浅析全深式冷再生基层的配合比设计

王成斌

摘 要：笔者结合近几年的试验检测经历和公路养护维修工程采用全深式冷再生基层的实际，总结出了公路养护工作全深式冷再生做基层时的配合比设计方法。

关键词：全深式；冷再生基层；配合比；设计

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0116-02

近年来，随着“五大”发展理念的提出，公路养护事业的可持续发展日趋重要，伴随着全社会环保意识的增强，在公路养护维修工程中传统挖铺模式设计施工理念在资源重复利用、环保方面存在着巨大的缺陷，逐渐被旧路面全深式冷再生利用技术所代替。沥青路面就地冷再生施工是近年来新发展的一种路面再生施工工艺，是采用专用机械对旧路面材料回收处理，并参加一定比例的新集料、新结合料铺筑形成新路面结构层（一般作为基层或底基层）的沥青路面再生技术。该项技术在节约利用资源，降低环境污染等方面有突出效果。然而按照规范规定的配合比設计方法做出来配合比设计在施工质量控制过程中产生的变异较大，无法有效控制施工质量。笔者结合近几年的试验检测经历，粗略谈一下水泥做为无机结合料的全深式冷再生做基层的配合比设计过程。

1 取样准备

（1）现场冷再生混合料取样。近几年通常采用的全深式冷再生机为维特根WR2500S型，本文就以该种机械施工条件在进行配合比设计论述。先对工程路段进行设计深度的全深式冷再生铣刨，根据原有路面基层的碎裂程度选择合适的行驶速度，一般为2-6m/min，正常速度采用4m/min（基层破碎较为严重时（龟网裂、块状裂缝较多）比正常快1-2m/min；基层整体性较好（无明显病害，只有车辙等局部病害）可比正常速度慢1-2m/min）。对铣刨混合料按10m一处，分左、中、右3个点进行取样（一般最少取3处），对所取的样进行充分混合。（2）水泥（无机结合料）。从进场的批次水泥中取样1-2袋（散装水泥不小于50kg），水泥一般采用普通硅酸盐缓凝水泥。（3）碎石。从料场取2-4cm规格碎石若干。（4）水。选择清洁水源（饮用水一般均适用于拌和用水，硫酸盐含量（按SO42-计）小于2.7mg/cm3，含盐量不得超过3.5mg/cm3，pH值大于4.5）。

2 初步试验

（1）做取样水泥的物理力学性能试验。（2）测定冷再生混合料的原始含水量，并采用四分法，称量5kg在烘干后（必须采取低温烘干方法，以避免高温混合料结团现象，可以采用40℃烘箱烘干2小时或采用自然晾干方式），做筛分试验（一般做2次，取平均值，两次误差不应大于5%），其级配范围采用《公路沥青路面再生技术规范》（JTG-F412008）3号级配。一般而言，由于旧路在基层、面层施工时严格按照规范控制了最大粒径（基层不大于37.5cm，面层不大于26.5mm），在就地冷再生时，铣刨机在高速旋转铣刨旧路时对原有基层、面层进行了二次加工，造成冷再生混合料颗粒组成以19.5mm筛孔以下为主，缺少基层级配《公路路面基层施工技术细则》（JTGTF20-2015）的C-A-3）要求的19.5-37.5mm之间骨料，如图1所示。（3）2-4cm碎石的密度、压碎值及筛分试验。

3 混合料的级配组合

按照设计文件要求并参考《公路路面基层施工技术细则》（JTGTF20-2015）规定，初拟冷再生基层的结构类型。根据冷再生混合料的特性，一般建议冷再生基层采用悬浮密实型结构，其级配采用C-A-3型级配，如表1所示。

采用对数坐标法确定在C-A-3型级配中值条件下的冷再生混合料与2-4cm碎石的参配比例。根据掺配比例掺配成新的混合料，做筛分试验（一般做2次，取平均值，两次误差不应大于5%），并与目标级配中值验证，如不符合采用上述循环，直至级配曲线接近目标级配中值为宜，并确定最终掺配比例。在现有的计算技术下，可采用人机对话方式配置完成。

4 配合比设计

4.1 掺配混合料的最大干密度和最佳含水量测定

对按比例掺配而成的混合料分别按下列4%、4.5%、5%、5.5%，6%五种水泥剂量配制不同水泥剂量的混合料；按公式1确定试样的干质量。公式2确定无机结合料的用量。

M1=M2/（1+（W1/100）） （1）

M3=（C/100）×M1 （2）

W2=W3-W1 （3）

M4=（W2/100）×（M1+M3） （4）

式中：M1-试样的干质量，g；M2-试样的风干质量，g；M3-水泥或石灰用量，g；M4-加水质量，g；W1-风干试样的含水量，%。W2-试样的加水百分比，%；W3-试样的最佳含水量，%；C-水泥的百分比%；

按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTGE51-2006）的方法确定混合料的最大干密度和最佳含水量。确定各种混合料的最佳含水量和最大干（压实）密度，至少应做三个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。其他两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。

4.2 稳定材料的试件制做（静压成型）

按规范要求压实度分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。根据最佳含水量和计算的干密度制备试件。进行强度试验时，作为平行试验的最少试件数量应不小3组，每组不少于9个，在标准条件下温度20±2℃、湿度大于95%的养护室内养生6d，浸水24h后，进行无侧限抗压强度试验，计算无侧限抗压强度试验结果的平均值和偏差系数，建立水泥用量与无侧限抗压强度值的回归曲线，并确定目标无侧限抗压强度值对应下的水泥剂量。

5 施工时配合比的参数调整

（1）参配碎石的调整。根据已确定的掺配碎石比例，计算碎石单位面积的撒布量。现场铺撒后，进行全深式冷再生铣刨，对现场铣刨料进行筛分试验，验证与试验室确定级配的差异。由于撒布碎石在冷再生铣刨时自身有一定粉碎，分析计算参配碎石的损耗率，并最终确定现场的实际碎石撒布量。此项工作每天至少抽样试验一次，才能保证施工级配与试验室目标级配的相符性。（2）通过确定的水泥剂量，考虑一定损耗后，换算确定现场水泥的撒布量。（3）根据测定混合料的初始含水量和最佳含水量，确定全深式冷再生施工期间的加水量。

6 结语

通过上述的方法与步骤，在我局G213线养护维修工程中完成了符合实际施工条件下的全深式冷再生基层的配合比设计。有效地控制了施工质量，从充分证明了养护生产中采用新技术时试验检测的重要性，为以后我局在采用新技术、新工艺时的质量控制积累了一定经验。

参考文献

[1]交通部公路科学研究所.公路沥青路面再生技术规范[M].人民交通出版社，2008.

[2]王旭东.交通运输部.公路路面基层施工技术细则[M].人民交通出版社，2015.