路面水泥穩(wěn)定冷再生基層應(yīng)用與實(shí)踐

宮淑娟

摘 ?要：改革開放40年來，我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速發(fā)展，公路作為地區(qū)連接的重要樞紐工程，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)著至關(guān)重要的位置。水泥穩(wěn)定碎石基層是最常見的一種路面基層結(jié)構(gòu)，采用冷再生設(shè)備進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石基層施工，可解決水穩(wěn)基層維修帶來的多種問題。該文在充分掌握水泥穩(wěn)定冷再生技術(shù)原理的前提下，分析了再生水穩(wěn)基層材料強(qiáng)度特性，并依托某公路工程，在路況調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出了施工方案，通過進(jìn)一步規(guī)范施工工藝，可有效提升施工效果。

關(guān)鍵詞：水泥穩(wěn)定碎石基層;冷再生技術(shù);施工方案

中圖分類號(hào)：U41 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

近年來，我國公路建設(shè)逐步進(jìn)入“建養(yǎng)并重”階段，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年中國公路養(yǎng)護(hù)里程達(dá)477.35萬km，較2016年增長1.64%，占公路總里程的97.93%。隨著時(shí)間的推移與基礎(chǔ)設(shè)施總量的增長，我國公路養(yǎng)護(hù)需求越來越大。特別是20世紀(jì)90年代修建的大量早期公路陸續(xù)步入大中修階段，養(yǎng)護(hù)任務(wù)呈快速增長的趨勢。隨著大規(guī)模公路建設(shè)的推進(jìn)，廢舊瀝青路面材料再生利用研究得到了人們的重視。水泥穩(wěn)定碎石材料屬于脆性材料，因溫、濕度影響，極易產(chǎn)生開裂問題，從而降低路面使用性能。為了更好地提升工程質(zhì)量，必須保證基層整體均勻受力。研究表明，在路面基層施工中選用水泥穩(wěn)定冷再生施工工藝，可充分利用廢舊瀝青材料，保護(hù)環(huán)境、減少污染，節(jié)約施工成本。與常規(guī)路面挖補(bǔ)施工方案相比，水泥穩(wěn)定冷再生基層施工技術(shù)更具優(yōu)勢。為此，在大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推進(jìn)可持續(xù)公路事業(yè)發(fā)展的道路上，做好瀝青路面再生技術(shù)研究，對(duì)合理利用資源，降低公路養(yǎng)護(hù)成本具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 水泥穩(wěn)定冷再生技術(shù)原理

水穩(wěn)穩(wěn)定冷再生施工原理為根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，按配合比將一定量的水泥、碎石、水等材料摻加到原路面，并通過冷再生專用設(shè)備，經(jīng)銑刨、破碎、拌和、攤鋪和碾壓等一系列施工工藝對(duì)原路面進(jìn)行維修、養(yǎng)護(hù)，從而形成一個(gè)新的路面基層。

2 再生水穩(wěn)基層材料強(qiáng)度特性分析

冷再生處理后，相比新建水泥穩(wěn)定基層，水泥穩(wěn)定基層的力學(xué)性能會(huì)有所衰減，為此，決定利用室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行再生水穩(wěn)基層材料強(qiáng)度特性的分析。該文針對(duì)不同水泥劑量、不同級(jí)配情況下，再生水穩(wěn)材料抗壓強(qiáng)度、劈裂強(qiáng)度進(jìn)行分析，檢測結(jié)果見表1。

按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于二級(jí)公路，要求7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度>2.0 MPa;90 d劈裂強(qiáng)度在0.45～0.87MPa;90 d抗壓回彈模量（20℃，MPa）在1302 MPa～1783 MPa。

按照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，當(dāng)以路表彎沉值作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，可按公式（1）計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)抗壓回彈模量值，如下。

通過計(jì)算，可知設(shè)計(jì)再生水穩(wěn)材料彎沉值范圍為1250 MPa～1603 MPa;拉應(yīng)力值范圍為1500 MPa～1960 MPa。

3 工程概況

某公路工程總長度為15.55 km，起訖樁號(hào)為K289+630～K305

+180，為二級(jí)公路。因原路面層、基層等部位存在質(zhì)量缺陷，排水設(shè)施不完善，通行運(yùn)營后路面出現(xiàn)了不同程度的早期病害。在交通量持續(xù)增多及重載交通壓力下，病害持續(xù)擴(kuò)展，局部路段已出現(xiàn)坑槽、沉陷等嚴(yán)重病害，甚至對(duì)行車舒適性、安全性造成了不利影響。為了充分了解路面損壞狀況，需做原路面調(diào)查工作，該文主要針對(duì)原路面結(jié)構(gòu)、材料及路況進(jìn)行調(diào)查。

（1）原路結(jié)構(gòu)及材料。通過鉆取芯樣可知，原路面結(jié)構(gòu)為9 cm～10 cm瀝青面層+25 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+15 cm級(jí)配碎石底基層。

（2）原路破損狀況。銑刨、開挖局部路面可見，該路段病害類型包括縱橫向裂縫、龜裂、網(wǎng)裂，且龜裂、網(wǎng)裂交雜，難以區(qū)分。經(jīng)檢測，縫寬多為3 mm～15 mm，塊度多為20 mm～50cm。

