冷再生技術在公路水泥穩定碎石基層修復施工中的應用與影響

李秀海

（中鐵二十局集團第二工程有限公司，北京 100142）

0 引言

公路是現代社會經濟發展的重要基礎設施，其質量和性能直接影響社會發展。由于長時間使用和自然環境等因素的影響，公路面層和基層會出現不同程度的破損和老化，需及時修復維護。傳統公路水泥穩定碎石基層修復方法主要將破損的面積和基層挖除后重新鋪設，其施工周期長、成本高，且會產生大量建筑垃圾，對環境造成不良影響。冷再生技術是一種新型的公路水泥穩定碎石基層修復技術，其具有施工周期短、成本低、環保等優點，因此在公路水泥穩定碎石基層修復施工中得以廣泛應用。

1 冷再生技術的基本認識

冷再生技術通過特定的機械設備進行破碎、攪拌、壓實等步驟，再加入適量的新骨料和水泥等添加劑，以恢復和提高公路性能。

整個過程均在常溫下進行，因此被稱為“冷再生”，該技術可縮短施工周期，且充分利用舊路面材料，避免材料的運輸和路面的二次鋪設，成本較低。在交通流量大的城市公路上，可以顯著減少對交通的影響。通過加入適量水泥等添加劑提高公路的強度和穩定性，延長路面使用壽命。同時，冷再生技術產生的建筑垃圾少，噪聲和揚塵也較少，可進一步降低對環境的影響。

2 工程概況

河北省廊坊市固安縣高新區固安外環路，公路起點為東環路下穿京九鐵路東側，終點為東環路上跨廊涿高速橋北側，全長約8.7km，此次修復路段為京九鐵路橋—禮士路段，長度約2.4km。公路的具體破損為多數路面出現網裂、水泥穩定碎石基層出現網裂。

為加快施工進度，充分利用現有材料，減少對公路交通的干擾和建筑垃圾，降低噪聲、揚塵等環境的影響，該項目使用冷再生技術對水泥穩定碎石基層進行施工，再進行瀝青面層的鋪設。

3 冷再生技術修復公路水泥穩定碎石基層的施工工藝

3.1 配合比確定

第一，在公路中選擇300m 作為試驗段，首先將原公路的瀝青面層進行銑刨，再利用WR2000/WR2500S冷再生機械在試驗路段將舊路面既有水泥穩定碎石基層進行破碎，收集部分破碎后的材料，送至有資質的試驗檢測機構，通過篩分、擊實和無側限抗壓強度試驗，確定水泥穩定碎石配合比。主要檢測標準和儀器見表1。

表1 檢測標準及主要儀器設備

第二，在試驗室內，利用篩分設備將材料分為不同顆粒，進行集料的篩分試驗，并對送檢材料進行壓碎值試驗，同時對需要添加的集配碎石進行檢測，送檢材料針片狀顆粒含量和壓碎值滿足《公路路面基層施工技術細則》（JTG/TF 20—2015）要求。

第三，水泥穩定碎石基層材料最大粒徑不應超過37.5mm，混合料級配需要滿足表2 要求，穩定材料的塑性指數不應超過10，塑性指數大于10，加入的級配碎石應預先篩分成3～4 個不同粒級。水泥穩定碎石混合料中碎石的級配應符合表3 要求。

表2 原材料試驗結果

表3 集料的級配范圍

第四，按照圖紙要求的集配范圍，結合對原材料的篩分情況，進行配合比試驗，將現場原材料篩分完成的10～30mm 碎石、10～20mm 碎石、5～10mm 碎石、石粉和新加入的10～30mm 碎石按照不同摻配率進行拌和，并加入6%的礦渣硅酸鹽水泥P·042.5 水泥和水，通過重型丙法擊實試驗和7d 無側限抗壓強度檢測，確定經濟、實用、滿足強度要求的摻配比例，并獲得10～30mm 碎石的添加數量（見表4）。

表4 集料配合比組成試驗結果

第五，按照設計圖紙要求的6%水泥穩定碎石，確定級配碎石集料比例為10～30mm 碎石∶10～20mm碎石∶5～10mm 碎石∶石粉=20∶27∶19∶34，最佳含水量為6.6%，最大干密度為2.279g/m3，7d 無側限抗壓強度滿足≥3.5MPa 的設計要求。

3.2 工藝流程

該項目使用冷再生技術處理水泥穩定碎石基層。第一，先將原公路的瀝青面層進行銑刨，再利用冷再生機械在試驗路段將舊路面既有水泥穩定碎石基層進行破碎，按照試驗確定的配合比，計算每平方米需要添加10～30mm 碎石、水泥和水的數量，并嚴格添加材料，通過冷再生設備攪拌混合，確保各種材料充分融合，并形成具有優良性能的水泥穩定碎石基層材料，使用冷再生設備將其均勻攤鋪，最后通過壓實設備將攤鋪好的水泥穩定碎石進行壓實，使其達到承載要求。第二，對路面進行適當的灑水養護，并采取封閉交通等措施，以防止水泥穩定碎石基層受到破壞或過早老化。整個過程中各個步驟均由專業技術人員操作，以確保施工質量可靠和達到預期使用效果[1]，如圖1 所示。

