竇鴻云 梁鑫

【摘 要】目前我國公路運輸普遍存在超載的問題，導致許多公路提前進入大修期，舊路的維修與改造將成為未來公路施工的主要工作內容。同時，大量舊的路面混合料被廢棄，不僅浪費資源，而且將造成極大的環(huán)境污染。因此，混合料的再生利用越來越受到人們的重視，大力開展養(yǎng)護新設備、新技術、新材料和新工藝的研究和應用，勢必將交通事業(yè)切實轉入全面可持續(xù)發(fā)展的軌道。就地冷再生法是指充分利用現(xiàn)有瀝青道路舊鋪層材料（面層與基層），必要時加入部分新骨料，并按一定比例加入適量的穩(wěn)定劑（水泥、石灰、粉煤灰等），在自然環(huán)境溫度下就地連續(xù)完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及壓實成型，最終形成一種特殊級配的道路基層（或底基層）。本文主要通過S201線馬黃段養(yǎng)護維修工程中，針對舊路進行全深式水泥就地冷再生底基層的施工過程來介紹此工藝的施工質量控制要點。

【關鍵詞】全深式水泥就地冷再生 底基層施工 質量控制

1 前言

全深式就地冷再生技術是采用專用的就地冷再生機，對路面（包括基層）進行現(xiàn)場冷銑刨、破碎，摻入一定比例的新骨料（必要時）、再生結合料（水泥）、水，并通過碾壓等工序，一次性實現(xiàn)舊路面再生的技術。該技術不僅可以節(jié)約大量的筑路材料，充分利用舊路材料，恢復和提高舊路強度，還有利于縮短工期、節(jié)約能源，避免環(huán)境污染，降低工程造價。

2 工程概況

S201線馬黃段養(yǎng)護維修工程位于蘭州市永登縣，由北向南行進，起點：中川鎮(zhèn)馬家山，終點：黃羊頭。由于多次的改建和年久失修，使得現(xiàn)有路段路基寬窄不一，從5m—14m不等；路面等級低、通行能力差，大部分路段為3cm厚瀝青罩面，基層多為15cm石灰穩(wěn)定土；路段內廠礦企業(yè)、物流園眾多，行駛多為重載、超載車輛，使瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱橫向裂縫、龜裂、沉陷、坑槽等病害，直接影響了行車的安全性和舒適性。雨天泥濘不堪晴天塵土飛揚是此路最真實的寫照。圖1-圖2所示：

圖1 龜網裂破壞

圖2砂礫化路段

本項目全深式水泥就地冷再生底基層施工樁號為K20+000-K21+000段，地處樹屏鎮(zhèn)哈家嘴街道，路線右側主要為政府職能及社會公益性單位和民房。若此段落重鋪路面必定會抬高原有路面高度，影響車輛及居民出行，故選擇全深式水泥就地冷再生底基層施工可降低標高30cm。表1所示：

一般路面設計（組合高度57cm） 就地冷再生路面設計（組合高度27cm）

3cmAC-13瀝青混凝土上面層 3cmAC-13瀝青混凝土上面層

4cmAC-20瀝青混凝土下面層 4cmAC-20瀝青混凝土下面層

20cm水泥穩(wěn)定碎石基層 20cm水泥穩(wěn)定碎石基層

20cm水泥穩(wěn)定砂礫底基層 20cm全深式水泥就地冷再生底基層

10cm天然砂礫找平層 （施工完畢后與原路面同高）

3 施工步驟與質量控制

3.1 施工準備階段

3.1.1 舊路調查及試驗參數(shù)確定

通過對舊路結構的現(xiàn)場調查，冷再生機現(xiàn)場破碎未摻加水泥的舊路面，由試驗人員就地均衡取料，通過對拌和料的篩分及多次擊實試驗，確定粒料的最大干密度、最佳含水量，進行無側限抗壓強度試驗確定摻加的水泥劑量。施工之前通過取芯了解每段的原結構層厚度，為冷再生機銑刨厚度的確定提供依據；通過對老路含水量的測定，計算出水的噴灑量。外加水與老路材料含水量的總和要比最佳含水量略高（控制在1%-2%以內）。

