(新疆华天工程建设股份有限公司,新疆 乌鲁木齐 830001)
在公路沥青路面大、中修以及改扩建的工程中,对部分水泥稳定砂砾基层采取就地冷再生技术将会产生巨大的经济效益和环境效益,但不同的公路工程具有不同的配合比设计标准和施工工艺,本文结合实际公路工程,对水泥稳定冷再生基层施工技术进行详细的研究,并提出了一套成熟的施工工艺,以期为同类工程提供参考。
水泥稳定冷再生混合料在添加水泥时会产生一系列的反应,例如水泥和水加入到混合料中后,水泥中的各种成分与水发生剧烈的水解和水化反应,并从溶液中分解出氢氧化钙,从而形成具有胶结能力的水化物,原混合料中的微小颗粒会与化学反应产物中的个别组分产生交换吸附作用,生成多种结构。
生成水泥冷再生材料需要在旧的公路沥青路面铣刨破碎完成后,以外部裹覆沥青的混合料为骨架,以水泥砂浆作为填充物,形成新的水泥沥青混合料。目前,对水泥稳定土质量的评价主要有强度和稳定性两个指标,其中,强度指标主要包括无侧限抗压强度、劈裂强度和稳定性指标,而稳定性指标主要包括软化系数和耐冻系数评价。
本文以位于喀什地区疏勒县境内的省道214线疏勒县至阿拉力乡段公路大、中修工程为试验段,该工程起点位于疏勒县工业园区,桩号为K4+680,终点位于疏勒县阿拉力乡,桩号为K30+680,路线总长26km,工程主要内容有水泥稳定砂砾就地冷再生基层、同步碎石封层、沥青混凝土面层、桥涵重建及维修加固工程、交通安全设施工程等。
1.准备工作
在正式施工前,需要确定旧路面的结构以及材料类别,并清除路面表层所有杂物、泥块、灰尘,预整修存在的细微病害和不平整的区域。同时,严格检查水泥稳定冷再生所需要的施工机械,保证其拥有良好的工作状态。
2.预布材料
预布水泥时,要严格控制预布长度,一般规定长度为80~150m,同时要边预布边拌和,以免造成水泥剂量损失。在这一阶段,冷再生机的行进速度一般控制在3~5m/min,也可根据工程实际情况设定行进速度。
3.拌和
此次试验段拌和机械采用WR2500S冷再生机,拌和施工前,需要提前测定旧路面的含水量,以便将冷再生机的加水量控制在3~4%以内,水车水管加水流量速度控制在120~150L/min以内,确保在最佳含水量条件下进行碾压工作。在拌和过程中,要有专业技术人员在现场进行实时检测分析,以确保相应指标满足设计要求,并随时检查施工情况。
4.稳压
由于再生机重量较大,当再生机经过再生层时会留下大约5cm左右的车轮痕迹,从而导致车轮痕迹处再生材料被压实,而其他区域还未被压实的现象,为保障整个路面再生材料充分压实,可先使用压路机对再生层低速静压一遍。
5.整平及碾压
当整个道路稳压工作全部完成后,再使用整平机整平,首先要消除再生机车轮痕迹,随后将刮刀前的再生料均匀摊开,并兼顾再生层的横、纵向坡度,最后再进行全作业区段的找平。在整平工作完成后,如果仍存在车轮痕迹、麻面、局部骨料集中等现象,则由现场技术人员进行人工整平。
碾压工作主要分为初压、复压和终压。初压采用静压和振动结合的方式,碾压速度控制在2.5~3km/h;复压采用光轮振动压路机进行碾压,碾压速度为2.5~3km/h;终压采用胶轮压路机碾压,碾压速度为3~3.5km/h。
6.接缝的处理
接缝的处理包括横缝的处理和纵缝的处理。在每次施工过程中,尽量减少因机械停机而产生的横缝,而为了保证纵缝处再生料的连续性,一般设定相邻工作面的最小重叠量为10cm,并尽量将纵缝设置在避开快、慢车道上车辆行驶轮迹的位置。
冷再生结构层实测质量检查标准如表1所示。
本文对试验段现场钻芯取样,并进行无侧限抗压强度检测,结果如表2所示。
表2. 无侧限抗压强度检测值汇总表
根据表2数据可知,现场钻芯取样试件无侧限抗压强度平均值为3.118MPa,最小也达到2.95MPa,满足《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)规范要求,说明该工程使用的水泥稳定冷再生基层具有足够的强度,且该施工工艺可有效保障路基的抗压强度,具有良好的实际应用价值。
该试验路段含水量、灰剂量和压实度检测结果如表3所示。
表3. 含水量、灰剂量和压实度检测值汇总表
由表3数据可知,水泥稳定冷再生基层的含水量、灰剂量和压实度均满足《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)规范要求,说明该工程的原材料、配合比以及施工工艺是可行的,可有效保证水泥稳定冷再生基层的压实质量和承载能力。
本文通过对水泥稳定冷再生混合料的形成机理、微观特征和特点以及水泥稳定冷再生基层施工技术的系统研究,提出了一套全面、成熟的施工工艺,该配合比及施工工艺作用下的水泥稳定冷再生基层的抗压强度和压实度均满足规范要求,具有较大的参考价值。