全深式就地冷再生在G312线鸡儿嘴至清水驿段公路维修改造工程应用研究

苟晓锋

摘 要：沥青路面全深式就地冷再生技术，是一项新的道路建设工艺，它充分利用旧沥青路面的材料（面层直至基层），在常温下利用专用冷再生机械，对旧沥青路面材料铣刨、破碎，并加入一定量的添加剂和水与其充分拌和，就地整平碾压成型，经养生形成满足路用强度要求的新型路面基层，对旧沥青路面的利用并由此解决旧路改建时“调拱、调坡”的问题，以达到简化施工程序、降低工程造价之目的。

关键词：冷再生;维修改造;应用研究

中图分类号：U418.8 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）07-0155-02

1 我省公路發展概况及全深式冷再生的示范性

“十一五”及“十二五”期间是我省交通高速发展阶段，“十一五”我省新增公路2.7万公里，油路占公路总里程的40.83%，比“十五”末提高16.66个百分点。高速公路新增986公里，高速公路通车里程是“十五”末的1.98倍。全省共完成干线路网改造工程4803公里，在5.12汶川地震灾区陇南实施干线公路灾后重建项目12项1128公里。公路快速发展的同时，还存在不少问题制约了我省公路建设，主要的问题是：（1）我省筑路材料极为短缺。省内用于筑路的合格料源在已调查的33个料场中，仅有8个料场的石料可用于沥青路面面层的铺筑，这一比例仅为24%。（2）我省河西地区虽然砾石资源丰富，但是盐渍化严重，不能用于筑路，在我省及邻省修筑公路后均发生了严重的盐胀病害。如某省级高速全长42公里，于2010年建成通车，通车次年4、5月，发现路面隆起，形成胀缝达255条，严重影响路面质量和行车安全。（3）常年对河道进行采挖，基层用砾石材料已经接近匮乏。目前我省14个市州均相继出台了关于禁止采砂的政策，全省90%以上的河流禁止采砂：如徽县徽政告字[2012]2号《关于游龙河、江洛河部分河段禁止采砂的通告》、陇南市武都区出台河道采砂管理办法、兰州市区黄河河道禁止采砂范围划定、定西市河道采砂管理办法、甘肃省天水市人民政府关于印发《天水市河道采砂管理办法》的通知、平凉市全面禁止在中心城市规划区内河道采砂、静宁县人民政府办公室关于印发静宁县河道采砂管理暂行办法的通知、临夏政府限期整改违规采砂，要求恢复河道原貌、泾川县办理人大代表建议整治河道非法采砂行为等等。甘肃省水利厅也发布了关于开展河道采砂管理执法检查的通知等，加大力度对省内河道进行治理，禁止采挖，逐步恢复河道原貌及生态环境。（4）公路维修产生大量的废旧料。按照10年的大中修周期测算，以高速公路总里程达到3600公里为准，每年需要对360公里公路进行翻修，每年我省大中修工程中将会产生36万方废旧料。假设将这些废旧料堆积起来，按最高堆积5米计算，将占用7.2万平米土地，造成极大的土地浪费。届时再加上1万多公里二级路的维修，实际将会产生超过100万方的废旧料，实际占用土地将会超过20万平方米，这对于土地资源极其短缺的甘肃省来说，将会是一个重大的考验。

面对日趋严峻的资源能源形势，现有的传统的公路养护技术体系已经难以满足发展需要，迫切需要公路材料循环再生利用低碳环保的养护技术，节能增效，走资源节约、环境友好的交通发展之路。

近年高速公路计重收费实行以来，大部分超载车辆为免缴车辆通行费在G312线路段绕行，重载、超载车辆多，原来的设计标准不适应近年来的交通量实际载重需求，超负荷运行缩短了路面使用周期，造成许多路段路面损坏严重。加之沿线砂厂、厂矿企业重载、超载车辆不断增加，加速了路面损坏。在重载、超载车辆的反复碾压下，原路路面破损严重，网裂、坑槽等病害普遍，部分路段沥青表层已完全消失，变为砂路。