3.1.2 舊路面缺陷處理

冷再生施工前應將舊路路面清掃干凈，并將舊路明顯的沉陷、坑槽進行填平處理。對于局部翻漿地段先換填砂礫后再進行夯實碾壓，對于路基下沉、路面偏拱均采用填補砂礫修整。

3.2 撒布水泥及新料

3.2.1 確定施工網格線尺寸

網格線尺寸的確定有多種方法，但必須根據施工寬度和再生機最大作業(yè)寬度綜合考慮，一般采取半幅施工法，且目前我省主要使用維特根W2500型再生機，一次性最大作業(yè)寬度為2.5m。為了便于施工，S201線以1袋水泥的重量來反算網格線尺寸，即以一個網格線內1袋水泥來確定方格面積。由于再生機最大作業(yè)寬度為2.5m，所以半幅路面寬度分兩次再生，每次再生寬度為2.2m，所以推算出方格長度為1.05m，即撒布方格尺寸長×寬=1.05m ×2.2m。如果每天作業(yè)的面積與速度都有較高的要求，則不建議采用撒布白灰網格線來人工加水泥的方法施工，可以直接配置水泥漿，用撒布車直接作業(yè)可大大提高工作效率。圖3所示：

圖3 白灰線網格

3.2.2 撒布水泥

撒布的水泥要求使用質量穩(wěn)定的品牌水泥，初凝時間不小于4h，終凝時間在6 h ～ 10 h范圍內。水泥劑量要求穩(wěn)定。經室內試驗確定冷再生底基層水泥用量為4%，由于考慮的室外天氣的變化和施工的質量，具體施工過程中按5%控制。由于本項目再生面積不大，故選擇人工撒布水泥。需要配備至少24人進行施工（安全員3人，后場裝水泥5人，前場劃線、卸水泥、攤鋪水泥、人工整平16人）。當水泥放入事先畫好的網格先后，分三組人作業(yè)。第一組2人用鐮刀將水泥袋子劃破，第二組6人將水泥倒在網格線內，第三組8人用平鍬或耙子將水泥均勻的攤鋪在整個網格表面，三組人緊密配合可提高工作效率。圖4-圖7所示：

圖4 劃破水泥袋 圖5 倒水泥

圖6 攤鋪水泥 圖7 水泥攤鋪完畢

3.3 銑刨、拌合

冷再生機到位（本工程采用是德國維特根公司的WR2500型冷再生機，作業(yè)寬度為2.5m）后開始進行拌和。應按照冷再生機預先設定的銑刨深度和行進速度對路面緩慢、勻速、連續(xù)銑刨、拌和。拌和時行走速度一般控制在5m/min—8m/min。不得隨意變更速度或者中途停頓，網裂嚴重地段應降低再生機行進速度，提高銑刨轉子轉速。根據路面寬度和冷再生機的工作寬度，施工時應分幅進行，并且需分段施工。單幅再生至一個作業(yè)段終點后，將再生機調至作業(yè)段起點，進行第二幅施工，縱向相鄰兩幅接縫的重疊不宜小于30cm。同時再生機前進方向連接一臺水車，將再生機自吸水管插入水車罐內，水車掛空擋通過再生機推動前進。施工中再生深度的檢查以相鄰已經再生或原路面為標準，用鋼纖刺入土中，測量其刺入深度，看深度是否合格。再生機后安排4-6人處理邊線和清理混合料中的雜質以及每刀起始位置的余料，以防止影響縱向接縫、橫向接縫、平整度和再生材料的密實性。再生后現(xiàn)場應及時取樣檢測水泥劑量及含水量，以確保及時準確地對水泥劑量進行調整。同時現(xiàn)場取樣做含水量試驗，現(xiàn)場含水量測定采用燃燒法，考慮原面層瀝青存在燒失情況影響結果準確性，施工前通過多組試驗測出燃燒法與烘干法比例關系，所取混合料應保持均勻一致，確保實際含水量與最佳含水量相符。含水量最不好控制，它與當日氣溫高低和原路面結構含水量不一而發(fā)生變化，一般由冷再生機操作人員通過機上自動計量加水控制 ，現(xiàn)場試驗員員應隨時可檢測含水量并加以調整，使其大于最佳含水量的1%～2%。圖8-圖9所示：

圖8 再生機與水車相連自吸取水 圖9再生機銑刨、拌合

3.4 整平

再生作業(yè)完成后，用22T振動壓路機快速初壓（不開振動）3遍，完成整個作業(yè)段的初壓后，用平地機進行整平，平地機刮平深度宜盡量加深；對發(fā)現(xiàn)的局部輪跡、凹陷進行人工修補；通過舊路整形達到“調坡”、“調拱”的目的，且保證平整度滿足設計要求。確保平整度和縱斷面高程、橫坡度符合設計。施工中，按“寧刮勿補”的原則，嚴禁“薄層找補”。若找補厚度過薄，找補前先將穩(wěn)壓后的局部低洼處用齒耙將表層5cm耙松，再進行找補。確保碾壓成型一致，不起皮、不松散、無離析現(xiàn)象。圖10-圖13所示：

