就地冷再生底基层在黄土地区公路养护中的应用

摘要：冷再生技术是在现场对原路面混合料铣刨破碎后，拌合碾压形成新的路面结构层，这种新型施工工艺利用废弃材料作为筑路材料，避免了旧路面挖除，环保节能，工艺简单。通过在黄土地区沥青路面养护时，以水泥作为添加剂，采用就地冷再生技术，从具体工程实际应用方面，对施工过程中的详细施工工艺提出要求，对施工结果进行检测分析，并结合工程应用，阐明了质量控制应注意的问题，公路就地冷再生技术在公路工程的路面维修养护改造中，能够很好的处理沥青路面结构层损坏的问题，利用了原路面结构层材料，降低了公路养护造价并保护了生态环境，对技术的推广应用具有重大意义。

关键词：就地冷再生;基层;养护;应用

中圖分类号：U416                文献标识码：B

就地冷再生底基层技术为铣刨加工沥青路面面层及基层，必要时添加部分新骨料，并混合一定比例稳定剂（水泥等）和适量的水，按照试验配合比在现场就地铣刨﹑破碎﹑拌合﹑摊铺及碾压成型[1]，形成满足路面所需性能要求的新的结构层，作为路面新基层或底基层的一种施工过程[2]。

在公路养护工程中，冷再生技术是充分利用原道路面层结构材料，通过运用水泥稳定原路面混合料形成新的路面结构层，应用原路面材料从而避免了对旧路面的挖除，并解决了材料废弃对环境污染、空间占用等环境保护方面面临的难题。并且工艺简单，加快了工期，节省了投资，有很好的社会及经济效益，是一项利用废弃材料作为筑路材料、环保节能、利国利民的施工新技术[3]。

但是，在目前公路路面重铺的养护路段，冷再生技术在应用过程中，工艺的控制不同，导致工程质量有差异，对形成的新的路面结构层的路用性能有较大的影响[4]。现根据陇东黄土地区就地冷再生底基层在养护工程中施工应用，以实例阐明施工工艺及质量控制过程及要点。

1 工程应用

1.1工程施工工艺

甘肃省首次在 G211线K321+800～K331+300段实施冷再生施工技术，全长8.2KM，为18cm厚就地冷再生底基层94300㎡，该工程位于陇东黄土地区庆城县，施工工艺见图1。

1.2原材料性能分析及质量要求

本工程为公路养护工程基层冷再生，需要利用原公路路面材料进行新水泥稳定基层施工。为确定原道路基层铣刨后的碎石级配情况，确保满足冷再生基层设计级配的要求，需要进行旧道路基层材料筛分试验。取旧道路基层铣刨后的混合料进行室内筛分试验，把试样烘干直至达到恒重，按筛孔大小顺序将材料逐个过筛。先用干筛法准确称取4.75mm筛孔以上每个筛上的剩余量，再利用水洗法确定4.75mm筛孔以下每个筛上的剩余量，从而确定铣刨料的材料级配组成。

将国道211线K321+000～K322+200处原路面铣刨后料料取样进行筛分试验，路面铣刨旧料天然含水量为4.1%，塑性指数为7.8，结果详见表1。根据筛分结果，对比规范规定通过率，显示原路面铣刨料级配良好，各类颗粒组成均在规范规定水泥稳定材料的范围内，冷再生施工时可以直接利用原路面基层铣刨料，不需要再添加新级配碎石。重铺工程实行全深式冷再生方式，不对级配调整。

本工程采用平凉海螺水泥厂生产的水泥，为保证工程施工质量，进场水泥抽样做强度、细度等试验，检测确保其质量符合标准要求。对于边通车、边施工路段一般采用P.C32.5普通硅酸盐水泥，运输和堆放应注意防水及防潮，水泥入库时保存整齐。水采用清洁、无污染、可饮用水。

本工程使用德国原装进口2000型维特根冷再生机一台，洒水车三辆，18-21吨压路机一台，22吨以上振动压路机两台，180型平地机一台。

1.3 施工准备

1.3.1测量、放线与原路面整形

对于冷再生的路段做中线测量、放线。沿边线每200m设置一个便于控制高程的水准点，水准点固定在不易遭人、车损坏的位置。施工前，原路面如有病害，应进行处治，达到路面要求的高程或符合设计要求。翻浆、沉陷、坑槽等病害，处理时可用符合要求的水泥稳定碎石或水泥砾石进行处治，整修碾压密实。对于进行冷再生底基层施工的路段，路面高程控制比较困难，一般只对原路面低洼部分进行材料回填。

