水泥冷再生技术在路面基层施工中的应用111

摘 要：通过实际施工经验，总结出水泥路面基层冷再生技术在施工中的合理施工流程和各个施工环节的要求标准，同时在实际施工实际中经过反复试验、研究得出施工过程中对含水量、铣刨深度等细节对施工质量的影响规律和程度以及冷再生路面使用性能情况。

关键词：冷再生；水泥路面基层；施工方法；旧路铣刨

0 引 言

  公路建设高速发展之后，必转入公路路面养护高峰。采用传统的路面养护技术需消耗大量自然资源，同时产生大量难以处理的旧路铣刨废料。怎样解决可持续发展与环保这一时代问题，水泥冷再生基层以技术可靠、工艺简单、质量稳定赢得公路工作者的青睐。

1工程概况

该工程全长7.367公里，全线无桥梁，1处圆管涵重建。该工程为改造工程，改造后技术等级不变，为平原微丘区三级公路。全线采用沥青混凝土路面，路基宽度为8米，路面宽度为7米，土路肩宽度为2×0.5米。

2冷再生基层的施工工艺流程

本工程采用冷再生设备现场就地铣刨拌和，主要施工工艺流程如图1所示。

施工准备     施工放样    检测旧路含水量     布水泥     再生机铣刨拌合     检测含水量水泥剂量     羊角碾初压    整型测外观尺寸     复压和终压    检测压实度    

覆盖毛毡初期养护    侧强度作评定

3冷再生基层具体施工方法

3.1施工准备

（1）进行旧路病害程度、旧路面弯沉值检测，验证设计合理性；

 (2)根据各项设计指标，委托有资质的试验单位做各类标准试验（混合料配比试验，标准击实试验，水泥剂量检测标准曲线，无侧限抗压强度等）；

（3）组建工地试验室，制定冷再生基层施工质量检测方法和程序；

（4）成立各级质量管理组织，制定质量管理制度，建立健全施工质量保证体系。

3.1.2施工机械准备

  冷再生基层施工选用机械：WR2500S再生机1台，ZL25型拖式振动羊脚碾1台，CAT140型平地机1台，ZL220型振动钢轮压路机1台，XP261型胶轮压路机1台，8T洒水车6台（4台用于养护，2台用于冷再生加水）。

3.1.3施工人员准备

（1）施工技术人员12人，包括技术总工1人，道路工程师1人，质检工程师1人，试验室主任1人，施工放线、布水泥技术员1人，再生机铣刨混合料质量检测技术员1人，平整度、横坡度检测技术员1人，水泥剂量、含水量检测技术员1人，压实度检测技术员2人，施工资料收集整理2人。