（3）原路彎沉檢測。路面設(shè)計(jì)彎沉值為32.5（0.01 mm），經(jīng)彎沉檢測及計(jì)算，路段彎沉代表值范圍為90～120（0.01 mm），嚴(yán)重超過設(shè)計(jì)要求，則表明該路段路面強(qiáng)度較差，需及時(shí)整修補(bǔ)強(qiáng)處治。

4 施工方案

原設(shè)計(jì)決定選擇傳統(tǒng)挖除法，但因該路段交通量大，經(jīng)計(jì)算，挖除后仍需加鋪2層基層，考慮到該路段實(shí)際情況，這種施工方案，挖除工程量大，養(yǎng)護(hù)周期長，加之排水不佳，若選擇挖除法，極易出現(xiàn)路基損壞、彈簧等病害。此外，施工周期長，將增加施工成本。經(jīng)多方商議，決定通過再生法進(jìn)行原基層處理，從而減短開挖及施工周期。

施工方案為（1）舊路面瀝青層銑刨10 cm厚;（2）適量水泥摻加到原水泥穩(wěn)定碎石基層，做現(xiàn)場冷再生施工，壓實(shí)之后，其厚度需控制在25 cm;（3）加鋪原瀝青面層銑刨料，經(jīng)冷再生施工形成泡沫瀝青再生料基層，15 cm厚;（4）下封層鋪筑，并進(jìn)行AC-16C瀝青混凝土面層攤鋪，5 cm厚。再生路面結(jié)構(gòu)為5 cm瀝青面層+15 cm泡沫瀝青廠拌冷再生基層+25 cm水泥就地冷再生底基層+15 cm級(jí)配碎石層，新舊路面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

5 水泥穩(wěn)定冷再生基層施工工藝

根據(jù)公路路面調(diào)查情況，可見該路段病害多為縱橫向裂縫、龜裂、網(wǎng)裂，且路面強(qiáng)度較差，需及時(shí)整修補(bǔ)強(qiáng)處治。為驗(yàn)證施工方案的可行性，該文選取該公路內(nèi)具有代表性的路段作為試驗(yàn)段，長度為200 m，根據(jù)具體施工情況，規(guī)范施工工藝，保證施工質(zhì)量。具體工藝如下。

（1）測量放樣

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，公路中線坐標(biāo)可選擇全站儀放樣，原路路面高程選擇水準(zhǔn)儀測量，以畫方格網(wǎng)法進(jìn)行水泥用量控制。

（2）撒布石子及水泥

現(xiàn)場取樣及試驗(yàn)段施工，確定石子撒布量，采用平地機(jī)+人工法進(jìn)行路面攤鋪，水泥撒鋪量，根據(jù)上述分析，可在5%～5.5%控制再生水泥摻量，從而保證其強(qiáng)度滿足要求，保證水泥每平方米撒布25 kg。

（3）破碎拌和

舊路面通過專用冷再生設(shè)備進(jìn)行破碎、拌和，并保證各材料配比合理，均勻拌和。冷再生機(jī)行駛速度一般為每分鐘5 min～10 min，確保在水泥初凝時(shí)間以內(nèi)完成各段施工。在整個(gè)拌和過程中，要保證含水率滿足最佳含水率的允許范圍，一般為5%～6%。

（4）整平

緊跟冷再生機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓施工。要求先做一遍穩(wěn)壓，保證穩(wěn)壓、保水。當(dāng)完成一整幅穩(wěn)壓施工后，可采用平地機(jī)進(jìn)行整平，遍數(shù)控制在2遍以上，精度、平整度等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。

（5）碾壓

根據(jù)施工要求，該工程選擇噸位適中的壓路機(jī)進(jìn)行廠拌冷再生混合料壓實(shí)，根據(jù)施工要求，合理確定壓實(shí)遍數(shù)，避免在壓實(shí)過程中出現(xiàn)過壓等問題。初壓選擇振動(dòng)壓實(shí)法，合理控制碾壓速度，可控制在1.5 km/h～3 km/h。若具有較大混合料含水率，需適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)，從路肩邊緣壓實(shí)至中間部位，需設(shè)置一定重疊寬度，避免漏壓。為保證振動(dòng)壓實(shí)質(zhì)量，可通過“高頻低幅”方式進(jìn)行路面壓實(shí)，通常在2 km/h～4 km/h控制碾壓速度。為消除明顯輪跡，可選取光輪壓路機(jī)進(jìn)行收光，在3 km/h～5 km/h控制碾壓速度。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，公路網(wǎng)建設(shè)基本完善，在已建公路中，多以水泥穩(wěn)定碎石作為路面基層材料，此類材料屬于脆性材料，在行車荷載及自然因素反復(fù)作用下，路面損壞問題嚴(yán)重，如何保證水泥穩(wěn)定碎石基層質(zhì)量成了關(guān)鍵。冷再生技術(shù)的應(yīng)用，可充分利用舊瀝青混合料，還能保護(hù)環(huán)境，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，具有良好的施工效果，為此，在路面維修養(yǎng)護(hù)工程施工中，采取冷再生施工技術(shù)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]鮑安學(xué).對(duì)舊路就地冷再生水泥穩(wěn)定碎石基層的施工技術(shù)[J].黑龍江交通科技，2017（9）：44-45.