公路水泥稳定就地冷再生改造沥青路面施工技术与应用

徐建平

(中铁二十局集团第二工程有限公司， 陕西西安 710000)

目前，公路养护存在一些问题，如“保通”要求越来越高、“资金缺口” 越来越大、公众对“出行服务”的要求越来越高、“节能减排”的社会压力越来越大等。而采用就地再生新技术改造旧路面，可很好的提高施工质量、减少资源消耗、降低环境污染、实现全寿命周期公路养护成本最小化，有效的解决相关问题。

1 就地冷再生技术概述

沥青路面就地冷再生技术是指利用旧路现有资源，加入部分新的混合骨料(视旧路破碎后的路面情况而定)和稳定剂(如水泥、乳化沥青、泡沫沥青等)，在常温状态下，利用冷再生拌和设备对旧沥青路面进行铣刨、破碎，并与加入的新骨料、稳定剂及水充分拌合，现场碾压成型、养生，形成满足路用强度等指标要求的新型路面基层或底基层。其具有工序简单、可不中断交通施工、不损坏路基、提高道路等级、生产效率高、保护环境、节约资源、适用范围广等显著特点和优势。

2 就地冷再生设计

2.1 旧路面的调查与评定

旧沥青路面水泥稳定就地冷再生工程实施前，应对旧沥青路面的技术状况进行调查和评定，主要结合不同病害路段进行检测，了解路面结构形式，损坏的范围和深度，各结构层铣刨回收料的级配，为冷再生设计(再生方案的确定、配合比设计)和施工提供依据。

(1)现场承载力试验。

根据工程所在地的气候情况，现场承载力试验宜选在一年中最不利季节进行；测试再生层底部下承层顶面的综合回弹模量，为路面结构设计提供参数依据。

(2)技术经济性分析。

采用水泥稳定就地冷再生技术，旧沥青路面面层厚度宜小于7 cm，当面层厚度大于10 cm时应进行技术经济比选后确定再生方案。

2.2 就地冷再生结构设计要点

(1)水泥稳定沥青路面就地冷再生路面结构设计参照半刚性基层沥青路面设计方法。综合评定旧沥青路面状况指数PCI、路面强度系数SSI、冷再生结构层下承层的当量回弹模量等，补强处理病害。

(2)收集交通量数据，预测交通量增长率，计算设计年限内累计当量轴次。根据交通量、原路面结构组合和下承层当量回弹模量，计算设计弯沉值和设计再生层厚度。再生层设计参数应以实测值为准，当缺乏室内试验条件时可参考表1。

表1 再生层设计相关参数

2.3 就地冷再生混合料配合比设计要求

(1)一般规定。

采用重型击实法成型试件。再生层的下承层应完好，其厚度不得小于12 cm，且满足所处结构层的强度要求。对于农村公路，可以全深式再生，再生厚度根据压实机械的功率可为15～35 cm。目前在甘肃天水和陕西铜川正在实施。

(2)级配范围。

用于一级公路底基层和二级公路基层时，再生混合料级配宜满足表2中1号级配范围要求；用于二级公路底基层和三级及以下公路基层时，再生混合料级配宜满足表2中2号级配范围要求；用于三级及以下公路底基层时，再生混合料级配范围、混合料技术指标宜满足表2、表3要求。

表2 水泥稳定再生基层混合料的级配范围

3 就地冷再生施工工艺

3.1 施工准备

(1)施工放样。

表3 就地冷再生混合料技术指标要求

施工前，在道路的两侧设置标桩(杆)作为基线。标桩(杆)的间距，曲线距离不应超过5 m，直线距离不应超过10 m。对于再生路段，再生前后路线纵坡保持不变。

(2)准备水泥和新集料。

优先采用水泥稀浆车撒布水泥，无条件时采用画方格方式进行人工撒布。采用水泥稀浆车时，应计算水泥浆的喷洒量；采用人工撒布水泥时，应根据水泥剂量，计算每平方米再生层所需的水泥用量，并确定每袋水泥摆放的纵横间距，然后在旧路面上画方格确定。

(3)再生工作宽度的计算。

(4)水泥预布长度和再生长度确定。

(5)冷再生机组就位。

3.2 施工工艺

3.2.1 工艺流程

水泥就地稳定冷再生工艺流程如图1所示，现场冷再生配套机组及施工作业示意如图2所示。

图1 水泥就地稳定冷再生工艺流程

图2 现场冷再生配套机组及施工作业示意

3.2.2 一般规定

混合料含水率控制在最佳含水率±1.0 %时进行碾压，压实度应达到规定标准要求。冷再生结构层碾压工序应在水泥初凝前完成。当采用配置自重26 t以上的大吨位单钢轮振动压路机时，压实度要求宜提高1 %～2 %。

