旧路沥青混合料路面冷再生工艺大中修工程中的应用

2020-08-02孟庆鑫

黑龙江交通科技 2020年7期

孟庆鑫

(黑龙江省鼎昌工程有限责任公司，黑龙江哈尔滨 150076)

1 水泥就地冷再生工艺在大中修工程的使用

1.1 工程概况

某公路，采用二级公路标准，路基宽度12.0 m，路面宽度9.0 m，设计速度80 km/h，路线长度29.929 km。旧路于1996年由三级公路改建为二级公路，同时路面结构改建为沥青混凝土路面，改建后的路面为沥青混凝土路面，水泥稳定砂砾基层。

旧路面经过多年的使用，旧路面主要病害为翻浆、沉陷、车辙、龟裂等。根据现场实测弯沉及CICS路况检测车路况数据，结合现场人工徒步调查，旧路面使用性能评价等级为差，旧路面损坏状况评价等级为差；路面车辆行驶颠簸；路面车辙评价不好；对翻浆路段等弯沉值特异点进行剔除后，旧路面实测弯沉值基本在40～90(0.01 mm)之间，代表弯沉值为79.4～118.3(0.01 mm)之间，路面结构强度指数PSSI在23.7～39.1之间，路面结构层强度评价不好。

综合考虑以上各项指标，依据《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)的相关规范规定，当路面结构层强度不满足规范和使用要求时，需采取大修、补强方法来增强结构层承载力。如果路面面层损坏严重，若采取罩面等相应措施，不能使路面面层保证较好的使用状态时，为保证必要的使用效果，应进行翻修并对旧路沥青混凝土面层采用再生利用。因此，该段旧沥青混凝土路面适用于采用冷再生技术，考虑其强度不足问题，冷再生层作为底基层使用，其上加铺水泥稳定集料基层及沥青混凝土面层。

1.2 路面结构组合设计

经检测评价，该段旧沥青混凝土路面适用于采用冷再生技术，考虑其强度不足问题，冷再生层作为底基层使用，其上加铺水泥稳定集料基层及沥青混凝土面层。对旧路沥青混凝土黑色路面采取全深式就地冷再生工艺，一次应用大型冷铣刨机铣刨20 cm原路面结构，添加部分骨料，喷洒水泥浆后，对旧路采取就地冷再生，然后作为底基层利用。

具体结构型式如下：

上面层：4 cmAC-16细粒式沥青混凝土

下面层：6 cmAC-20中粒式沥青混凝土

基层：20 cm5.0%水泥稳定级配碎石

底基层：20 cm5.5%水泥冷再生结构层

1.3 (20 cm)5.5%水泥冷再生结构层材料和强度要求

(1)水泥

水泥作为粘结剂的冷再生工艺底基层施工，采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥的初凝时间应大于3 h，终凝时间大于6 h，不可以采用快硬型水泥、早强型水泥。水泥应松散、干燥，无块状、不能受潮。冷再生工艺底基层施工采用的水泥，其初凝时间要足够长，足够施工现场拌合、摊铺、碾压、成型。旧路面沥青混凝土铣刨后的材料经过初平才能撒铺水泥，之后拌和水泥混合料，然后经过碾压成型，要留给现场施工足够的时间。为了使机械设备提高工作效率，施工现场提前出足够长的作业面长度，避免因为作业面过短降低机械利用率，在水泥初凝时间之内完成作业面的拌和、碾压等工序。如果不能在初凝时间之内完成拌和、碾压，成型后的水泥混合料的强度将大大降低，强度效果不会理想。订购水泥原材料时一定注意初凝、终凝时间的指标，订购的水泥在生产时掺加足够的缓凝剂使其具有足够的初凝时间。

(2)旧路沥青混合料铣刨后冷再生工艺采用的材料级配指标

再生料的颗粒组成范围应满足《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)要求的混合料的级配范围。保证水泥混合料的松铺厚度，沥青旧路面混合料铣刨后松铺厚度不够的要补充石料，并符合冷再生工艺水泥混合料的级配要求。

表1 水泥稳定类基层、底基层混合料级配

(3)水

不可以采用污水拌合冷再生底基层的混合料，不影响工程质量的水方可使用。

(4)冷再生工艺底基层混合料的水泥用量和抗压强度

依据抗压强度指标，通过试验确定该项目冷再生基层设计水泥用量为5.5%，最佳含水量为5.6%，最大干密度为2.09 g/cm3。冷再生底基层水泥混合料无侧限抗压强度必须大于2.0 MPa。

