水稳基层就地冷再生技术在大中修工程中的应用

王丽娜

长沙理工大学

【摘 要】文章介绍了水泥稳定基层冷再生施工的原理，结合公路大中修工程实例，对水泥稳定基层冷再生的施工工艺：设备、材料要求、拌和、摊铺、碾压、养生等方面进行了介绍，工程应用表明，水泥稳定基层冷再生技术满足公路大中修工程需要，具有良好的经济、社会、环境效益。类似公路大中修施工可以从中得到借鉴。

【关键词】水泥稳定；基层；冷再生技术；大中修；应用

随着我国公路建设二十多年的高速发展，目前全国公路里程达到450多万公里，路网基本形成，以建设为重点已被以养护为重点替代。绿色、环保、可持续是养护工作的基本原则，材料循环利用是这一原则的体现。近二十年来我国公路建设路面基层绝大部分为水稳基层，由于车辆超载和超龄服役，路况病害较多，在大中修时如何更好地加以再生利用是广大公路养护工作者必须认真面对的课题。目前水稳基层再生利用有厂拌冷再生和就地冷再生两种工艺。下面以在新疆使用较多的就地冷再生工艺进行一些探讨。

1.就地冷再技术的应用原理

就地冷再生技术就是用大功率路面铣刨拌和机将旧路面进行铣刨、破碎，根据设计级配加入部分新骨料，与一定比例的化学稳定剂（水泥、粉煤灰或石灰等）或添加剂重新加水拌和，使之能够满足一定的路用基层材料性能及碾压条件，并用其重新铺筑路面的一套工艺技术。这种方法对设施要求简单，减少大量材料的来回运输，生产成本较低，适用于各等级道路铺筑基层使用，目前多用于大中修道路施工。

2.就地冷再生技术的优越性

就地冷再生技术与传统的施工工艺相比，能够节约原材料、提高旧路等级、缩短工期，对交通影响小、节省资金等，同时循环利用废料，对保护环境也起到了积极作用，具有环境效益、經济效益和社会效益等方面的明显优势。

3.建设背景

省道201线K395-K405段公路养护大中修工程，路线全长10km，公路等级为二级，路基宽12m，原路面为沥青混凝土路面，由于交通量的日益增加，加之运输重型车辆大量增加，该路段已出现了不同程度的纵、横向裂缝及坑槽，结构强度下降，影响了行车的舒适性和安全性。经勘察，原水稳基层大部分已破碎，路面强度严重不足，经综合比选，决定采用就地冷再生水稳基层方案。先将老路原沥青路面和水泥稳定砂砾基层进行就地冷再生（再生厚度25cm），再加铺下封层+沥青碎石混凝土。该工程2014年6月1日开工，2014年9月30日全部完工，总工期122日历天。

本工程为大中修项目施工采用水泥稳定砂砾就地冷再生技术，主要目的是节约资源，保护环境，恢复公路原有的使用功能，提交交通运输能力，服务水平和行车舒适性，维持原有公路的线性。

4.水泥稳定砂砾就地冷再生配合比设计和施工

4.1设备要求

WR25000维特根冷再生拌和机1台（破碎宽度为2.5m，拌和深度为40cm，施工时自动加水）。洒水车2辆，平地机1台、YZ18振动压路机2台，18t三轮压路机1台、20t轮胎压路机1台。

4.2材料要求

水泥：采用普通硅酸盐水泥，收缩性小，耐磨性强、抗冻性好，初凝时间3h以上和终凝时间较长的水泥，不适用快硬化水泥、早强水泥以及受潮变质的水泥。

砂砾：水泥稳定砂砾冷再生基层中的砾石压碎值不大于30%，有机质含量不超过2%，硅酸盐含量不超过0.25%，最大粒径不超过31.5mm。

砂：应洁净、坚硬，干燥、无风化，无杂质，符合规定级配，其泥土杂物含量小于3%。

水：不含有害物质的水或饮用水。

省道201线K395-K405段公路养护大中修工程设计冷再生水泥用量最小不低于4%，冷再生水泥稳定砂砾7d抗压强度≥2MPa，压实度不小于97%。

4.3配合比设计

配合比设计是就地冷再生技术的非常重要一环，是就地冷再生成败的关键了，首先，对老路冷再生深度范围内取样进行抽提试验，准确掌握其级配和材料组成情况，然后根据级配曲线范围进行掺配集料和水泥，通过试验确定每段的集料和水泥掺配量，试验室通过水泥含量4%、4.5%、5%进行配合比试验，试验结果如表1所示：

