浅谈全深式水泥就地冷再生底基层施工工艺

窦鸿云 梁鑫

(兰州公路管理局应急抢险保障中心,甘肃兰州 730046)

浅谈全深式水泥就地冷再生底基层施工工艺

窦鸿云 梁鑫

(兰州公路管理局应急抢险保障中心,甘肃兰州 730046)

目前我国公路运输普遍存在超载的问题,导致许多公路提前进入大修期,旧路的维修与改造将成为未来公路施工的主要工作内容。同时,大量旧的路面混合料被废弃,不仅浪费资源,而且将造成极大的环境污染。因此,混合料的再生利用越来越受到人们的重视,大力开展养护新设备、新技术、新材料和新工艺的研究和应用,势必将交通事业切实转入全面可持续发展的轨道。就地冷再生法是指充分利用现有沥青道路旧铺层材料(面层与基层),必要时加入部分新骨料,并按一定比例加入适量的稳定剂(水泥、石灰、粉煤灰等),在自然环境温度下就地连续完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型,最终形成一种特殊级配的道路基层(或底基层)。本文主要通过S201线马黄段养护维修工程中,针对旧路进行全深式水泥就地冷再生底基层的施工过程来介绍此工艺的施工质量控制要点。

全深式水泥就地冷再生 底基层施工 质量控制

1 前言

全深式就地冷再生技术是采用专用的就地冷再生机，对路面(包括基层)进行现场冷铣刨、破碎，掺入一定比例的新骨料(必要时)、再生结合料(水泥)、水，并通过碾压等工序，一次性实现旧路面再生的技术。该技术不仅可以节约大量的筑路材料，充分利用旧路材料，恢复和提高旧路强度，还有利于缩短工期、节约能源，避免环境污染，降低工程造价。

2 工程概况

S201线马黄段养护维修工程位于兰州市永登县，由北向南行进，起点：中川镇马家山，终点：黄羊头。由于多次的改建和年久失修，使得现有路段路基宽窄不一，从5m—14m不等；路面等级低、通行能力差，大部分路段为3cm厚沥青罩面，基层多为15cm石灰稳定土；路段内厂矿企业、物流园众多，行驶多为重载、超载车辆，使沥青混凝土路面出现纵横向裂缝、龟裂、沉陷、坑槽等病害，直接影响了行车的安全性和舒适性。雨天泥泞不堪晴天尘土飞扬是此路最真实的写照。图1-图2所示：

本项目全深式水泥就地冷再生底基层施工桩号为K20+000-K21+000段，地处树屏镇哈家嘴街道，路线右侧主要为政府职能及社会公益性单位和民房。若此段落重铺路面必定会抬高原有路面高度，影响车辆及居民出行，故选择全深式水泥就地冷再生底基层施工可降低标高30cm。表1所示：

3 施工步骤与质量控制

3.1 施工准备阶段

3.1.1 旧路调查及试验参数确定

通过对旧路结构的现场调查，冷再生机现场破碎未掺加水泥的旧路面，由试验人员就地均衡取料，通过对拌和料的筛分及多次击实试验，确定粒料的最大干密度、最佳含水量，进行无侧限抗压强度试验确定掺加的水泥剂量。施工之前通过取芯了解每段的原结构层厚度，为冷再生机铣刨厚度的确定提供依据；通过对老路含水量的测定，计算出水的喷洒量。外加水与老路材料含水量的总和要比最佳含水量略高(控制在1%-2%以内)。