1.4 旧路沥青混凝土黑色路面冷再生工艺水泥底基层施工

(1)工艺原理

旧路沥青混凝土黑色路面现场冷再生分为四道主要工序：第一是准备旧路沥青混凝土黑色路面的铣刨和翻松原路面；第二是加入缓凝剂和水充分拌合均匀；第三是碾压成型；第四是在冷再生的路面上铺筑其它设计的路面结构层。水泥冷再生结构层经过平地机的整平，采用大吨位振动压路机碾压，最后用轮胎压路机碾压至表面无轮迹，使表面平整密实。

(2)冷再生施工前的准备工作

提前做试验路段的铺筑，长度应大于200 m；组织技术人员对全线路基中心进行中线放样，并确定道路施工边线。冷再生施工之前，检查施工机械设备的状况试机，振动压路机、平地机、铣刨机等；检查水车内装水需足够满足冷再生做业面施工的需求；检查所有冷再生机器的管路是否正常，使机械各方面处于正常运转的状态。施工前封闭施工现场，在施工区域内设置临时交通标牌，设置好警示标志、减速带、导向标等交通渠化标志。

(3)再生施工过程

①冷再生机铣刨与拌合

本项目半幅路面宽度为5 m，安排2次进行施工，采取单次施工宽度为2.5 m。依据冷再生层的水泥剂量(5.5%)和厚度20 cm，经过计算，调试水泥稀浆车的技术参数，满足拌合均匀和设计的水泥剂量。

水车被冷再生机器推着在旧沥青混凝土路面上行走，冷再生机的行走速度一般为4 m/min～7 m/min，依据路面损坏程度和施工深度调整行走速度，控制铣刨后出来混合料级配满足级配范围。裂缝较多的作业面需采取较慢的行走速度。频繁检查再生的深度与旧路面沥青混合料的厚度是否匹配，如再生深度与旧路面厚度不符时，急时调查原因调整后在进行施工。冷再生机在前面施工，试验人员在后面取样测定冷再生混合料的含水量，必须保证大于最佳含水量1%～1.5%左右，使其在最佳含水量使充分压实到最佳的压实度。

冷再生现场施工人员时刻注意冷再生的施工范围，保证机器的行走路线在计划的范围，避免遗漏再生的部位，保证再生前后两幅的搭接，行驶线形要保持顺直。冷再生施工过程中水和水泥必须不间断提供，频繁检查水车和稀浆泵车内的存储余量，做到施工不间断。存储量应足够冷再生的一次作业面长度，一定不能中间加水、加油、加水泥，满足施工的连续性保证施工质量。

②洒布骨料

根据原道路再生深度内的平均密度，计算每平方米新料的添加量。根据每车料的质量或体积，计算每车料的堆放距离。组织人工将新加入的骨料摊平均匀。

③碾压整形

混合料一经摊铺、整型后，即可进行压实。保证混合料在终凝前碾压完成，以防止水份散失；压实工作配备和组合及碾压遍数由试验段确定，压实度要达到重型击实标准98%以上，使其满足规范要求。碾压中要求满幅碾压，各部位碾压次数应相同。首先由大型双钢轮进行整体初压，去静回振1遍，其次整体复压，2台22吨振动式压路机重振3遍，再用重型振动压路机重振1遍，最后终压由胶轮压路机完成碾压。碾压时，应遵循先外侧后内侧，碾压要形成阶梯状的横接，振压时要高频低振，重叠1/2轮宽，严禁压路机调头或急刹车。碾压过程中如出现“弹簧”、臃包等现象应用人工及时处理，使其达到质量要求。碾压后保证表面平整，无轮迹和隆起现象，且纵向顺适，路拱和超过符合设计要求。碾压中专人检查压实度。

④养生

水泥就地冷再生采用水泥作为稳定剂，养生对基层的强度影响很大，碾压完成并经过压实度检查合格后的路段，应进行喷洒养生或覆盖，封闭交通养生时间不少于7 d，养生期内除洒水车外，禁止其他车辆通行，整个养生期内再生层表面应保持潮湿状态。本项目旧路沥青混凝土路面冷再生后作为底基层使用，必须养生7 d后，方可进行基层施工。