浅析冷再生技术在公路大修中的应用

2011-12-31张伟

中国新技术新产品 2011年9期

张伟

（江苏省宿迁市公路工程建设处，江苏宿迁 223800）

1 基层现场冷再生技术原理

冷再生技术是采用一次性粉碎法，将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎，再掺人一定数量、符合标准的再生剂、水泥、水(或加入乳化沥青)和骨料，按设定的厚度，用冷再生机进行处理后，经整形、碾压和后期养生，使其达到设计路基结构层技术要求的一种施工工艺。国外应用实践证明，基层再生技术是公路建设和养护可持续发展的重要组成部分，在我国同样具有重要的现实意义。

2 工程概况

本合同段为S245线K189+000-K201+315(二级公路，沥青砼路面，长12.315km，路面宽12m)段大修工程，面层行车道9米范围内沥青砼面层与二灰碎石基层一起铣刨，掺5%水泥进行老路再生处理，待再生部分养生结束后，路面12米宽范围内加铺18cm水稳碎石+沥青封层+5cm中粒式沥青砼（SUP-20型）+4cm细粒式沥青砼（SUP-13型）。在施工图设计阶段，路面结构为传统工艺，即将旧沥青混合料废弃掉，重新铺筑新的路面；后来经设计变更，改为采用水泥现场冷再生技术，结构层也作了改变。

3 施工准备

3.1 旧路结构状况调查

沥青混凝土旧路路面冷再生是利用旧路沥青混凝土及上基层(石灰土)经破碎加入水泥均匀拌和，在最佳含水量条件下碾压获得的半刚性结构。⑴对旧路进行弯沉检测，每车道1km检测40～50个点，详细了解旧路承载能力。⑵对旧路结构材料进行现场冷再生破碎取样，确定旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等，掌握结构强度；在实验室做级配和配合比试验，并确定不同配合比的最大干密度(重型击实)和最佳含水量，取点频率为1km取3点。⑶对旧路结构材料进行土质分析后，确定添加剂为32.5级路用普通硅酸盐水泥。

3.2 机具准备

工程开工前，应保证设备机具完好并满足施工需要，主要设备有：冷再生机、平地机、洒水车、运送水泥汽车、振动压路机、胶轮压路机、三轮压路机、推土机等。

3.3 材料要求

⑴经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层获得的混合料作为冷再生结构的骨料及填充料，大于5mm的骨料质量分数应在40%～75%之间，否则应采取增加骨料或填充料的措施。⑵水泥采用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥，初凝时间4h以上和终凝时间较长(宜在6h以上)的水泥。⑶水采用不含有害物质的水或饮用水。

3.4 级配和配合比

⑴对取好的混合料由实验人员编号后筛分，确认混合料的实际级配。⑵抗压强度：根据级配对每一编号试块在实验室按含水泥量(质量比)5%，6%，7%试配获取三种水泥含量的最大干密度和最佳含水量，并在规定温度下，试件保湿养生6d，浸水24h后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验获取7d标准抗压强度，根据试验结果最终确定设计添加水泥量。

4 施工方案与施工工艺

本工程采用以水泥作为添加料对沥青混凝土路面进行就地冷再生方案，水泥的通常用量按重量计在3%～7%之间比较合适。

冷再生为新工艺，施工经验相对较少，为确保工程质量，先期进行了300米的试验路段，通过旧路材料筛分、击实试验，确定各项参数指标，最后明确其主要施工工艺如下：

4.1 旧路面破碎拌和

旧路面再生采用Wirtgen2500冷拌再生机，该机最大工作宽度为250cm，最大拌和深度40cm，能保证连续拌和，具有很高的生产率，能精确控制铺筑厚度。工作深度一旦确定，则转子的切削深度将由传感器及控制系统保证，从而获得精确的冷再生厚度；可半封闭施工，改善交通中断状况及施工安全。为避免出现条梗，相邻两幅重叠20cm～30cm。工作时，冷再生机需一辆洒水车搭配保证拌和用水，拌和过程按10%含水量加水，随拌随检查含水量，拌和行进速度8m～0m/min，有专人随时跟机检测拌和深度，确保拌合料含水量及拌合层厚度。破碎拌和后，经筛分大颗粒内如颗粒团过多，可用再生机或路拌机加拌一次，水分不足路段，加拌前及时补洒水，保证再生混合料的稳定性。

4.2 路面混合料分析

拌和后的旧料分析包括旧料的筛分结果，最佳含水量，最大干密度以及松铺量的确定，作业段合理长度确定。实验室从现场均衡取料，通过对拌合料的筛分，通过多次击实试验，确定粒料的最大干密度为2.25g/cm3，最佳含水量为9.5%，松铺系数为1.33。通过冷再生的延迟时间对强度的影响试验，确定延迟时间为4h。施工中，严格控制从加水泥开始拌和到碾压完成的时间在4h内完成，通过试验段确定工作段的合理长度为160m。

4.3 破碎后的旧路整形

整幅路段拌和完成后，用平地机初步整平，再用震动压路机稳压二遍，测量人员根据设计纵断高程和横坡度，每10米为一断面分左中右及1/4处五个点测出高程，按1.33的松铺系数，人工找出基准点，相邻两个点用石灰连成线，高程不足时及时用平地机刮平。通过旧路整形达到“调坡”、“调拱”的目的，且保证平整度。

4.4 施工工艺与注意事项

摊铺水泥采用方格网法，水泥剂量按4%控制，为25t/1000m。具体操作方法是根据冷再生层的宽度，确定摆放水泥的行数和间距，划出方格网，人丁摊匀水泥。

冷再生机对原路面进行旧路材料和水泥充分加水拌和，有关试验人员应立即现场检测含水量，使冷再生的含水量比最佳含水量高出1%～2%，以满足水泥水化作用的需要，同时弥补碾压过程中含水量的损失。拌和时再生机行走速度控制在6m/min。水车在冷再生机前面用水带与之相连并同步进行，为冷再生机加水。水车与冷再生机连接拆卸与安装选在每一施工段起点进行。

冷再生混合料拌和均匀后，用YZ14振动压路机排压一遍，速度控制在3km/h。排压过程中若发现含水量不均匀或不平处，应将补料连同其下层混合料一起翻松10em，刮平后再压实，经过排压之后，用平地机按设计高程整平至符合设计标准。

⑴碾压组合：碾压遵循先轻后重，先慢后快的原则，先用YZ14振动压路机稳压一遍，YZ18振动压路机压四到五遍，三轮压路机静压两遍，20t胎压路机压两遍。碾压时注意错轴宽度，并由路边向路中心依次碾压，终压之后；冷再生层应平整光滑，表面有水浆渗出，注意终压完成时间不能超过水泥终凝时间。碾压完成后灌砂法测定压实度，保证密实度满足设计要求。

⑵施工时间控制：试验段施工过程中冷再生机平均速变为6m/min。施工过程中应尽量减少无故停机时间和刮平时间，确保总体上每一段落施工时间在4.5小时以内。

⑶养生：碾压成形四小时后(视气温情况)，可以用潮湿的帆布和其他合适的潮湿材料覆盖。在整个养生期间，都应保持覆盖材料处于潮湿状态。也可用水车在冷再生层上直接淋水养护。在七天内禁止放行交通，全天候养生，始终保持表面湿润。