就地水泥冷再生工艺在路面改善工程中的应用

汪书平 （六安市公路管理局寿县分局，安徽 六安 232200）

0 前言

改革开放近40年来，我国经济持续快速发展、公路里程日益增大，越来越多的公路逐渐进入大中修养护时期，我国道路工作的重心已从建设向建养并重转移[3][4]。

如何做好公路大中修养护工作，早在2007年交通部就提出：交通发展面临的资源和环境形势日趋严峻，要大力发展交通循环经济，推进再生资源回收利用，扩大废弃路面材料的回收利用等新技术[5]。由此可见，加强研究推广路面再生应用技术，是我国今后公路事业中一项十分重要的任务。

就地水泥冷再生是指充分利用现有沥青道路旧铺层材料（面层与基层），加入适当的水泥，必要时加入部分新骨料，在自然环境温度下通过路面再生设备就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而修筑出具有所需性能质量的新基层的作业过程[6][7]。以避免使用传统的道路维修方法，导致的路面巨大的废弃量，对环境造成污染和临时用地；大量新材料的开采，造成资源减少和环境的破坏，是一种符合绿色交通、循环经济发展理念的筑路技术。

笔者通过S346安丰至隐贤段路面改善工程中的工程实践，总结了旧路结构层通过就地水泥冷再生后作为道路基层的经验，以期该技术能够在其他公路大中修项目中得到广泛应用，以提高工程质量，节约资源，保护环境。

1 旧路状况及改造方案

S346是连接G206、S203和S244重要的干线公路，安丰至隐贤段是S346中的一段，项目路段自2007年建成通车以来，车流量较大且有重载车辆行驶，公路管理部门每年都会根据病害情况进行日常的常规养护，但未进行过路面大中修。

该项目的原路面结构形式为：5cmAM-16中粒式式沥青碎石面层，20cm水泥稳定碎石基层，20cm级配碎石底基层。路基宽度为8.5m，行车道宽度为6.5m，两侧土路肩宽度各1m。

通过现场调查与检测，项目全线的主要病害类型有龟裂、块状裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、坑槽、松散、沉陷等。其中路面实测弯沉代表值位于74.3～156.5（0.01mm）之间，强度评定均为差或次；从取芯资料可看出，面层厚度3.1cm～7.1cm，基层取芯基本不完整，呈碎裂状态；路面破损状况PCI值平均为38%，评定等级为差。

一般来说，路面情况比较差的沥青路面，或等级较低道路，采用就地水泥冷再生工艺。根据道路现状和交通量情况，全线路面的改造方案为：对老路旧沥青面层和水稳基层进行就地冷再生处理，处理厚度约为20cm，然后再新铺18cm厚水泥稳定碎石基层和26cm厚水泥混凝土面层。

2 再生混合料配合比设计

在正式施工之前，项目组选择一段试验路对旧沥青路面进行铣刨，然后对铣刨料进行筛分试验[1][2]，筛分结果见表1所示。

S346旧路铣刨材料筛分试验结果 表1

考虑旧路铣刨材料普遍偏细，在配比试验采用掺配15%的1～3cm的碎石，1～3cm碎石级配见表2所示，调整后的级配见表3所示。

1～3cm碎石级配 表2

调整后的再生材料级配 表3

本项目水泥采用等级32.5MPa的普通硅酸盐水泥，初凝时间3h以上，终凝时间6h以上。通过多次试验[10]，确定冷再生材料的水泥剂量为4.5%，再生混合料的最大干密度为2.21g/cm3，最佳含水量为5.4%，7d无侧限抗压强度为2.2MPa。