圖1 施工流程圖

4 水泥穩定碎石基層施工

4.1 準備工作

第一，通過試驗確定需要添加的級配碎石、水泥和水的比例和數量。第二，準備施工前，在施工路段各路口設置標示牌，提醒駕駛員及行人封閉交通時間。第三，將原公路瀝青面層進行銑刨，漏出原水泥穩定碎石基層表面，并將施工作業面清理干凈，并灑水濕潤。對施工公路中的雨水井、污水井等進行保護，并清理影響施工的井蓋等。在施工路段兩側路肩上每隔一定距離（可為10～30m）交錯開挖泄水溝（或做盲溝）。第四，對公路進行測量放樣，按照冷再生設備的寬度與傳感器間距，一般在直線上間隔為10m、在平曲線上為5m 做出標記，并打好導向控制線支架，根據松鋪系數算出松鋪厚度，決定導向控制線高度，掛好導向控制線。用于控制攤鋪機攤鋪厚度的控制線鋼絲拉力不應小于800N。

4.2 水泥穩定碎石基層的制備

按照設計圖紙要求的道路水泥穩定碎石基層厚度，結合試驗配合比和攤鋪的寬度、長度，計算每平方米需要添加的集配碎石、水泥和水。

4.2.1 集配碎石添加方式

根據試驗配合比，破碎后的材料中需要添加10～30mm 碎石，采用機械配合人工的攤鋪方式將每平方米需要添加的10～30mm 碎石60kg 均勻平鋪在原水泥穩定碎石基層上。卸料過程要嚴格掌控，避免10～30mm 碎石添加過量或不足。

4.2.2 水泥和水的添加方式

使用水泥罐車和灑水車將水泥和水加入冷再生設備中，根據配合比計算，每平方米需要添加水泥30kg，在冷再生設備智能控制系統中輸入需要添加的礦渣硅酸鹽水泥P·042.5 水泥和水的添加量，并進行鎖定。施工過程中，水泥罐車和灑水車跟隨在冷再生設備后面，以隨時提供材料。

4.2.3 水泥穩定碎石基層的攤鋪

利用WR2000/WR2500S 冷再生設備將原路面水泥穩定碎石基層進行破碎，根據設計圖紙要求的6%水泥穩定碎石層厚度28cm，調節、控制冷再生設備的整理深度，調整設備傳感器和高程導線，嚴格控制基層的高程，確保公路的橫坡、縱坡滿足圖紙要求。設備啟動后，設備速度一般為6～8m/min，可根據現場情況和整理深度進行調整，水泥穩定碎石基層的含水量控制在最佳含水量，隨時關注并添加冷再生設備內的水泥和水的數量，確保水泥穩定碎石材料配合比符合試驗確定的配合比。

在攤鋪時，需要控制松鋪高度，松鋪高度采取20m一個樁的掛線進行控制，兩邊安排專人進行實時檢查。檢查時使用直尺垂直路面放置于基層表面，使直尺垂直于高程導線，誤差小于5mm。為保證基層厚度，松鋪高程應隨時調整。攤鋪過程中，施工人員對高程導線進行復核檢測，攤鋪應連續作業，并對混合料的碎石、水泥和水的添加量進行嚴格檢查，禁止停機待料。

4.2.4 碾壓整形

在碾壓整體施工過程中，需要在冷再生設備后配備重型振動壓路機、輕型振動壓路機和輪胎壓路機，并根據攤鋪進度進行碾壓，一次碾壓長度為50～80m。碾壓時，必須層次分明，穩壓應充分，振壓不起浪、不推移。可以采取先振動壓路機穩壓，再輕振動碾壓，隨后重振動碾壓，最后使用膠輪壓路機穩壓，壓至密實無輪跡為止。壓路機碾壓時應重疊1/2 輪寬，壓完公路全寬時即為1 遍，一般需碾壓4～6 遍，第1～2 遍壓路機行駛速度為1.5～1.7km/h，以后各遍為1.8～2.2km/h。為保證水泥碎石基層邊緣強度，碾壓時應超出道路寬度。在碾壓完成后，由試驗人員使用灌砂法等進行壓實度檢測，合格后可以進行養護；若不合格，需立即進行補壓。

4.2.5 養護

每一段碾壓完成并經檢測合格后應立即進行養護，可以采用塑料薄膜和土工布全面覆蓋養護，并定期灑水，確保7d 內塑料薄膜和土工布下的水泥穩定碎石基層處于濕潤狀態。灑水時，灑水車應使用噴霧式噴頭，不得使用高壓噴管，以免破壞基層表面，灑水次數應視溫度而定。整個養護期間應始終保持水泥穩定碎石層表面的濕潤，基層養護期不應少于7d，在養護過程中應封閉交通，并派專人看守，禁止車輛通行。

5 結語

綜上所述，冷再生技術在公路水泥穩定碎石基層修復施工中的應用展現出顯著優勢，與傳統的修復方法相比，冷再生技術具有施工周期短、成本低、環保等優點，在保證質量的條件下加快了公路水泥穩定碎石基層的修復效率，可為以后類似公路施工提供參考。