全深式水泥就地冷再生技术的应用与探讨

姚利军

摘 要：全深式水泥就地冷再生技术具有循环利用、节能环保及经济实用等特点，2013年以来被广泛运用于我省普通干线公路养护维修工程中。本文主要从全深式就地冷再生施工工艺、质量控制、存在的主要问题等方面进行介绍和分析，提出一些合理化建议，供同行参考。

关键词：水泥；冷再生；技术；应用；探讨

中图分类号：U418.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0090-02

随着交通运输部提出的加快推进“综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通”发展的战略决策，“十二五”以来，各地相继开展以集约、节约、循环、低碳为主题的绿色公路建设。沥青路面再生技术（厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生和就地冷再生）发挥了旧料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用。此项技术是一种充分利用原有沥青路面材料，采用专用的就地冷再生设备，对原沥青路面进行现场冷铣刨和破碎，掺入部分新集料（需要时）、一定剂量的水泥、水，在自然环境温度下连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而形成符合设计要求的道路基层或底基层的工艺。

1 应用概况

全深式水泥就地冷再生技术自1998年引入国内并迅速发展起来，2013年引入我省后在庆阳地区国道211线银西公路尝试铺筑近9公里，截止2016年底在全省实施近600多公里。2014年我局首次在G227线实施全深式就地冷再生3公里、G312线8.55公里；2015年G312线实施9.28公里；2016年G312线实施12.263公里；累计共实施33.1公里。

我局管养G227线自建成通车运营至今已年限较长，交通流量大，特别是大、重型车辆的不断增多，致使原路面损坏日趋严重。由于该路段地处民乐县农耕区，路基潮湿，路面龟网裂严重、横向裂缝较多、局部路段有沉陷等病害。管养G312线张掖市区至酒泉清水段也是超期服役多年，整体路况水平较差。近几年，我局在路面重铺工程中采用20cm厚全深式水泥就地冷再生底基层+20cm厚水泥稳定碎石基层+1cm厚碎石下封层+4cm厚沥青碎石下面层+3.5cm厚沥青混凝土上面层的处治方案。通过对G227线和G312线采用冷再生工艺施工后分别进行了强度、弯沉、平整度、压实度检测，各项指标都能满足相关规范要求；芯样全部完整，厚度，强度都能够满足要求。与传统维修工艺相比较之下，采用水泥就地冷再生工艺具有施工速度快，施工工序少，地方干扰少等优点，在保证施工质量的前提下，提高了施工效率，最快速度恢復交通，节约了施工成本，最大限度减少环境污染。

2 全深式就地冷再生工艺

2.1 主要施工机械

每个工作面配置应不少于以下设备：WR2000或WR2500再生机1台、平地机1台、水罐车2台、22t以上钢轮振动压路机2台、25t以上胶轮压路机1台、洒水车3台。

2.2 施工工艺流程

封闭交通→施工放样→原路面预处理→准备新加石料→冷再生机组就位→摆放和摊铺水泥→冷再生机铣刨与拌合→碾压整形→养生。

3 施工质量控制要点

3.1 划定再生施工范围

由于水泥是快硬性材料，从再生机开始拌合到终压结束，必须保证在水泥初凝时间前完成。所以一个施工段落长度应控制在150米以内为宜，每次作业宽度为再生机宽度。

3.2 新料的添加

根据原路面铣刨混合料的级配筛分结果，通过与规范要求的混合料级配范围对比最终确定是否添加新集料。若要填加新料则应计算出结构层每平米的新料添加量，以便均匀摊铺于原路面表层。

3.3 水泥的撒布

根据设计再生结构层厚度和划定的施工范围计算出结构层每平方米水泥用量，采用石灰打网格的方法在原路面内划出水泥堆放网格线，将水泥均匀摊铺在预划的方格内。

3.4 再生机铣刨、拌合

根据试验段确定的再生机行走速度、结构层深度、横坡度、混合料的最佳含水量等试验参数严格控制再生机的铣刨拌合作业。再生机作业时要有专人进行质量控制，随时检查再生深度、水泥含量和含水量、级配等，以便发现问题及时进行调整。

3.5 整平及碾压

初压时采用大吨位钢轮振动压路机紧跟再生机后面采取先静压后强振的方式进行压实，压实遍数应足以保证再生层底部2/3厚度范围内的压实度达到规定要求。完成一个作业段的再生和初压后应立即用平地机整形，整形后采用钢轮振动压路机进行复压4-6遍，最后采用胶轮进行终压，尽量做到碾压完成后与原路面齐平，以保证上面结构层的厚度。碾压结束后要及时进行压实度检测，若不满足要求则需立即补压。

3.6 养生

每一段作业面碾压完成并经压实度检查合格后，应及时覆盖土工布洒水养生，养生期不得少于7d。在养生期和下一工序施工前应保持结构层表面处于湿润状态，以避免干缩裂缝，在养生期内禁止车辆通行。

4 施工中存在的主要问题探讨

截止目前，我局在G227线实施全深式水泥就地冷再生至今已运营两年多，此项技术也被广泛运用于我省公路养护维修工程中，特别是项目所在地砂石材料匮乏、施工路段受地形限制、沿线分布居民较多路段、必须尽可能缩短工期或减少社会影响及安全隐患的路段施工中发挥着比较好的优势。但在此项技术实施过程中，还存在着许多影响冷再生施工工艺质量的问题。