圖10 壓路機初壓 圖11 平地機整平

圖12 人工整平 圖13 檢出的超粒徑骨料

3.5 壓實

初壓時混合料的含水量應為最佳含水量。碾壓過程中，再生層表面應始終保持濕潤，如水分蒸發(fā)過快，應及時補充灑水。直線和不設超高的平曲線段，由路肩向路中心碾壓，設超高的平曲線段，由內側路肩向外側路肩方向碾壓，相鄰縱縫碾壓時應重疊15～20cm；待單鋼輪靜壓3遍平地機找平后，再震動碾壓4-6遍，頭2遍碾壓速度為1.5—1.7km/h，后2遍為2—2.5 km/h，最后用膠輪壓路機碾壓6-8遍將表面收光。如在碾壓過程中出現(xiàn)彈簧、松散、起皮等現(xiàn)象時，應及時翻開重新拌和，使其達到質量要求。在碾壓完畢時表面仍要保持濕潤，如碾壓時發(fā)現(xiàn)表面過干，應采用霧化水補水，防止普通補水方式沖刷表面水泥漿及細集料，嚴禁水車停放于冷再生底基層上長時間流淌、沖刷。整個施工過程應盡量縮短施工延遲時間，減小延遲時間對表面成型和強度的影響，要求從銑刨、拌和到碾壓結束不得大于水泥初凝時間。特別注意的是壓實度檢測應緊跟壓路機及時進行，以便發(fā)現(xiàn)壓實度不足時在允許延遲時間內復壓處理，避免已成型的混合料檢測發(fā)現(xiàn)壓實度不足后復壓使底基層內部產生微裂縫，影響強度和整體性。圖14-15所示：

圖14 單鋼輪復壓 圖15膠輪壓路機復壓收光

3.6 養(yǎng)生

碾壓完成并經壓實度檢查合格后及時覆蓋土工布灑水養(yǎng)生，養(yǎng)生期不得少于7 d。在養(yǎng)生期和下一工序施工前應保持結構層表面處于濕潤狀態(tài)，以避免干縮裂縫，在養(yǎng)生期內禁止車輛通行（灑水車輛除外）。若無法阻止車輛在路面行駛，可設置土減速帶，降低車輛行駛速度，或阻攔上路行駛。圖16所示：

圖16 設置減速帶

3.7 技術控制要點

實際施工過程中需對以下技術要點進行精細控制：

（1）大面積施工前，先鋪筑長度不小于200m 的試驗路，通過一系列的試驗檢測手段及施工工藝總結確定相關工藝參數(shù)；（2）加大對水泥凝結時間、強度、安定性檢測頻度，嚴禁使用不符合要求的水泥；（3）水泥劑量要求穩(wěn)定，水泥劑量撒布前須標定，施工中須檢驗；（4）嚴格控制施工用水量，施工含水量可較最佳含水量大1%～2%（高溫或大風天氣可適當增加），需注意水量噴灑均勻，碾壓完畢時表面仍要保持濕潤。如碾壓時發(fā)現(xiàn)表面過干，采用霧化水補水；（5）就地冷再生機施工行走速度決定了級配的粗細，為取得良好級配，根據試驗路驗證結果，建議就地冷再生機施工行走速度最好控制在4 m/min ～ 8m/min 范圍內；（6）盡量縮短施工延遲時間，減小延遲時間對表面成型和強度的影響，要求從銑刨、拌和到碾壓結束不得大于初凝時間；（7）嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上調頭或急剎車，以避免再生層表面受損壞；（8）壓實度檢測應緊跟終壓壓路機及時進行。

3.8 技術優(yōu)勢

（1）全深式水泥就地冷再生底基層可以修補各種類型的路面病害，改善原有路面的幾何形狀以及橫坡度，并且對原老路路面高程抬高較小，方便周遍居民生活；（2）可以同時對面層和基層進行破碎拌和，保證路面結構的整體性，對舊路路基的影響和破壞很小，從而提高基層承載力，提高路面等級；（3）工藝簡單，機械化程度高，銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪、壓實可一次完成，大大提高了生產效率，施工工序的簡化使得施工速度加快，減少對老路交通的影響，降低了工程費用；（4）充分利用舊路路面和基層材料，大大減少了新材料的用量，節(jié)約資源，舊路材料沒有被廢棄，有利于保護環(huán)境；（5）工程造價比以往傳統(tǒng)增加路面結構層施工工藝的造價低。

4 結語

通過S201線馬黃段施工實踐證明，全深式水泥就地冷再生底基層施工工藝簡單，能最大限度地利用廢舊瀝青混合料，節(jié)省大量砂石料，減少大量的能源消耗。目前已投入運營并進入養(yǎng)護維修期的瀝青混凝土路面都是一個潛在的可再生能源基地。

參考文獻：

[1] 蘇曉燕.全深式就地冷再生基層質量控制[D].長安大學，2010.

[2] 吳振亞.全深式就地冷再生技術應用研究[D].長沙理工大學，2012.