经过近几年的建设，一些干线公路的破坏也到了必须养护的时候，大规模应用冷再生循环利用技术具备了基本条件，是发展冷再生技术的良好时机，我省也迫切需要此项技术来解决石料短缺和养护资金两大难题。全深式再生能够很好的解决上述问题，具有良好的示范性。

2 G312线鸡儿嘴至清水驿段公路维修改造工程全深式就地冷再生分项简介

全深式就地冷再生是采用就地冷再生设备，对旧沥青路面进行现场冷铣刨，破碎，掺入再生结合料（水泥、石灰等）、水，或掺入一定数量的新集料，经过常温就地拌和，摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青路面再生的技术。全深式就地冷再生后的材料可作为新结构层中的底基层或基层。

本项目路线长92.5Km。全深式就地冷再生铺筑面积889090m2。根据施工图设计全深式就地冷再生路段路面结构形式为：“20cm厚全深式就地冷再生底基层+20cm水泥稳定碎石基层+5cm厚AC-16沥青混凝土+3cm厚AC-13细粒式沥青混凝土”。就地冷再生在目前甘肃省已全面推广应用，兰州公路管理局在2015年G312线鸡清项目改造中大规模实施全深式冷再生，就地冷再生底基层全长约75km，全深式冷再生作为路面底基层，厚度采取20cm，考虑到通车要求，采取半幅施工。

沥青路面的全深式冷再生技术具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。

3 实施冷再生路面前期病害情况

交通量大、重载车辆多，路面龟网裂、坑槽、沉陷等病害严重，影响车辆正常通行。主要病害：龟网裂、坑槽、沉陷等严重。通过钻芯取样发现：“基层强度不足，无法取出完整芯样;部分路段面层芯样完整，龟网裂严重路段芯样松散。通过弯沉检测发现，路面结构强度随着路面破损状况下降而逐步衰减，弯沉变化大，路面承载能力偏弱，路面使用性能差。”

4 冷再生施工准备

4.1 再生材料配合比设计

水泥稳定再生层施工前，需要对原路面进行取样，并进行配合比设计，要求利用就地再生机在原旧路面上铣刨有代表性的样品。用再生机进行取样，不仅可以了解实际结构层厚度和材料类型，而且提供了试验室配合比设计样品。

4.2 设备准备

再生机1台;水泥浆车1台;平地机1台;羊足碾1台;20T单钢轮振动压路机1台;22T单钢轮振动压路机1台;30T胶轮压路机1台;15T洒水车3辆。

5 全深式冷再生施工

水车+水泥浆车+冷再生机施工过程：

（1）对原路面清理及预处治：清理原路面垃圾、杂物等，弯沉异常部位进行换填处理，路面沉陷严重路段进行找平。（2）施工现场：每个半幅施工单元为150延米，依次倒段，接续施工。越过路中心线25cm，作为另外半幅施工重叠宽度。从路面边缘向路中心线方向施工。（3）水泥浆车：将水泥与水分别注入水泥浆车中的水泥罐与蓄水罐。根据确定的最大干密度以及水泥剂量设定参数，将水泥浆车与再生机连接。（4）2015年3月25日进行试验段施工：半幅路面宽6.0m，200m理论撒布量为28.2T水泥（水泥剂量5.0%），实际注入水泥28.4T。现场取样做水泥滴定试验结果符合5%水泥掺量要求。再生机按照4-6米/分速钟行进，由于行车干扰，边通车边施工每天完成工作量800m。