3.1.2 旧路面缺陷处理

冷再生施工前应将旧路路面清扫干净，并将旧路明显的沉陷、坑槽进行填平处理。对于局部翻浆地段先换填砂砾后再进行夯实碾压，对于路基下沉、路面偏拱均采用填补砂砾修整。

表1

3.2 撒布水泥及新料

3.2.1 确定施工网格线尺寸

网格线尺寸的确定有多种方法，但必须根据施工宽度和再生机最大作业宽度综合考虑，一般采取半幅施工法，且目前我省主要使用维特根W2500型再生机，一次性最大作业宽度为2.5m。为了便于施工，S201线以1袋水泥的重量来反算网格线尺寸，即以一个网格线内1袋水泥来确定方格面积。由于再生机最大作业宽度为2.5m，所以半幅路面宽度分两次再生，每次再生宽度为2.2m，所以推算出方格长度为1.05m，即撒布方格尺寸长×宽=1.05m×2.2m。如果每天作业的面积与速度都有较高的要求，则不建议采用撒布白灰网格线来人工加水泥的方法施工，可以直接配置水泥浆，用撒布车直接作业可大大提高工作效率。图3所示：

3.2.2 撒布水泥

撒布的水泥要求使用质量稳定的品牌水泥，初凝时间不小于4h，终凝时间在6h～10h范围内。水泥剂量要求稳定。经室内试验确定冷再生底基层水泥用量为4%，由于考虑的室外天气的变化和施工的质量，具体施工过程中按5%控制。由于本项目再生面积不大，故选择人工撒布水泥。需要配备至少24人进行施工(安全员3人，后场装水泥5人，前场划线、卸水泥、摊铺水泥、人工整平16人)。当水泥放入事先画好的网格先后，分三组人作业。第一组2人用镰刀将水泥袋子划破，第二组6人将水泥倒在网格线内，第三组8人用平锹或耙子将水泥均匀的摊铺在整个网格表面，三组人紧密配合可提高工作效率。图4-图7所示：

3.3 铣刨、拌合

冷再生机到位(本工程采用是德国维特根公司的WR2500型冷再生机，作业宽度为2.5m)后开始进行拌和。应按照冷再生机预先设定的铣刨深度和行进速度对路面缓慢、匀速、连续铣刨、拌和。拌和时行走速度一般控制在5m/min—8m/min。不得随意变更速度或者中途停顿，网裂严重地段应降低再生机行进速度，提高铣刨转子转速。根据路面宽度和冷再生机的工作宽度，施工时应分幅进行，并且需分段施工。单幅再生至一个作业段终点后，将再生机调至作业段起点，进行第二幅施工，纵向相邻两幅接缝的重叠不宜小于30cm。同时再生机前进方向连接一台水车，将再生机自吸水管插入水车罐内，水车挂空挡通过再生机推动前进。施工中再生深度的检查以相邻已经再生或原路面为标准，用钢纤刺入土中，测量其刺入深度，看深度是否合格。再生机后安排4-6人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料，以防止影响纵向接缝、横向接缝、平整度和再生材料的密实性。再生后现场应及时取样检测水泥剂量及含水量，以确保及时准确地对水泥剂量进行调整。同时现场取样做含水量试验，现场含水量测定采用燃烧法，考虑原面层沥青存在烧失情况影响结果准确性，施工前通过多组试验测出燃烧法与烘干法比例关系，所取混合料应保持均匀一致，确保实际含水量与最佳含水量相符。含水量最不好控制，它与当日气温高低和原路面结构含水量不一而发生变化，一般由冷再生机操作人员通过机上自动计量加水控制，现场试验员员应随时可检测含水量并加以调整，使其大于最佳含水量的1%～2%。图8-图9所示：

3.4 整平

再生作业完成后，用22T振动压路机快速初压(不开振动)3遍，完成整个作业段的初压后，用平地机进行整平，平地机刮平深度宜尽量加深；对发现的局部轮迹、凹陷进行人工修补；通过旧路整形达到“调坡”、“调拱”的目的，且保证平整度满足设计要求。确保平整度和纵断面高程、横坡度符合设计。施工中，按“宁刮勿补”的原则，严禁“薄层找补”。若找补厚度过薄，找补前先将稳压后的局部低洼处用齿耙将表层5cm耙松，再进行找补。确保碾压成型一致，不起皮、不松散、无离析现象。图10-图13所示：