表1 冷再生配合比试验结果

序号 水泥：混合料 混合料的最佳含水量（%） 最大干密度（g/m3） 实测7d无侧限抗压强度平均值（MPa）

1 4.0：100 6.3 2.132 2.3

2 4.5：100 7.4 2.124 3.5

3 5.0：100 7.7 2.118 4.3

经多次试验，最终确定水泥剂量为4.5%。为了减少干缩裂缝，应严格的控制水泥剂量，一般不超过4.5%，当强度不满足要求时，调整骨料级配曲线。

4.4就地冷再生施工工艺

⑴再生长度的计算

预布水泥要控制预布长度，以保证拌和机的正常工作，一般预布80～150m，边撒布边拌和，以防止通行车辆的气流或轮胎带动造成的污染，使水泥剂量不准及天气突然变化带来的消耗损失。

根据对机械组合及其他工作时间的观测，调整预布水泥长度，经过循环试验验证再生机前水泥摊铺长度不宜超过100m，在平缓地段，最大摊铺产度为150m。

⑵撒布水泥

摊铺水泥采用方格网法，水泥剂量按4.5%控制，根据冷再生层路面的宽度和厚度，计算出每袋水泥可撒布的面积，纵横向画出方格，将水泥直接卸在方格内，人工摊匀水泥。

撒布水泥时，应保证方格内水泥卸载没有遗漏和多余，水泥撒布完后，应检查确保路面没有空白和水泥过分集中的地点。

⑶冷再生机械铣刨与拌和

再生机推动水车在原路面上进行，冷再生机进行速度控制在6～8m/Min，可根据路面损坏状况和再生深度适当调整，网裂严重地段可降低行进速度，路况较好地段可提高行进速度。再生机后续跟随技术人员，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，配合再生机操作员进行调整，严禁冷再生施工时破坏老路底基层，再生机后安排4～5名民工专门清除混合料中的杂质，整理边线，清理每刀起始位置的多余料，确保再生料的质量和道路纵向接缝、横向接缝的平整度。

再生机工作至一个再生作业段终点后，将再生机和水车等倒至下再生作业起点，进行第二幅施工，如此重复，直至完成施工宽度作业面的再生，多刀施工时应注意保证横向搭接宽度不少于30cm。

⑷整形碾压

用PY180平地机整平，整形后，当混合料的含水量為最佳含水量-1%～+2%时，应立即对其进行碾压。碾压顺序为由路肩向路中心碾压，超高段由内侧向外侧碾压。初压：单钢轮振动压路机静压1遍，初压速度控制在1.6km/h，复压：单钢轮振动压路机弱振1遍（2.4km/h），强振3遍（1.6km/h）；终压：轮胎压路机碾压6遍（2.5km/h）。

⑸养生

每一施工路段碾压完成并经压实度检测合格后，立即覆盖吸水土工布进行养生，养生期不少于14d，其中覆盖保湿养生不少于7d，养生期间封闭交通。

5.结语

省道201线K395-K405段公路养护大中修工程在冷再生技术研究及应用获得了成功，体现以下几方面：

5.1安全效益

就地冷再生技术交通干扰和影响小，对经济建设贡献大，可以预见该技术将会在今后道路的维修养护和建设方面起到越来越重要的作用。

5.2环境效益

水泥稳定砂砾冷再生就地取材，减少开山取石需求量，有效的保护自然资源；原材料不需运输，既节省能源，又减少运输车辆排放尾气所造成空气污染；最大限度地再生利用旧水泥稳定砂砾材料，不需废弃及填埋场处理，将废料转化成有价值的生产材料，意义重大。

5.3经济效益

通过就地冷再生技术，减少废弃排放，保护了环境，节约了造价，具有巨大的经济效益。

5.4社会效益

沥青路面水泥稳定砂砾就地冷再生技术成果已在新疆多条沥青路面维修改造中得到应用。相对传统的挖除重置维修方法，由于其充分利用原有路面材料，因此节约了大量成本，同时与我国大力提倡的材料循环利用理念相吻合，社会经济效益显著，具有广阔的市场前景。

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