优点：水泥浆按配比由电脑控制，计量准确，撒布均匀，施工现场环保、整洁，使用人员较少。

6 整形碾压

初压时先让压路机紧跟再生机后面进行一遍静压，静压后采用强振（高幅低频）进行压实，压实遍数应足以保证再生层底部2/3厚度范围内的压实度达到规定要求（碾压5遍以上）。每次碾压从施工段起点开始，至再生机边缘止，碾压宽度应超过该幅再生宽度。压路机的工作速度不得超过3km/h。在完成一个作业段的再生和初压后，应立即用平地机整形。在直线段，平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线段，平地机由内侧向外侧进行刮平。必要时，再返回刮一遍。在整形前，如果再生材料表面水分散失比较严重，可以先洒水后用平地机整形。在整形过程中，严禁任何车辆通行，并保持无明显的粗细集料离析现象。整形后，应立即用双钢轮振动压路机以弱振（低幅高频）进行复压。直线和不设超高的平曲线段，由路肩向路中心碾时，每次应重叠1/2轮宽，压完路面全宽时即为一遍。一般需碾压4～6遍。压路机的碾压速度，头两遍以采用1.5～1.7km/h为宜，以后宜采用2.0～2.5km/h。最后用胶轮压路机进行终压（碾压4遍以上），必要时可洒水碾压。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，应保证再生层表面不受破坏。碾压过程中，再生层的表面始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时不撒少量的水，但严禁大量洒水碾压。碾压过程中，如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌和（加适量的水泥）或用其他方法处理，使其达到质量要求。经过拌和、整形的水泥穩定再生层，宜在水泥初凝前并应在试验确定的延迟时间内完成碾压，并达到要求的密实度，同时没有明显的轮迹。

由于再生后的拌合料虚铺厚度较大，本项目初压时采用羊足碾，羊足碾在碾压时，滚筒的全部重量通过一排着地的羊足作用在下层填料上。由于羊足端面面积小，压强大，直接处于羊足下的填料受到最大正压力，羊足四周同时向外传递侧压力，试验证明，在填料虚铺较大情况下羊足碾的压实效果比光轮碾要好。

7 压实度检测

现场采用灌砂法测压实度，现场实测数据满足压实度要求。

8 养生及交通管制

压实度检测合格后，首先将再生层表面洒水彻底润湿，然后用土工布覆盖养生，在整个养生期内封闭交通，同时设置醒目警示标志，安排专人指挥交通，养生期内严禁各种车辆在养生区段内碾压、停留或调头。养生不得少于7天，养生期结束后，应及时将再生层表面清扫干净。

9 试验数据检测

（1）无侧限抗压强度。无机结合料稳定材料无侧限抗压强试验检测结果均大于2.0Mpa。（2）水泥剂量检测。每天对冷再生混合料进行无机结合料稳定材料水泥剂量试验检测，数据结果均大于5%。（3）现场钻芯取样。养生期满后，钻取芯样完整。

10 技术创新和管理创新

针对全深式再生在甘肃省的应用，通过试验段做出如下技术创新：对于二灰碎石铣刨料，试验水泥用量下混合料强度均能满足强度要求。考虑到施工条件的情况及室外成型条件的差异，建议适当提高再生水泥剂量，以确保基层强度的可靠性。对于粘土含量过高或沥青废旧料含量过高情况，采用掺加碎石等相应措施进行处理。同时在水泥的撒布方面，改变了人工撒布的方式，采用水泥稀浆车进行喷洒，保证了水泥撒布的均应性，具有较高的创新程度。

11 结语

采用沥青路面再生技术对公路养护维修工程产生的废旧路面材料进行循环利用，一可以矫正路面病害，改造路面结构，延长路面寿命;二可以实现废旧路面材料的再生利用，减少维护工程的能源消耗和废弃材料的环境污染;三可以有效缩短施工周期。四是降低工程造价，是交通行业实现可持续发展的必然选择。本项目采用全深式冷再生技术，通过对冷再生配合比材料设计，施工工艺研究，最终可降低造价20%，节能80%以及减少排放95%以上。沥青路面再生技术减少了砂石材料的开采，节约了大量的资源，解决了废旧料的污染问题，同时也维持了原路面的结构和标高，且没有降低道路标准，具有明显的时间效益、经济效益、环保效益和社会效益。

参考文献

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[2] 魏至彬.浅谈全深式就地冷再生技术在二级公路改造中的应用研究[J].甘肃科技，2016，32（6）：95-98.

[3] 冯银富，祝海折.水泥全深式就地冷再生基层应用研究[J].山西交通科技，2013（3）：3-5.