3.5 压实

初压时混合料的含水量应为最佳含水量。碾压过程中，再生层表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补充洒水。直线和不设超高的平曲线段，由路肩向路中心碾压，设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩方向碾压，相邻纵缝碾压时应重叠15～20cm；待单钢轮静压3遍平地机找平后，再震动碾压4-6遍，头2遍碾压速度为1.5—1.7km/h，后2遍为2—2.5 km/h，最后用胶轮压路机碾压6-8遍将表面收光。如在碾压过程中出现弹簧、松散、起皮等现象时，应及时翻开重新拌和，使其达到质量要求。在碾压完毕时表面仍要保持湿润，如碾压时发现表面过干，应采用雾化水补水，防止普通补水方式冲刷表面水泥浆及细集料，严禁水车停放于冷再生底基层上长时间流淌、冲刷。整个施工过程应尽量缩短施工延迟时间，减小延迟时间对表面成型和强度的影响，要求从铣刨、拌和到碾压结束不得大于水泥初凝时间。特别注意的是压实度检测应紧跟压路机及时进行，以便发现压实度不足时在允许延迟时间内复压处理，避免已成型的混合料检测发现压实度不足后复压使底基层内部产生微裂缝，影响强度和整体性。图14-15所示：

3.6 养生

碾压完成并经压实度检查合格后及时覆盖土工布洒水养生，养生期不得少于7 d。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(洒水车辆除外)。若无法阻止车辆在路面行驶，可设置土减速带，降低车辆行驶速度，或阻拦上路行驶。图16所示：

3.7 技术控制要点

实际施工过程中需对以下技术要点进行精细控制：

(1)大面积施工前，先铺筑长度不小于200m 的试验路，通过一系列的试验检测手段及施工工艺总结确定相关工艺参数；(2)加大对水泥凝结时间、强度、安定性检测频度，严禁使用不符合要求的水泥；(3)水泥剂量要求稳定，水泥剂量撒布前须标定，施工中须检验；(4)严格控制施工用水量，施工含水量可较最佳含水量大1%～2%(高温或大风天气可适当增加)，需注意水量喷洒均匀，碾压完毕时表面仍要保持湿润。如碾压时发现表面过干，采用雾化水补水；(5)就地冷再生机施工行走速度决定了级配的粗细，为取得良好级配，根据试验路验证结果，建议就地冷再生机施工行走速度最好控制在4m/min～8m/min范围内；(6)尽量缩短施工延迟时间，减小延迟时间对表面成型和强度的影响，要求从铣刨、拌和到碾压结束不得大于初凝时间；(7)严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车，以避免再生层表面受损坏；(8)压实度检测应紧跟终压压路机及时进行。

3.8 技术优势

(1)全深式水泥就地冷再生底基层可以修补各种类型的路面病害，改善原有路面的几何形状以及横坡度，并且对原老路路面高程抬高较小，方便周遍居民生活；(2)可以同时对面层和基层进行破碎拌和，保证路面结构的整体性，对旧路路基的影响和破坏很小，从而提高基层承载力，提高路面等级；(3)工艺简单，机械化程度高，铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺、压实可一次完成，大大提高了生产效率，施工工序的简化使得施工速度加快，减少对老路交通的影响，降低了工程费用；(4)充分利用旧路路面和基层材料，大大减少了新材料的用量，节约资源，旧路材料没有被废弃，有利于保护环境；(5)工程造价比以往传统增加路面结构层施工工艺的造价低。

4 结语

通过S201线马黄段施工实践证明，全深式水泥就地冷再生底基层施工工艺简单，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。目前已投入运营并进入养护维修期的沥青混凝土路面都是一个潜在的可再生能源基地。

[1]苏晓燕.全深式就地冷再生基层质量控制[D].长安大学,2010.

[2]吴振亚.全深式就地冷再生技术应用研究[D].长沙理工大学, 2012.