1.3.2冷再生混合料的配合比设计

在冷再生施工前对原路面铣刨，选择4组掺有不同剂量水泥的铣刨料进行材料筛分试验、击实试验，确定混合料配合比。按照水泥剂量2%、3%、4%、5%、和6%，分别将水泥和冷再生的混合料按照比例混合均匀，击实试验确定出混合料的最佳含水量和最大干密度。按照不同水泥剂量，制作出对应的不同最大干密度和最佳含水量的试件，在养生6天并浸水1天后测再生混合料的强度。试验结果见表2、表3。

2 试验段冷再生底基层施工

2.1施工前的培训工作

冷再生技术是一项新工艺，所以在施工开始前对参与施工的施工人员及民工队、机械操作人员进行了岗前培训教育。经过培训，使每个人做到心中有数，并对各个环节安排专人负责，从施工开始至结束等均固定专人操作。

2.2试验段总结

根据要求，本工程按不同添加剂比例分别做了4个试验段：3%水泥、3%石灰150m长;4%水泥150m长;4.5%水泥150m长;5%水泥150m长，共计600m长的试验段。经过7天养生期后，确定4.5%水泥含量其强度符合设计要求。按照经济、合理及施工难易程度想比较，本工程选用4.5%水泥含量作为施工冷再生底基层水泥剂量。试验段施工结果总结如下：

2.2.1含水量

最终确定最佳含水量为7.1%，最大干密度2.283g/cm³，施工时应略大于最佳含水量1-2%，原路面天然含水量4.5%-5%之间。

2.2.2铣刨深度

试验段施工中发现，铣刨深度为18cm，旧路面结构层为厚度只有15cm的砾石掺灰基层，铣刨后混合料级配不符合设计要求，混合料含土量过大，是因为铣刨混合料中混入了一部分路基土，本标段与项目办及监理单位协商将铣刨厚度修改为15cm。冷再生机每次铣刨时，两刀搭接10cm才能将两刀之间保证无遗漏。

2.2.3随机检测频率

每个施工段在150m-200m，每刀（50m长），检查刀头1次，检查铣刨深度1次（取3点位置之平均值），冷再生机两刀施工搭接完成后（或半幅路面宽度），工程施工过程中应至少测混合料含水量一次。

2.2.4压实遍数

冷再生机起刀后工作行走50m后，18-22吨振动压路机（2台）紧跟静压1遍后再振动碾压1遍，冷再生机搭接施工，可在路面施工完成两刀或半幅后，平地機整平，在这之前根据实际混合料表面水分散失情况，水分缺失较大时需要洒水后进行，整平后采用18-21吨三钢轮压路机静压5遍，也可用胶轮压路机静压3遍，以达到表面密实平整。在两刀搭接完成或半幅路面完成后，进行压实度测量，压实度合格后进行覆盖养生，否则需复压以便使其满足压实度要求，控制在97%以上。试验段施工控制指标见下表4、所用机械见表5。

3 施工工艺及质量控制

3.1 打格放线

根据混合料最大干密度，对每平方米路面混合料所需要摊铺的水泥用量进行计算。半幅施工时，由于冷再生机工作宽度为2m，所以放线时从路中线开始，向路边每2m宽，依据每一袋水泥在施工路段上按规定的用量可进行摊铺之后所占用的面积，可计算冷再生混合料在本工程施工路段上每平方米摊铺量，将2m宽的距离在横向打成网格状，我们采用了2m×5m方格，每格摊铺水泥3袋。

3.2摊铺水泥

根据用石灰打出的方格计算每个方格内应摊铺的水泥袋数，采用工具将每方格内运输卸下的水泥的摊铺在方格内，施工摊铺时应均匀，不得摊铺在格线外。

3.3冷再生机作业

冷再生机作业，在水泥摊铺50m后开始，当冷再生机走出20m后，一名技术员在混合料两边三个位置各取三个点测量深度，对铣刨深度进行控制，防止过深或深度不够出现夹层。当超过设计值1cm时，需及时报告操作人员进行厚度调整，之后按照上述方法继续检查直至合格。拌合后松铺系数为1.5-1.6，松铺厚度在23cm-25cm之间，当第二刀开始搭接工作时，需要1人专门对第一刀沿搭接线每5m铲除混合料，以保证再生机准确搭接。

3.4含水量的调整

在施工现场应注意对混合料含水量进行控制，根据开工前试验所确定混合料的最佳含水量，一般情况下，含水量在冷再生施工时压路机现场碾压中，大于最佳含水量1%-2%时能够达到较好的压实效果。冷再生完成一个工作面后，需要对现场含水量进行检测，含水量在最佳含水量左右无需调整，如果检测小于或大于最佳含水量时，应及时通知操作人员进行调整，直至达到或接近最佳为止。铣刨用水量应均匀，铣刨过程中采用适宜速度匀速行进，侧面干净整洁，无颗粒松动。

