探究水泥冷再生路面基层施工工艺

　　摘要:随着我国现有大量的高等级公路进入大修阶段，冷再生路面基层技术在沥青路面大修工程中将会更加广泛的被应用。本文重点探讨了水泥冷再生路面基层施工工艺和施工质量控制。
　　关键词:水泥冷再生技术；路面基层；施工工艺和质量控制
　　当前国内现有的水泥冷再生技术，主要是利用旧沥青混凝土和部分基层材料，加入部分新集料，并按一定比例加入一定量的添加剂和适量的水，在自然环境温度下连续完成旧路面的铣刨、拌和、摊铺及压实成型，重新形成基层或底基层的一种工艺方法。
　　冷再生利用基层常用的两种形式为:场拌冷再生和现场冷再生。场拌冷再生是将回收沥青路面材料（RAP）运至拌和厂，经再生拌和机对旧油石进行拌和处理，再由路面摊铺机和压路机摊铺，碾压破碎、筛分，以一定的比例与新集料、沥青类再生结合料、活性填料（水泥、石灰）、水进行常温拌和，常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术。现场冷再生是采用专业设备，对沥青路面进行现场冷铣刨、破碎和筛分，掺入一定数量的新集料、再生结合料、活性填料、水，经常温拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现旧沥青路面再生的技术。
　　本文主要探讨全深式冷再生基层施工工艺。
　　 1．就地冷再生基层的优点和应用前景
　　就地冷再生基层适用范围非常广，在原基层为碎石、级配砂砾为骨料的基层，都可以采用冷再生技术。冷再生基层，7d无侧限抗压强度可以达到2.5MPa-3.0MPa，90d抗压回弹模量可达到650MPa-900MPa，适合做标高不受限制的高等级公路的底基层或二级公路的基层。同时就地冷再生技术对旧路进行改造，不仅可以充分利用原旧路面材料，没有废料的运输和存储问题；而且可以半幅施工半幅通车，不必封闭施工；由于不挖除旧路或提高路基、重做路基，可以大大缩短工期。在德国、美国等发达国家冷再生技术是一项非常成熟实用技术、有相应规范和专业设备，并且广泛应用。目前该技术在我国正在积极推广，在今后的我国的旧路改造中被广泛应用是必然的。
　　本文的陕西宝鸡09年S210线大修工程都是采用德国Wirtgen的WR2500S冷再生机进行施工，同时配套平地机、压路机等设备。
　　 2．材料选择和组成设计方面应该注意的问题
　　 2·1就地冷再生基层组成设计方面的问题
　　任何工程技术人员都要严把材料关，并对组成设计进行认可。国外有再生技术利用的试验规程，我国目前尚在探索阶段，无试验标准。选择最能突出其材料特点并反映他在路面结构中的工作特征的试验方法。因此要参照水泥稳定碎石进行组成设计。依照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057—94)，进行重型击实试验，确定最佳含水量和最大干密度，作为施工的依据。因为冷再生机在不同行走的速度下，对破碎旧路面的级配是有变化的。所以在进行配合比材料取样时，要在冷再生机施工正常行驶的速度，冷再生机未加水，干拌的破碎料供制备试件使用。在陕西宝鸡09年S210线大修工程中，由于旧油面较厚，旧路基层较硬破碎较难，冷再生机的正常施工行走速度设在了5m/min。然后对洗刨的混合料进行筛分，检查是否满足水泥稳定土的颗粒组成范围，当不满足要求时要添加骨料进行级配调整。经过现场取样筛分，陕西宝鸡09年S210线大修工程旧路面破碎后颗粒组成都不满足规范要求。然后采用分开取样办法，即先取路面8cm油面，再取部分原基层混合料，送到西安公路研究所公路工程试验检测中心，进行室内配合比试验。经试验确定，需添加厚4cm的校正碎石，水泥用量4.5％，最大干密度2.20g/cm3，其强度可达到3.07MPa。利用室内试验参数，做试验路段，来确定指导施工的参数。
　　 2·2水泥品种的选择
　　水泥品种的选择和水泥稳定碎石的要求一致，要选择终凝时间较长的水泥，应选用初凝时间3h以上和终凝时间较长(宜6h以上)的水泥。不应使用快硬水泥、早强水泥以及已经受潮变质的水泥。
　　 3．施工过程中的质量控制
　　 3·1确定合理的施工段落长度并保持施工的连续性
　　 WR2500S冷再生机工作宽度为2·438m，最大拌和深度500mm，设备理想平均运行速度为8m/min，但是在施工中正常行驶速度极大程度上取决于旧路面的破碎难易程度。经过大量实践，实际的施工速度在5m/min-8m/min，每台再生机每天的拌和应控制在6000m2-8000m2，施工质量才能有所保证。WR2500S冷再生机是在行使前方，用杆件连接着一辆水车，始终保持与再生机一体同步行进，并通过水管把水输给再生机，在拌和的过程中其他水车随时蓄水。必须保证拌和用水的供应，使冷再生机在尽可能长的作业段内连续拌和，避免多次停车，造成再生破碎厚度不均匀，引起含水量和水泥剂量偏差较大。但每单一工作最大拌和长度不超过120米。