3 工艺控制

本项目中就地水泥冷再生采用主要设备有：就地冷再生机、平地机、22t振动压路机、32t胶轮压路机、洒水车等。就地水泥冷再生的工艺流程见图1所示[8][9]。

3.1 准备工作

在施工前，应先进行封闭交通、施工放样和原道路清扫等工作。作为就地冷再生施工的半幅，设置导向牌并沿路中线放置隔离墩并拉上警戒彩条围挡,管制交通。每20m设中心桩和边桩，对原地面进行复测，以便检测铣刨深度。提前准备好水泥、碎石等材料，机械到位。

3.2 摆放和摊铺新材料

人工摆放和摊铺水泥，应根据水泥剂量，计算每平方米水泥稳定层需要的水泥用量，确定水泥摆放的纵横间距。将新加料均匀地摊铺在旧路面上，按每1000核查新加料质量是否均匀。

3.3 就地冷再生机铣刨与拌合

①冷再生机行进速度应根据路面损坏状况和再生深度进行调整，一般为5m/min～8m/min，使得铣刨后料的级配波动范围不大。网裂严重地段应采用较慢速度。

②再生机后应有专人跟随，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生机操作员进行调整。

③若进行多刀施工时，应时刻注意搭接宽度，保证搭接宽度。

④再生机后宜安排4～5人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料，以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性。

⑤每次再生长度以保证后续作业能正常进行为宜，再生长度尽可能长些，以减少横向接缝。

3.4 整平稳压

①在再生机后应紧跟一台轻型钢轮振动压路机进行初压。

②在完成一个作业段的再生和初压后，应立即用平地机整形。在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平；在平曲线段，平地机由内侧向外侧进行刮平。

③整平后用胶轮压路机进行稳压,其后用振动式压路机采用高振幅低频率，从边缘向中间错轮碾压3～4遍。

④碾压过程中，如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和（加适量的水泥）或用其他方法处理，使其达到质量要求。

3.5 接缝处理

①纵向接缝一般最小重叠宽度为100mm，再生层越厚，重叠量越大；材料粒度越粗，重叠量越大。

②纵向接缝的位置应尽量避开慢行、重型车辆的轮迹位置。

③只要再生机停止，不论停止的时间长短，均形成横向接缝，应对所形成的横向接缝认真处理。

④在停机处，再生机再次施工时，必须将整个再生机后退至先前再生段1.5m的距离。

3.6 养生

①碾压完成并检验合格后进行洒水养护,养护期为7d,养护期间冷再生水稳基层表面要保持一定湿度。

②养生期间严格控制交通,不得有任何车辆特别是重型车辆在上面行驶,如不能断开交通，必须控制小型车车速不超过30 km/h。

4 结 语

①根据第三方检测结果，该项目就地水泥冷再生底基层厚度、芯样完整性、宽度、平整度等项目均满足规范或设计要求；

②根据估算，20cm厚就地冷再生材料约27元/m2，20cm厚水泥稳定碎石基层约55元/m2，经济成本节约超过1倍以上；

③同时节约了大量的矿石资源，减少了建筑垃圾的排放，减少临时用地，保护了环境。

[1]JTGD50-2006，公路沥青路面设计规范[S].北京：人民交通出版社,2006.

[2]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社,2004.

[3]范春娇.沥青路面就地冷再生技术研究[D].西安：长安大学,2008.

[4]吴旭.水泥稳定就地冷再生基层技术的应用研究[D].沈阳：沈阳建筑大学,2013.

[5]王勇.沥青路面全深式就地冷再生结构设计及经济性研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2009.

[6]尚同羊,马庆伟,弥海晨.水泥稳定就地冷再生结构与材料设计优化[J].筑路机械与施工机械化,2014(5).

[7]吴振亚,武和平.水泥基层就地冷再生施工工艺与经济效益分析[J].公路工程，2011(4).

[8]王海风.水泥全深式就地冷再生底基层施工的控制要点[J].山西建筑,2013(1)

[9]李国庆.水泥就地冷再生施工工艺探讨[J].科技资讯,2012(3).

[10]黄坚.全深式就地冷再生基层混合料配合比设计[J].湖南交通科技,2011(3).