)量將對(duì)路面的平整度、耐久性、抗車轍、抗裂等多方面性能產(chǎn)生影響[2]。根據(jù)調(diào)查，面層銑刨料約42 000 m3，基層銑刨料約57 000 m3，考慮挖除和篩分損耗，銑刨料用于再生料的利用率不得低于70%，面層銑刨料可利用約29 000 m3，基層銑刨料可利用約40 000 m3，因此，水泥廠拌冷再生料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)按面層銑刨料∶基層銑刨料∶新料∶水泥（外摻）=（27%～32%）∶（40%～50%）∶（20%～30%）∶（2.5%～3.5%）的配合比進(jìn)行施工。

2 水泥廠拌冷再生配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料檢測(cè)結(jié)果

該項(xiàng)目所用水泥為江蘇磊達(dá)生產(chǎn)的P·O 42.5緩凝水泥，粗集料為湖北黃石港宏新材料生產(chǎn)，依據(jù)要求進(jìn)行了集料的指標(biāo)試驗(yàn)，原材料指標(biāo)滿足控制要求，可用于配合比設(shè)計(jì)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

2.2 配合比設(shè)計(jì)結(jié)果

取工地實(shí)際使用的碎石與銑刨料，分別進(jìn)行水洗篩分，按照顆粒組成進(jìn)行計(jì)算，確定銑刨料與添加碎石的組成比例，再生混合料的級(jí)配組成應(yīng)符合要求，且4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm的通過率應(yīng)接近級(jí)配范圍的下限。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配和生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配見表2，配合比驗(yàn)證結(jié)果見表3～6，驗(yàn)證結(jié)果滿足控制要求。

3 前后場(chǎng)施工控制

3.1 拌和樓控制

3.1.1 拌和

混合料拌和采用強(qiáng)制式粒料拌和機(jī)拌和，拌鍋采用新型專利產(chǎn)品振動(dòng)拌鍋拌制。拌和時(shí)間由斜皮帶進(jìn)料拌和到成品料出鍋總用時(shí)15 s，采用2次拌和工藝。粒料拌和樓采用電子稱量裝置，拌和機(jī)由主機(jī)、進(jìn)料斗、成品料倉、運(yùn)輸系統(tǒng)等裝置組成。料倉上料口并安裝鋼筋網(wǎng)和振動(dòng)裝置，拌和機(jī)通過控制室微機(jī)自動(dòng)按生產(chǎn)配合比比例自動(dòng)配料生產(chǎn)，微機(jī)通過配料現(xiàn)場(chǎng)送來的物料重量信號(hào)和速度脈沖信號(hào)，經(jīng)過預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序處理，精確地計(jì)算出物料的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。同時(shí)微機(jī)根據(jù)材料的總流量自動(dòng)跟蹤加水，使材料含水量保持設(shè)定的比例，并具有延時(shí)加水功能。

在混合料攪拌前，先檢查料場(chǎng)內(nèi)各種集料的含水量，計(jì)算出當(dāng)天的外加水量，以調(diào)整施工配合比。根據(jù)氣溫高低，外加水與天然含水量的總和比最佳含水量略高，最高不超過1%。高溫作業(yè)時(shí)，早晚與中午的含水量要有區(qū)別，要按溫度變化及時(shí)調(diào)整。拌和時(shí)裝載機(jī)不宜從底部鏟料，避免混進(jìn)含水量較高的集料，造成拌出的混合料含水量不均勻。外界溫度低于0 ℃時(shí)，不應(yīng)進(jìn)行施工。

3.1.2 混合料礦料級(jí)配的控制

在正式開始施工拌制混合料前進(jìn)行試拌，確定混合料的級(jí)配和水泥劑量、含水量。正式生產(chǎn)之后，隨機(jī)檢查含水量、級(jí)配和水泥劑量。如氣溫較高施工時(shí)，早晚與中午的含水量區(qū)別控制，按溫度變化及時(shí)調(diào)整。拌和過程中加大目測(cè)檢查力度，隨時(shí)檢查混合料的均勻性，及時(shí)分析異常情況，如確認(rèn)是質(zhì)量問題堅(jiān)決予以廢棄并及時(shí)糾正。