(2)施工作业人员共58人，具体分工如下：

①施工放样组3人，负责清理路表杂物，施工中线、边线放样；

②划线组4人，负责丈量布水泥宽度，计算每袋水泥应布长度、宽度，并划线；

③布水泥组12人，负责水泥装运，按照水泥预布方格将水泥摊铺；

④冷再生机拌和组4人，负责协调冷再生机加水，检测铣刨深度、宽度、铣刨横坡度、含水量、铣刨散料质量以及指挥再生机操作；

⑤整型碾压配合组12人，负责余料回收，清理废料（未打碎的沥青混凝土或者水泥混凝土块），监督压路机碾压程序，碾压遍数；

⑥试验检测组5人，负责水泥剂量、含水量、压实度、压实厚度、无侧限抗压强度、平整度、横坡度等试验检测的配合工作；

⑦施工安全组4人，分别负责施工放样、布水泥划线、再生机铣刨拌合、整型碾压、覆盖养护各组的施工安全指导工作；

⑧交通管制组14人，负责车辆行驶指挥，布设施工标志，安全围挡，看护道口。

3.1.4施工材料准备

冷再生基层使用材料主要是旧路铣刨散料，外加结合料水泥。

（1）旧路铣刨散料

本工程旧路铣刨出的散料符合公路路面基层施工技术规范要求，级配如表1。

表1  旧路铣刨散料级配

1细度：7.3%；

2标准稠度用水量：128g；

3初凝时间：4.5h，终凝时间：5.5h；3d抗折强度4.2MPa；3d抗压强度20.3MPa。

3.2摊铺水泥

（1）计算每袋水泥摊铺面积

（2）打方格网

（3）摊铺水泥

在划好的方格网内将水泥摊铺均匀。

3.3冷再生机铣刨拌和

（1）确定冷再生机加水量，冷再生机开始铣刨拌和前，试验人员必须检测原路面含水量，以确定冷再生机的加水比例。

（2）冷再生机铣刨拌和，冷再生机应平息施工放样边线行进，确保冷再生基层宽度，重复拌和部分应关闭该部分的加水开关。

3.4拖式羊脚碾初压

（1）稳压：行进速度不超过稳压1遍。

（2）初压：行进速度不超过2km/h,采用强振碾压四遍。

3.5整平

（1）初平：本工程选用CAT140平地机进行整平。

（2）精平：人工配合平地机进行精平。

3.6复压

选用ZL220振动钢轮压路机以行进速度为2km/h静压1遍；强振4遍、

3.7终压

选用XP261型胶轮压路机以行进速度为3km/h稳压4遍～遍进行收面。

3.8覆盖养护

4冷再生基层质量控制

4.1含水量控制

   冷再生机铣刨加水由电脑控制16个喷水开关，每个开关又控制着两个喷水喷头，加水量、加水位置极易控制；旧路散料内含有大量沥青质，不可用酒精燃烧法测含水量；如送样到试验室用烘干法测含水量，将超过水泥有效凝结时间。所以，只能在铣刨前进行旧路面含水量测定，施工中根据路段位置和施工气温选定加水数量（测得阴潮路段旧路面含水量为7.9%，向阳干燥路段旧路面含水量为6.4%，压实最近含水量为11%～12%，通过理论加水量计算冷再生机加水量，根据路段干湿程度掌握在2.5%～4.5%之间），铣刨完成后，由工作经验的试验人员凭经验掌握（其一,采用对比色度；其二，手感潮湿）。

4.2铣刨深度控制

安排专人在机后随时采用钢钎进行铣刨深度检查，指导再生机操作。

4.3拌和均匀程度控制

4.3.1及时更换冷再生机刀头

再生机铣刨拌和均匀程度与行进速度、铣刨机转子转速有关。速度较快、转子转速较低时，下层散料不易打出底层，极易造成上层水泥剂量偏高，下层水泥剂量偏低，拌和不均，特别是底层会出现2cm～4cm的松散层，严重影响再生基层工程质量。

WR2500S型冷再生机功率较大，当铣刨刀头磨损严重或者刀头不当时，会由于工作阻力增大而降低转速，甚至卡机，这时就会出现底层水泥剂量偏低现象。因此，每铣刨8000m2进行刀头检查更换，以保证行进速度和转子转速。

4.3.2冷再生机行进速度控制

   冷再生机行进速度过快，旧路破碎不够理想，会出现板块，拌和不匀；冷再生机行进速度过慢，易打碎集料，增大集料比表面积，降低基层强度。故应根据冷再生基层厚度严格控制其行进速度，我们采用铣刨旧路深度为25cm，冷再生机行进速度控制在：直线段5m/min,曲线段3.5m/min，行进速度最小3m/min ,最大6m/min。

4.4碾压与整型

4.4.1碾压

安排专人指导监督各碾压机械的碾压顺序及遍数。

4.4.2整型

     由于二级公路路面较宽，对横坡度、平整度的要求较高，平地机整平施工时，先依据原路横坡初平，后按照技术人员用水准仪和3m直尺复核结果进行精平。

4.4.3检查压实度

施工过程中发现冷再生混合料存在碎石含量差异较大问题，不同的含石量的最大干密度和最佳含水量不同，压实度难以准确控制。工地试验室根据不同水泥剂量及冷再生机铣刨散料进行试验，分别做含石量的最大干密度回归方程：灰剂量为（5.5±0.2）%时最大干密度Y=0.006X+1.50；灰剂量为（6±0.2）%时最大干密度Y=0.010X+1.316（X为含石量）。将现场测得混合料的水泥剂量和含石量代入回归方程计算出最大干密度，施工用之控制压实度，避免压实度检查失真。

