就地冷再生技术在黄河大堤路基工程中的应用

王 敬，李 菁，左安涛

（1.长江水利委员会陆水试验枢纽管理局，湖北赤壁 437300；2.济南市清源水务集团有限公司，山东济南 250014）

黄河大堤（济南段）作为黄河下游防洪工程体系的重要组成部分，是防汛抢险的交通要道。经过多年运行，部分堤顶防汛道路的路面、路基损坏严重，路面坑洼不平，特别是到汛期多雨季节时，道路积水难行，此种状况严重地影响到了黄河大堤（济南段）工程防汛的安全，改建工程迫在眉睫。

根据此段黄河堤防防汛工作的实际情况，堤顶道路改建工程的设计指标如下：参照平原微丘区三级公路设计，设计年限10 年，设计车速30 km/h，路面宽度6.0 m，路面横坡2%，汽车荷载双轮组单轴载100 kN，路基宽度为堤顶宽度。

临黄大堤（济南段）的原路面结构从上向下为5 cm 厚的沥青碎石混合料路面，30 cm 厚的水泥石灰碎石土层，堤身。

根据工程检测，发现黄河堤防有35.567 km的路面、52.819 km 的上路基损坏，需要翻修。路段情况见表1，表2。

表2 上路基翻修段分布及现状

1 翻修路段工程设计

1．1 路面翻修路段

修复方案如下：刨铣损坏的沥青碎石混合料路面，运至上基层翻修段，破碎后作为冷再生添加料；用5 cm 厚的AC-13C 细粒式沥青混凝土对道路面层进行重建。

1．2 道路上基层损坏的路段

翻修方案如下:充分利用原坝体材料，采用就地冷再生技术对道路的上基层进行翻修；用5 cm厚的AC-13C 细粒式沥青混凝土对道路面层进行重建。

本工程包括堤顶道路面层翻修530 316 m2，基层冷再生翻修316 914 m2，加上附属工程项目，合同项目投资额为7 970.27 万元。

2 就地冷再生技术优点

传统的三级公路上基层翻修技术是首先拆除破坏道路的面层和上基层，将废料弃置至垃圾场，然后用水泥碎石混合料稳定层再对上基层进行重新修建。就地冷再生技术对道路上基层进行翻修是使用就地冷再生机械对原道路进行刨铣、破碎、拌合，对拌合料进行初压、整平后，按照设计要求，在上面直接摊铺一定的级配碎石混合料、水泥和水，再利用就地冷再生设备直接对上部20 cm 深度内的添加料和旧道路上的冷再生混合料进行充分地拌合与摊铺，等到混合料符合含水量要求后，用压路机进行碾压，形成新的道路上基层。与传统的道路上基层翻修工艺相比较，就地冷再生技术有如下的优点：

2.1 成本低

就地冷再生技术全部利用了原道路的上部材料修建新的上部基层，节省了大量的工程材料，且减少了旧道路材料的挖除、运输、弃置费用。一般来说，基层翻修费用可以降低30%左右。

2.2 速度快，效率高

就地冷再生技术采用专用的冷再生机械，一次性地完成基层的刨铣、破碎、拌合和摊铺等工序，简化了施工程序，提升了施工速度。

2.3 质量好，易控制

根据原道路的实际情况，通过添加符合设计要求的级配碎石、水泥、水等添加料，通过冷再生机械的拌合、破碎、拌合和碾压机械的压实，形成拌合均匀、厚度一致、压实质量高、抗压强度高的新的道路上基层。

2.4 高环保

传统的道路基层翻修易产生大量的废料弃置，造成环境污染，同时，大量新材料对环境生态平衡也造成不利地影响。就地冷再生技术均克服了以上的缺点，被称之为“绿色施工技术”。

3 施工工艺

3.1 铣刨、破碎与拌合

1）冷再生机械设备对原路面进行铣刨、破碎与拌合。本工程采用专用的维特根WR2000/WR2500S 冷再生机进行施工，并推动水车在原路面上行走。

2）冷再生机推动水车在原路面上行走，冷再生机行走速度控制在6~12 m/min 之间，现场按照10 m/min 控制，保证铣刨后拌合料的级配波动范围不大。

3）再生机后有专人跟随，随时检查再生深度、含水量。发现有未拌碎的沥青混凝土块时，需要及时清理出边线外。

4）每段再生结束后，检查铣刨刀架、刀头，发现损坏立即更换。冷再生刨铣、拌合完成后，用平地机整平，准备摊铺添加料。

3.2 撒布添加料及水泥

用添加料撒布机进行添加料撒布。撒布0.5～4.0 mm 的级配碎石与经铣刨破碎后面层的混合料，撒布厚度为8 cm，设计松铺系数按1.4 控制。计算摊铺厚度，经测算无误后方可卸料。严格掌握摊铺厚度，避免个别路段料不够或过多；用摊铺机均匀摊铺级配混合料。检查是否均匀，不均匀处辅以人工操作。对初平好的添加料采用20 t压路机静压一遍。采用水泥撒布车进行水泥撒布。撒布水泥用量为21.89 kg/m2。