3.2 混合料運(yùn)輸控制

運(yùn)輸車輛采用安裝自動(dòng)覆蓋裝置的車輛，在每天開工前，專職安全員檢驗(yàn)車況的完好情況，裝料前將車廂清洗干凈。運(yùn)輸車輛數(shù)量滿足拌和出料與攤鋪需要，并略有富余。混合料運(yùn)輸全部采用大噸位的重型自卸車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。運(yùn)輸車輛出場(chǎng)時(shí)檢查車輛覆蓋是否嚴(yán)密、保濕效果是否良好，防止混合料水分蒸發(fā)及污染。運(yùn)輸途中車輛行駛速度不得超過30 km/h，盡快將拌成的混合料運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)檢查到場(chǎng)時(shí)間、指揮運(yùn)輸車輛卸料，并做好相應(yīng)的記錄。混合料出場(chǎng)時(shí)在料單上注明出場(chǎng)時(shí)間，混合運(yùn)輸車輛進(jìn)行編號(hào)，便于管控和監(jiān)控。攤鋪過程中，運(yùn)料車在指揮下在攤鋪機(jī)前10～30 cm停車，不允許撞擊攤鋪機(jī)。卸料過程中運(yùn)料車掛空擋，靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)。

3.3 攤鋪控制

現(xiàn)場(chǎng)攤鋪采用1臺(tái)三一重工SSP100C-8型攤鋪機(jī)，1臺(tái)三一重工SSP100C-6攤鋪機(jī)進(jìn)行梯隊(duì)作業(yè)，攤鋪機(jī)拼裝寬度為5 m和5.5 m，兩臺(tái)攤鋪的橫向搭接25 cm。底基層攤鋪寬度為10.61 m。攤鋪前檢查攤鋪機(jī)各部分運(yùn)轉(zhuǎn)情況，攤鋪機(jī)前備有一臺(tái)壓路機(jī)用于路床頂?shù)乃缮⒛雺骸Ｔ跀備佭^程中，混合料運(yùn)輸車輛上覆蓋的篷布不得掀開，直至攤鋪結(jié)束。以減少水分散失，保持水分均勻性。攤鋪前對(duì)底基層新老拼接縫進(jìn)行水泥凈漿的噴灑，一次噴灑長度控制在30～40 m。（噴灑標(biāo)準(zhǔn)∶水泥∶水=1∶0.5，1.5 kg/m2）。攤鋪過程中用自動(dòng)灑布車灑水泥漿，且新老路接縫處宜在攤鋪或初壓后灌灑一遍。

3.4 碾壓控制

壓實(shí)時(shí)，遵循先穩(wěn)壓—開始輕振動(dòng)碾壓—再重振動(dòng)碾壓—最后膠輪穩(wěn)壓的程序，壓至無輪跡為止，碾壓完成后及時(shí)用灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度[3]。壓路機(jī)碾壓時(shí)重疊1/3輪寬。壓路機(jī)全部安裝防撞感應(yīng)系統(tǒng)并且均采用無級(jí)變速行駛，自然停車，不得急踩剎車，防止拉動(dòng)下基層表面。第一遍穩(wěn)壓時(shí)，倒車后要盡量原路返回，換擋位置應(yīng)在已壓好的段落上。在未碾壓的一端換擋倒車位置應(yīng)錯(cuò)開成齒狀。出現(xiàn)個(gè)別擁包時(shí)，應(yīng)由工人鏟平，及時(shí)碾壓。碾壓速度：以均勻速度碾壓。

3.5 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

3.5.1 壓實(shí)度檢測(cè)

根據(jù)技術(shù)要求，在碾壓結(jié)束后及時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度，壓實(shí)度檢測(cè)采用隨機(jī)抽檢的方式進(jìn)行，其結(jié)果見表7。

3.5.2 7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)與施工單位共同對(duì)7 d無側(cè)限抗壓試件進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表8。

3.5.3 現(xiàn)場(chǎng)取芯

經(jīng)過養(yǎng)生后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了取芯檢測(cè)，共取8個(gè)芯樣，芯樣成型情況良好，具體見表9。芯樣外觀見圖1。

根據(jù)廠拌冷再生底基層設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)施工檢測(cè)結(jié)果可知，現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度滿足控制要求，7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度檢測(cè)平均值滿足控制要求，代表著滿足控制要求，取芯樣成型情況良好。

4 結(jié)語

此次路面擴(kuò)建工程打破傳統(tǒng)筑路方式按照國家及交通部節(jié)能減排路面舊料循環(huán)利用的政策要求采用冷再生取得了良好的效益。一方面，較充分地利用了廢舊材料，提升了資源利用率，又減少了廢舊材料的棄置，節(jié)約了大量由于堆放廢舊材料而占用的土地；另一方面，簡(jiǎn)化了施工工序，提高了整體的作業(yè)效率，縮短了施工工期。冷再生技術(shù)的采用，為大規(guī)模舊路更新改造探索了新途徑，積累了新經(jīng)驗(yàn)。因此，從節(jié)能減排及再生利用方面來講，采用冷再生底基層是一種比較經(jīng)濟(jì)合理的路面改造方案。

參考文獻(xiàn)

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[3]陳國龍. 基于廠拌冷再生水泥穩(wěn)定碎石基層技術(shù)的探析[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)， 2017（31）： 2853.