每日施工结束前应取样成型试件测定试件最大干密度，作为次日施工的标准密度，并在次日施工过程中再取样成型试件测定密度作为复核。

3.2.3 铣刨拌和

冷再生机行走速度应根据新添加集料厚度和再生深度进行调整并严格控制。冷再生机行走平均速度宜为4～8 m/min，转子速度宜为100～200 转/min。施工中再生深度的检查以相邻已经再生路面或旧路面为准，在再生机每次下刀的两侧，用钢钎刺入下承层顶面中，检测其刺入深度。

3.2.4 碾压整形

碾压方案见表4。

表4 碾压方案

注：本碾压方案以路段长100 m为例，每100 m施工时间为2.5 h，再生机前水泥最大摊铺长度为150 m。

3.2.5 接缝的处理

(1)纵向接缝的处理。

道路宽度小于6 m时，宜全幅施工。多幅施工时，纵向再生层重叠宽度不得小于15 cm，同时在接缝处适当增加水泥用量；纵向接缝的位置应避开车辆的轮迹。

(2)横向接缝的处理。

停机超过水泥初凝时间，再生机再次施工时，必须将整个再生机后退至再生过的路段1.5 m以外的距离，并重新在路面上撒布适量水泥。

4 水泥就地冷再生施工注意事项

4.1 施工质量控制

(1)拌和均匀。含水量宜控制在最佳含水量的±1 %内为宜，加水车供水条件必需满足冷再生机的需要。由于用水量较大，因此要备足水车，确保不间断供水。

(2)冷再生机拌和后整平过程中有局部骨料集中的情况，形成骨料堆积的离析现象，故在整平过程中必须加以人工配合。

(3)时间控制。从加水拌和至碾压终了，不得超过水泥初凝时间，按试验路段确定的合适作业段落与时间严格施工。大规模施工时要求：尽量避免无故停机或采用调整水泥初凝时间来保证在水泥初凝前完成所有施工工序。

(4)拌和再生深度。应设专人跟随再生机，随时检查拌和深度并配合再生机操作人员调整拌和深度，满足设计的再生层最小厚度要求，严禁出现粉碎的“素料”夹层现象。

(5)碾压程序。初压采用20 t自行式凸块压路机静压1遍，强振2遍；复压采用20～32 t振动压路机强振2遍，弱振2遍；终压采用26 t胶轮压路机碾压5～8遍，终压时适当加水。

(6)碾压成型后，要覆盖洒水养生7 d，要保证足够的温度和湿度。养生期间设置围档严禁车辆通行，加强道路巡查等施工管理，做到责任到人，分工明确。

4.2 试验检测指标控制

(1)压实度。

冷再生路面混合料用于路面基层时，必须在最佳含水量附近进行充分地压实，才能保证再生混合料的强度。同时由于旧沥青路面铣刨料的组成存在较大变异性，因此应根据路段情况，分别确定不同情况下相应的最大干密度标准(即 “现场最大密度”)。

(2)7 d无侧限抗压强度。

冷再生混合料具有半刚性基层材料的一些特性，因此要求水泥为稳定剂的冷再生混合料7 d抗压强度标准要适当提高。

(3)最佳含水量及其测定。

由于再生路段路面结构存在差异性，势必导致铣刨的面层和基层旧料的天然含水量在不同路段而不同，因此应根据路面钻探和再生拌和料的情况确定最佳含水量和添加水量；对于再生后含水量的测定，一般应采用微波炉烘干，若采用酒精燃烧法，会损失再生混合料中的沥青含量，从而导致含水量测定的误差。

5 工程实例

5.1 陕西省水泥就地冷再生技术推广应用情况

陕西省国省干线公路于2006年开始开展水泥就地冷再生试验研究，2007、2008年在大中修工程中进行试验，目前累计铺筑超过1 000 km，尤其是农村公路，比较适合全厚式就地再生(20～30 cm)，上面再铺筑一层面层。

5.2 贵州农村公路项目

开阳至王选道路改造工程起止桩号为K0+000～K10+339，全长10.339 km。路面结构层从上往下依次为：面层：6 cm厚沥青混凝土、基层：30 cm厚水泥稳定碎石、底基层：15 cm厚级配碎石。为做好冷再生施工的工作，我部该条道路全幅施工，总结收集有关冷再生施工的技术参数，指导整个标段的施工。该段路段原路面情况较好，路面无积水、淤泥，四周无房屋，便于进行冷再生施工。

现场施工水泥掺量为6 %，采用26T压路机按照静压两遍、轻振两遍、强振一遍的组合方式进行碾压，现场压实度检测结果为98.7 %>98 %，满足设计及规范要求；四天及七天分别对试验段进行钻芯取样，取出芯样密实、完整、表面无裂纹，长度满足设计厚度要求，四天无侧限抗压强度4.8 MPa>3 MPa，满足设计及规范要求。

6 结束语

以上对农村公路冷再生施工技术与控制理论和实践的初步探讨，虽然现在对于冷再生的施工还有许多问题需要解决，但对于农村公路施工及道路养护大规模采用冷再生的工艺还是发展的趋势，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠多观察、多比较,出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，冷再生施工工艺将会越来越完善。