水泥就地冷再生基层在公路养护维修工程中的应用

王毓明

摘要：就地冷再生属于公路养护维修、改造的范畴，它主要解决沥青路面上基层破损引起强度降低的问题。具体来讲，冷再生是充分利用现有沥青路面旧混合料（特指原有面层与基层）加入部分新骨料，按设计比例加入一定量的添加剂（水泥、泡沫沥青、乳化沥青、石灰、粉煤灰等）在自然环境下就地连续地完成混合料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而修筑出具有所需性能良好的新基层的作业过程。本文从试验检测、配合比设计、施工过程控制，详细地介绍了冷再生施工养护技术，在公路养护维修工程有一定借鉴作用。

Abstract： In-situ cold recycling belongs to the category of highway maintenance， repair， and reconstruction. It mainly solves the problem of strength reduction caused by the damage of the base layer on the asphalt pavement. Specifically， cold recycling is to make full use of the existing asphalt pavement old mix （especially the original surface layer and base layer） to add some new aggregates， and add a certain amount of additives （cement， foamed asphalt， emulsified asphalt， lime， fly ash， etc.） according to the design proportion， and complete milling， crushing， mixing， paving and compaction of the mixture in place continuously in the natural environment， so as to build a new base with good performance. This article introduces in detail the cold recycling construction maintenance technology from the test and detection， mix design， and construction process control， which can be used as a reference for highway maintenance and repair projects.

关键词：水泥;冷再生;公路养护;应用

1  背景

目前，甘肃省内几乎所有的高等级公路路面结构均为沥青混凝土或沥青混合料，经过多年的运营，尤其是近几年公路运输大吨位和超载车辆日益增加，对公路路面损坏严重，许多公路沥青路面已经进入大修期，传统的养护维修方案是将原有路面混合料挖除、废弃，重新选择基层料场，采备混合料，重新做基层和面层，提高路面强度;但是这样一来，一是造成周围环境污染，二是造成资源极大的浪费。水泥就地冷再生技术能够解决诸如此类的问题，各地都在不同程度的尝试和应用，均取得了良好的效果。与传统施工方法相比，就地冷再生技术具有诸多优点：成本低、效率高、质量好、污染少，以下总结以某单位某年G312线养护维修工程为例。

2  路况技术状况评定

①首先对旧路面进行技术状况评定，详细记录路面损坏情况、旧路面各结构层厚度、路面以下结构层损坏深度、基层混合料级配筛分、含水量等。

②其次对沿线不同病害路段铣刨的混合料进行取样，把铣刨的混合料分别进行筛分，了解路面铣刨后混合料中粗集料的含量，一般大于5mm的粗集料含量应控制在40-75%之间，否则应采取掺配新粗集料的措施。

③最后再生施工前一定要彻底处理旧路面病害。比如路基沉降需要砂砾换填;旧路面出现网裂、龟裂等病害，需要挖除后重新处理填补至再生层底面。

3  材料

①适用范围：原路面为沥青混合料、级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣材料结构的，均适宜用水泥稳定就地冷再生。

②旧沥青路面铣刨混合料：对级配不良的铣刨混合料，应通过掺加部分新集料以改善其级配，对新添加集料應取所选定料场中具有代表性的混合料，严格按照规范要求进行颗粒分析、细集料液限和塑性指数、相对密度、碎石或砾石的压碎值、有机质含量、硫酸盐含量等试验，真实掌握试验数据，以便及时调整参数和指导施工。

4  室内再生试验设计

4.1 试验条件

本次试验按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ051-2015）中有关规定进行，采用重型击实标准（98×3）确定混合料的最大干密度和最佳含水率，试件的制作与养护均严格按照试验规程规定的要求和操作步骤进行。

4.2 原有路面混合料情况

根据现场铣刨路面旧混合料的情况，以某段冷再生底基层试验为实例，室内首先进行筛分试验后合成级配，如果发现现场直接铣刨的混合料级配偏粗，就在水泥现场冷再生时需要添加一部分细集料来调节级配，还需要加一部分粗骨料来提高其强度。所以添加适当比例的砂砾（0～37.5mm）进行级配合成试验。

4.3 因为考虑到土的性质对试验会产生较大影响，所以对土样进行了液塑限测定，试验结果表明土样合格。结果如表1。

4.4 铣刨料

根据现场铣刨原有路面混合料级配筛分情况，直接进行配合比设计，试验结果如表2。

经过试验确定各水泥剂量下的最大干密度与最佳含水率如表3。

4.5 铣刨料+天然砂砾+砂

根据铣刨原有路面混合料级配情况，考虑添加适当比例的天然砂砾来改善级配后进行筛分试验，室内试验结果如表4。

通过室内确定的最大干密度和最佳含水率采用静力压实法成型试件，测定其7d无侧限抗压强度，结果如下：

经过试验确定各水泥剂量下的最大干密度与最佳含水率如表5。

将测得的无侧限抗压强度平均值与其相应的水泥剂量进行线型回归，得到室内配合比设计水泥剂量为3.4%。规范规定，工地采用集中厂拌法施工时，应比室内确定的水泥剂量增加0.5%，故本次水泥稳定砂砾的施工水泥剂量按3.9%控制。

5  施工过程中的控制和检验

①为确保混合料拌合均匀，冷再生机的行走速度要严格控制，避免出现夹层;确保拌合深度达到设计厚度;通过控制碾压遍数达到要求的压实度。

②强度符合设计要求：强度包括两方面的测定：一是再生过程中取混合料在室内进行试验测定，另一方面是7d后在现场钻取芯样进行测定（参考值）。同时检测拌合深度是否达到设计厚度。

③养生：施工结束后，采用覆盖土工布，养生至少7天，防止水稳层的表面干燥失水，同时杜绝养生期间重载车辆上路碾压。

6  结论

粗集料相互嵌挤形成骨架，由于粗集料之间存在空隙，则需要细集料来填充，要使粗细集料填充密实，形成密实性骨架结构，就得保证粗细集料级配分布连续均衡，这样混合料才易压实，提高基层强度，还要保证施工中不得离析。

通过试验结果可以发现，在同等水泥剂量下，在原铣刨料中掺加新的结合料，级配改善后其强度得到明显提高，所以结合试验结果，从施工质量和经济性考虑，应掺加结合料改善级配后再进行配合比设计，是一种行之有效的解决方法。

参考文献：

[1]JTG/T  F20-2015，公路路面基层施工技术细则[S].

[2]JTG  E51-2009，公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].

[3]JTG  E42-2005，公路工程集料试验规程[S].