　　 3·2准确控制水泥的添加剂量
　　冷再生混合料主要是由铣刨破碎后的旧沥青路面、无机结合料和水组成。对于水泥类，原来的旧沥青路面材料铣刨后，形成含有不同粒径的外部裹覆沥青的骨料，这些外包沥青骨料形成骨架结构，其间隙用水泥砂浆填充，形成水泥砂浆为连续相，裹覆沥青粗集料为分散相的水泥———沥青复合材料。水泥的计量添加的是否准确，极大地影响基层的质量。下面给出如何准确计算水泥用量并布置袋装水泥的方法。
　　用袋装水泥应先根据旧沥青混凝土再生混合料的压实厚度、预定的干密度和结合料计量，计算1m2旧沥青混凝土再生混合料需要的水泥用量，并计算每袋水泥的摊铺面积。然后划格按平方米布水泥。
　　例如:陕西宝鸡09年S210线大修工程，水泥冷再生基层的压实厚度为20cm,水泥计量为4.5%，最大干密度为2200Kg/m2。要求的压实度为97%，则1m2面积需要的水泥用量为:
　　 1m2×0.20m×2200Kg/m3×97%-1m2×0.20m×2200Kg/m3×97%/(1+0.062)=24.92Kg
　　因此一袋水泥应该覆盖面积为(每袋水泥50Kg):50Kg/24.92=2.0m2
　　若水泥稳定层的宽度为8m，预定摆4列水泥，则每列水泥的间距为2m(首列和末列离边缘1m)，则纵向每袋水泥的间距为:
　　 2.0m2/2m=1.0m
　　按上述计算结果画出横格，布置水泥。布置完水泥后，水泥破袋，用提前做好的整平木耙将水泥均匀铺平，以待拌和。如果使用散装水泥洒布车撒铺水泥，要比用人工摊铺水泥均匀，计量准确。但也要经常对水泥撒铺量进行检查。
　　 3·3严格控制施工工艺
　　水泥冷再生基层的施工工序依次为:清理旧路面、散布水泥、再生机进行拌和、预压（静压）、整平、碾压成型、养生。
　　清理路面。路面杂物必须清理干净，特别是泥团，要特别当心，以免形成翻浆等病害。
　　厚度。通过对现场钻芯得到结论:钻取底部松散的不完整芯样都是底部大粒径集料较集中或底部水泥量较少，集料拌和不均匀造成的。所以在进行拌和时要派专人跟车检查拌和厚度、含水量、混合料的质量。检查厚度以相接未拌和旧路面为参照用钢板尺检查拌和厚度。拌和厚度不可以薄也不可厚。拌和厚了相当于水泥剂量偏少，影响基层强度；拌和薄了相当于结构层薄了。
　　含水量。拌和后混合料含水量应控制在高于组成设计最佳含水量1%-2%，WR2500S再生机可以准确设置加水量，但是也应随时检查。要随时注意拌和后底部集料均匀程度，当发现底部大粒径集料较集中或底部水泥量较少时，要用拌和机进行二次拌和。对旧沥青进行冷再生拌和时每幅搭接应不小于15cm。
　　整平。用18T钢轮压路机静压2遍，用平地机进行整平。应严格控制标高和平整度。
　　碾压。碾压应在水泥加水拌和后初凝时间前一气呵成碾压到规定的压实度，严禁中断碾压和隔天碾压。
　　养生。冷再生基层采用水泥作为稳定剂，养生对基层的强度影响很大，应进行覆盖毛毡并喷洒养生，做到表面保持湿润，封闭交通养生时间不少于7d。如果未进行封闭交通，应限制重车通行，并控制车辆行车速度不应超过30km/h。冷再生基层必须养生7d后，方可进行下一道工序。
　　 4．结语
　　随着我国有大量的高等级公路进入大修阶段，就地冷再生基层(底基层)技术具有节省原材料、缩短工期、不必封闭交通施工、工艺简单等诸多优点。从技术方面而言，冷再生施工能产生较厚的均匀一致的路面底基层，不损坏路基，典型的冷再生施工，均为一次性作业，再生机的履带(履带再生机)或高附着力轮胎(轮胎式再生机)在暴露的路基上只通过一次。而传统大修工程，路基将承受频繁的高应力荷载，往往导致“二次病害”现象。从资源节约方面而言，对旧路的沥青混凝土废料进行再利用，节省了砂石料和沥青资源，同时节约因开采砂石料和废弃旧料占用的大量土地资源，减少了沥青混凝土废料对废弃场及周边环境的污染、减少了因开采料场和取土坑所造成的地表断痕。
　　参考文献：
　　[1]谢永才，王振宇，孟飞.关于水泥就地冷再生路面设计及施工技术的探讨[J].北方交通，2007，(04).
　　[2]《陕西省国省干线公路水泥稳定就地冷再生施工技术指导意见》.陕西省公路局，2008.3
　　[3]徐广汉.旧水泥混凝土路面板再生利用研究[J].中国水运(理论版)，2007，(10).
　　[4]李晓华，王宏斌.水泥冷再生技术在沥青路面大修工程中的应用[J].华北科技学院学报，2007，(02).