3.5碾压及整平

第一台单钢轮振动压路机在冷再生拌合机施工距离20m后，紧跟其后第一遍静压，第二台单钢轮振动压路机在距离30m后开始振动碾压。冷再生机两刀搭接完成，碾压遍数达到规定，洒水补充混合料表面散失较大水分后，平地机行进过程中应平稳，精平整修出横坡，作业时一次成型，不能中断。当平整完成后，三钢轮压路机随即进行碾压，在直线段上由路线中心向路边，曲线段上由内侧向外侧进行碾压。压路机行进要平稳，前进、后退时要注意控制方向，严禁压路机在施工路段上猛打方向或原地调头。压实度在碾压5遍后每50m测量一处，符合设计要求后覆盖养生，不合格时继续碾压至合格为止。

3.6养生

终压结束后，洒水进行养生。养生方法有两种，一种是终压结束后洒水，用土工布覆盖养生，养生期间要严格控制车辆在施工后的冷再生底基层行驶，保证底基层形成并符合设计要求强度;另一种是在冷再生施工同时进行水泥稳定基层施工，当天完成冷再生与基层同时成型，只对基层进行养护，这样做就节省了冷再生底基层的养护费用，也提高了工程进度。

4 就地冷再生应用分析

4.1冷再生底基层经济分析

使用冷再生技术铺筑的底基层与同厚度的砾石掺灰相比较，每平方米砾石掺灰费用：挖除旧油皮（包外运）1.50元/㎡，人工费1.82元/㎡，机械费5.04元/㎡，砂砾石16.20元/㎡，水泥7.40元/㎡，合计为31.96元/㎡;每平方米冷再生底基层费用合计为24.60元/㎡（经工程实际计算得到）;经比较米冷再生底基层比砂砾掺灰底基层每平方节约7.36元。如果使用智能水泥散布车施工，费用会更低。

4.2应注意的事项

4.2.1可广泛应用于不同道路的结构层

正常情形下，就地冷再生技术对于5cm以上骨料含量≧40%且≦80%原路面结构层材料就能加以利用。若材料中5cm以上骨料含量过低，为提高混合料的强度，则需要根据筛分试验加入适宜的细骨料，以形成良好级配的骨架、密实结构。

4.2.2可运用于不中断交通施工

可根据原有路面情况，采取半幅通车，避免造成道路长时间中断。施工前在公共媒体发布公告，并且制定半幅通车安全方案，设置专职安全人员负责行车及施工安全工作。

4.2.3可根据具体情况使用多种稳定剂

施工时可根据具体工程，稳定剂可单独应用，也可多种进行混合使用，如水泥、粉煤灰、石灰等。

5 结语

公路就地冷再生技术，目前在公路工程的路面工程维修改造中，作为养护工程施工工艺，能够很好的处理沥青路面结构层损坏的问题，此工艺不仅能减少资源的浪费，并且环保节约成本，使用了再生机一体化施工，大提高了机械化程度及工作效率。随着目前公路工程中每年的养护工作量逐年增加，对水泥稳定就地冷再生技术在养护工程应用时具体的施工过程、质量控制进行探讨，在推广技术应用、减小公路养护成本、环保等方面都有很大的意义。

参考文献：

[1]骆利志.公路沥青路面就地冷再生技术的应用[J].交通世界，2020（35）：59-60.

[2]余飞扬.全深式就地冷再生技术在沥青路面预养护中的应用[J].交通世界，2020（32）：70-71+74.

[3]木沙·如孜.水稳砂砾沥青路面就地冷再生材料性能试验研究[J].公路交通科技（应用技术版），2020，16（08）：83-85.

[4]张晓平.分析公路沥青混凝土路面应用冷再生的施工技术[J].黑龙江交通科技，2020，43（05）：45-46.

[5]杨军.公路路面水泥稳定就地冷再生关键技术与工程应用研究[J].科技风，2019（25）：131.

[6]刘慧.沥青路面养护冷再生技术应用分析[J].中国建材科技，2020，29（03）：141-142.

[7]朱旺.沥青路面就地冷再生技术在油路大中修工程中的应用[J].黑龙江交通科技，2020，43（06）：23+25.

作者简介：魏世栋（1981—），男，甘肃西峰人，工程师。主要研究方向：公路工程的施工与管理。