4.5基层强度控制

   基层强度评定用无侧限抗压强度和取芯试样抗压强度两个指标；无侧限抗压强度只能说明混合料是否合格，不代表基层强度。因此，以取芯试样全长抗压强度试验检测基层强度比较科学。

4.5.1分层检测水泥剂量

经过分层检测水泥剂量试验，发现水泥剂量随深度而降低时，用降低冷再生机行驶速度、更换刀头来提高转子转速，确保混合料拌和充分。

4.5.2无侧限抗压强度检测

严格按照自检频率进行冷再生基层钻芯取样，检查冷再生基层强度。经工地试验室现场取芯检验，所完成冷再生基层在养护期满后的钻芯取样均满足设计强度要求。

4.5.3基层取芯强度检测

严格按照自检频率进行冷再生基层钻芯取样，检查冷再生基层强度。经工地试验室现场取芯检验，所完成冷再生基层在养护期满后的钻芯取样均满足设计强度要求。

4.6施工接缝质量控制

4.6.1纵向施工接缝质量控制

  （1）纵向接缝搭接宽度：为确保接缝搭接平顺，将前半幅施工加宽的20cm全部再次铣刨、拌和、整压。

（2）纵向接缝高差控制：初压完成，平地机整平时，要求整平表面比前半幅表面保持高15mm，经过复压、终压后达到齐平。

（3）防止接缝强度不足措施：将水泥摊铺到铣刨线外，再生机铣刨时，由专人指挥，不得超过水泥摊铺面（一般预留2cm～3cm）。 

（4）防止前半福被振动损害措施：由责任心较强的技术人员专人负责，指挥振动压路机（包括羊脚碾、振动钢轮压路机）压实过程中不得碾压已成型的基层表面。

4.6.2横向施工接缝质量控制

   每段收尾预留2m～3m不进行碾压，后段施工时，在前段预留未压部分重加水泥进行铣刨拌和等作业。

4.7路边有阻挡物的施工措施

   冷再生机左侧路边有构造物，不能铣刨到边缘时。可掉头作业，使构造物处在冷再生机右边即可完成全部铣刨作业。

4.8作业时间控制

   冷再生基层主要稳定胶结材料为水泥，如果施工时间超过规定的有效时间，将严重影响冷再生基层的强度增长。本工程所选用水泥初凝时间为270min，结合各工序的单位数量作业时间，考虑到施工过程中的合理间歇，提出在240min内结束段落全部作业的要求。据此，确定施工段落的合理长度为60m，在此工作长度内，对各工序施工时间作了如下规定：

（1）再生机铣刨拌和时间控制在60min以内。

（2）羊脚碾初压时间控制在60min以内，即在冷再生机开始铣刨拌和后的100min以内结束。

（3）平地机整平时间控制在40min以内，即在冷再生机开始铣刨拌和后的140min以内结束。

（4）振动压路机压时间控制在60min以内，即在冷再生机开始铣刨拌和后的200min以内结束。

（5）胶轮压路机终压时间控制在40min以内，即在冷再生机开始铣刨拌和后的240min以内结束。

5工程效果

表2 再生基层压实度汇总表

表3  再生基层无侧限抗压强度汇总表

水泥剂量

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【参考文献】

【1】公路路面基层施工技术规范（JTJ034-2000）[S].北京：人民交通出版社，2000,6.

【2】李秀君，王莉，郭玉军.冷再生路面的结构设计方法【J】.施工技术，2005,5.

【3】公路工程集料试验规程（JTG E40-2007）[S].北京：人民交通出版社，2005,8.

【4】公路土工试验规程（JTG E40-2007）[S].北京：人民交通出版社，2007,9.

【5】公路工程无机结合料稳定材料试验规程[S].北京：人民交通出版社，1994,2.

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【7】增  革，唐元英.沥青混凝土路面现场冷再生技术的应用研究[J].公路，2007,4.