4.1 未重视原路基强度的问题

2014年，我局在G227线K251+800-K253+000段重铺工程中采用就地冷再生底基层施工，由于该项目为边通车边施工路段，但在施工完成半年后右半幅基层出现大小不同的纵向裂缝，裂缝位于半幅基层中间且贯通整个基层，同时局部路段还出现龟网裂病害。经过对单条裂缝和龟网裂病害路段的芯样分析和现场调查发现，病害出现的原因基本都是原路基强度不足而引起的。所以，在编制工程设计方案时，我们通常会对原路基进行弯沉检测，对路基弯沉偏大的路段要彻底换填处理，换填材料必须选用级配良好的透水性材料，分层碾压夯实。

4.2 交通无法完全封闭的问题

由于我局实施全深式就地冷再生基层施工的路段大部分为交通流量大、行车干扰多的国省主干线或城区道路，无法完全封闭交通施工，只能采用半幅施工半幅通车的方式进行。而水泥做为全深式就地冷再生基层的胶结材料，其具有的早期强度高、凝结硬化快、水化热量大、易干缩开裂等物理性能，在基层的养生期和开放交通早期，过早开放交通，水泥水化不完全，强度低，导致芯样完整率偏低。加之因施工路段无法限制交通，且重载交通较多对基层强度的影响较大。为此，全深式就地冷再生基层施工中尽可能采用封闭施工方式，在无法封闭交通的情况下可采用分流交通或半封闭施工方式减缓交通动载对基层强度的影响。

4.3 村镇路段压实不足的问题

再生基层碾压一般采用大吨位光轮压路机和振动压路机组合方式进行碾压，但因村镇路段采用振动压路机使用受到限制，影响再生压实效果，为增强碾压效果可采用羊角碾进行压实。通常在利用羊角碾进行压实应注意采用复合碾压的方式，由于羊角碾蹄足的挤压，使得蹄间受到一定的压力，这样土层上下压实得比较均匀，但羊角碾在拖动碾压后，表面呈松散状态，如果不采用光轮压路机碾压，会出现表面不密实、不均匀，光轮压路机一般表面压实较好，可以弥补羊角碾压实的不足，起到互补的作用。

4.4 施工中混合料级配控制的问题

冷再生机施工行走速度对基层混合料的级配影响较大，在冷再生机高速运转下会将铣刨的原路面混合料进行破碎，行走速度的不同决定铣刨料粗细程度不同。一般情况都会出现结构层上部相对细集料偏多，下部粗集料偏多的现象。其次，就是在结构层初整形阶段，平地机对局部路段纵坡或横坡进行调整刮平时，将结构层部分表面细集料刮走而破损了原有的混合料级配造成混合料离析。根据冷再生机的性能，一般再生机的行走速度控制在5-8m/min为宜，通常我们会在配合比设计前期取样时，在实施冷再生的路段采取3-5种不同的行走速度分别进行级配试验，通过选择最佳的级配范围确定再生机的行走速度。对路面纵、横坡的整形尽量在再生前预整形阶段进行调整，争取冷再生机再生后一次成型，从而预制混合料离析问题。

4.5 水泥及结构层强度控制的问题

水泥就地冷再生采用水泥胶结材料具有水化、硬化等特性，结构层容易产生温缩、干缩裂缝等问题，通常在施工中我们选用缓凝硅酸盐水泥作为全深式就地冷再生的胶结材料，以满足施工的要求；同时严格控制结构层水泥剂量，使底基层的强度不宜过高，应控制在2.0-2.5Mpa范围内，以防止底基层强度过高引起的基层开裂。

4.6 养生周期普遍不足的问题

水泥为胶结材料的冷再生基层养生尤为关键，养生问题已严重影响再生结构层的强度。因受养护工程的特点影响，大部分路段无法满足交通管制，一般2-3天就开放交通后进行洒水养生，这样易造成养生不足而影响结构层后期成型强度。根据有关数据显示，完全在空气中养护的28天强度只有完全潮湿养护的28天强度的1/2，所以我们要尽可能地延长养护周期，有利于后期强度的增加，在无法交通封闭的情况下要至少确保结构层养生期不得少于7天。同时，在养生时采用土工布覆盖养生的方法，并每天使用洒水车在养生布上补充洒水，保持养生土工布处于湿润状态，确保养生效果。

4.7 合理的施工组织设计缺乏的问题

由于冷再生基层的施工项目一般都属于维修改建工程，车流量大，交通组成复杂，且沿线分布居民较多、社会影响及安全压力较大；高效合理的施工组织设计是保证工程质量、进度、安全等各方面的前提必要条件。在再生基层施工前，要认真根据施工图设计文件编制施工面之间、再生层与半刚性基层之间、养生时間、交通疏导四个方面的施工组织设计，从而更好地确保冷再生基层的施工质量。

5 结语

通过实践证明，全深式水泥就地冷再生基层施工工艺能最大限度地利用废旧沥青混合料，节省大量砂石料，减少大量的能源消耗。具有极大的社会效益和经济效益，在我省砂石料匮乏、外运距离较远、社会影响较大的大中修工程项目中发挥着积极作用，在今后我省的公路养护大修工程中具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]《公路沥青路面再生技术规范》[S].北京：人民交通出版社，2008.

[2]《公路沥青路面施工技术规范》[S].北京：人民交通出版社，2005.

[3]《公路养护技术规范》[S].北京：人民交通出版社.

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