3.3 加料后的冷再生机拌合

1）冷再生机在已经冷再生过的混合料上加添加料后进行拌合。冷再生机进行速度为不超过12 m/min。

2）冷再生机后有专人跟随，随时检查拌合深度、含水量。发现有未拌碎的沥青混凝土块，需要人工清理出边线外。如果数量较多，应立即提示冷再生机操作驾驶员减慢拌合速度，适当提高转速，直至拌合料均匀。

3）专人负责检查拌合深度，用钢纤刺入已拌合料中，测量其刺入深度是否合格，并检查含水量是否符合设计要求。

4）每段冷再生结束后，检查铣刨毂的刀架、刀头，发现有损坏的需要立即更换。

3.4 碾压整形

1）在再生机后面紧跟一台20 t 压路机进行初压，路面经冷再生料初压实时控制行进速度不超过3 km/h。初压完成后,立即用平地机整形。

2）整形后立即检测含水率，当混合料的含水率符合设计要求后，用20 t 振动碾压路机进行压实，碾压遍数为6 遍，顺序为静压1 遍、弱振1遍、强振3 遍、静压1 遍。压路机的碾压速度控制在1.5~2.5 km/h 进行碾压。

3）在碾压过程中，再生层的表面要始终保持湿润，如水分蒸发过快，及时补撒少量的水，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，及时翻开重新拌合（加适量的水泥），使其达到质量要求。

4）经过拌合、整形的水泥稳定就地冷再生层，必须在水泥初凝前完成碾压，并达到要求的压实度，同时没有明显的轮迹。

3.5 试验检测

1）每次压实后，委托的试验人员在施工段随机取点，沿堤顶轴线方向，每100 m 取一个样品,用灌砂法测定压实度，测量人员测量压实厚度，要求冷再生基层的压实度不小于97%。

2）试验段完成后洒水养生7 d，在施工段每个台班段进行一次钻芯取样，测量试样的7 d 无侧限抗压强度，要求7 d 无侧限抗压强度不小于2.5 MPa。

3）按照规范要求的频次对基层的平整度、纵断高程、宽度、横坡度及外观质量进行检测。

4 施工过程中质量控制

4.1 原材料检验

原材料合格是工程质量达标的基本保证。因此，监理部必须督促承包方在监理的见证下，按照规定的频次对水泥、级配碎石等原材料进行质量检验，检验不合格的原材料不得使用，必须运离现场。

4.2 做好工艺实验

工艺实验是选取具有代表性的路段进行实验，确定合理的施工工序、施工机械、含水率、虚铺厚度、碾压变数、碾压机械行进速度等施工参数。在工程大面积进行施工时，采用工艺实验确定的施工参数进行施工，便于工程质量控制，并能极大地提高工程施工进度。

4.3 严格执行“三检制”

“三检制”就是在每道工序施工完成后，首先由施工班组自检，合格后再由值班技术员复检，同样，经复检合格后再由专职质量检测员对工序质量进行终检。贯彻“三检制”是工序质量的保证性措施，监理部必须督促承包方认真贯彻执行。工序质量经过“三检制”的检验合格后，由监理工程师进行工序质量抽检，合格后方可进行下道工序的施工。

4.4 工程质量控制

首先，要对工作内容进行细化，针对每项工作，建立质量岗位责任制，做到每项工作都责任到人。其次，要建立“质量奖惩制度”，并严格执行，以充分调动广大施工人员的积极性，确保工程质量达标。

5 施工效果

该工程完工后，按照规范规定的频次对工程的质量进行检测，工程质量全部合格，工程质量评定为优良等级。利用就地冷再生技术减少了工程原材料的采购。本工程仅道路基层翻修项目就节省工程投资1 200 余万元，同时对生态平衡起到了积极的保护作用；减少了工程废料的弃置，对环境保护也起到了促进作用。

工程自通车以来，经过3 个汛期的运行，没有出现道路的裂缝、不均匀沉降等质量问题，确保了本段工程汛期防汛工作安全，并取得了良好的经济效益和社会效益。就地冷再生技术工程对三级公路的基层翻修工程具有良好地借鉴价值，目前，也得到了广泛的推广与应用。