何嘉俊 張忠明

水泥穩(wěn)定再生集料在公路路面改造工程中的應用

何嘉俊1張忠明2

（1.廣東華美加工程顧問有限公司 廣東廣州 510000；2.中交公路規(guī)劃設計院有限公司 四川成都 610000）

我國對廢舊水泥混凝土面板的再生應用處于起步階段，待解決的關鍵技術問題較多。綜合各方面因素，廢舊水泥混凝土比較適合于生產水泥穩(wěn)定再生集料。本文以湛江市某一級公路改造工程為依托，論述了再生集料水泥穩(wěn)定碎石的配合比設計過程以及生產施工工藝，總結歸納了水泥穩(wěn)定再生集料在公路路面改造工程應用的基本經(jīng)驗。

路面；水泥穩(wěn)定再生集料；應用

1.項目概況

本文所依托工程是廣東省湛江市重要的主干線道路之一，為南北向一級公路。原路面結構為水泥混凝土面層+水泥穩(wěn)定石屑+石屑層，根據(jù)鉆芯檢測結果，舊水泥混凝土面層平均厚度為261.5mm。舊路面以破碎板為主要破壞形式，修補及裂縫次之。現(xiàn)狀路基整體穩(wěn)定性好，特殊路基路段未見明顯的變化。通過舊水泥混凝土路面病害狀況調查分析，舊路面斷板率遠超20%，參照再生利用技術方案選擇條件，本項目選擇集中破碎再生的利用方式。再生集料生產的水泥穩(wěn)定料全部用于瀝青混凝土路面基層。

2.配合比設計

研究表明，水泥穩(wěn)定再生集料的路用性能與原材料性質、配合比、施工工藝和養(yǎng)生條件等都有密切關系。從結構上講，水泥混合料的強度取決于骨料顆粒之間的嵌擠鎖結作用，而對于水泥穩(wěn)定再生集料，對其強度影響較大的因素還有再生骨料的物理力學性質及其在混合料中所占的比例。當水泥劑量越大，混合料強度則越高，同時再生骨料的摻量和性質對混合料強度的影響則越小?；旌狭系膹姸群蛣偠冗^大容易引起基層開裂，造成反射裂縫。因此工程中必須通過配合比試驗來提高水泥穩(wěn)定再生集料的質量，既要保證其路用性能，又要最大限度地降低工程經(jīng)濟成本。

2.1原材料選定及檢驗

（1）粗、細集料規(guī)格

水泥面板破碎再生料粒徑10～30（mm）、 10～20（mm）、石屑；再生碎石集料壓碎值為23.8%，石屑中＜0.5mm的粒料液限為13.9%，塑性指數(shù)為2.1；含泥量：10～30（mm）為0.6%，石屑（mm）為3.1%。

（2）水泥

本工程采用普通硅酸鹽水泥，強度等級42.5MPa，其余各項技術指標均滿足有關規(guī)范和圖紙設計的要求。

（3）水

采用符合現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749）的水源作為本工程材料拌合和養(yǎng)生用水。

2.2混合料組成設計

（1）礦料級配

礦料級配見表1所示。

表1 基層礦料級配

通過以上集料級配計算結果，表明上述礦料篩分結果均滿足《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20-2015)對于水泥穩(wěn)定碎石級配范圍要求，由此可以推斷，通過調配幾種不同規(guī)格的集中破碎生產的再生集料完全滿足水泥穩(wěn)定碎石級配要求。

（2）確定水泥劑量

再生水泥穩(wěn)定碎石路面基層7天無側限飽水抗壓強度，設計要求不小于5.0MPa，根據(jù)以往試驗和實際施工經(jīng)驗，按水泥劑量3.0%、4.0%、4.5%、5.0%、6.0%五種比例配制混合料，即水泥：集料3.0:100；4.0:100；4.5:100；5.0:100；6.0:100。

（3）確定最大干密度和最佳含水量（擊實試驗）

對上述配比的混合料分別按五種不同的含水量做標準擊實試驗，不同水泥劑量的再生水泥穩(wěn)定碎石的最大干密度和最佳含水量通過計算確定。

（4）制備試件

根據(jù)步驟（3）確定的最大干密度和最佳含水量，制備再生水泥穩(wěn)定碎石試件。每一個水泥劑量的水泥穩(wěn)定再生集料混合料制備9個試件，工地壓實度按98%控制。

（5）7天無側限抗壓強度試驗

所有試件經(jīng)6d標準養(yǎng)生，1d浸水，按規(guī)定方法測得7d飽水無側限抗壓強度，并進行了在延時兩小時情況下強度和干密度損失的試驗，結果表明所有試件均滿足設計要求。

2.3確定目標配合比

試驗室目標配合比綜合確定為：

基層：10~30mm碎石:10～20mm碎石:石屑:水泥劑量=10:45:45:4.5%，水穩(wěn)再生集料的最佳含水量為8.9%，最大干密度為2.215g/cm3，施工壓實度按98%控制。

2.4確定生產配合比

依據(jù)《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20-2015)，并監(jiān)測施工現(xiàn)場情況變化，靈活對試驗室確定的配合比適當作出調整，本工程所有水穩(wěn)集料皆采用集中廠拌法施工，水泥劑量增加0.5%。根據(jù)配合比設計結果，混合料屬于粗粒土，本次生產含水量較試驗最佳含水量增大0.5%，最后得到的生產配合比為：

基層：10~30mm碎石:10～20mm碎石:石屑:水泥劑量=10:45:45:5.0%，混合料最佳含水量9.4%，最大干密度為2.215g/cm3，施工壓實度按98%控制。

3.再生水穩(wěn)基層施工技術

（1）下承層準備

基層施工前先按規(guī)定檢查路床頂面標高，并對路床表面污染物清除干凈。為保證再生集料水穩(wěn)層的養(yǎng)生質量，攤鋪前需對路床灑適量的水以保持其濕潤狀態(tài)，但路床表面不得有可見積水。

（2）施工放樣

每隔10m設一中線樁，然后在兩側距路中線外與硬路肩邊緣外40cm對應處測設標線樁。本工程控制松鋪厚度系數(shù)設定為1.30。必須逐點高程進行控制，攤鋪機攤鋪行走基準線以掛于牢固固定的鐵桿樁上的鋼絲線確定。

（3）拌和

本項目為一級公路，水泥穩(wěn)定混合料必須采用廠拌設備集中拌和。施工前務必調試拌和設備，若關鍵指標有誤差，調整試拌直到混合料的級配、含水量及水泥劑量均符合要求為止。

（4）運輸和攤鋪

為保證施工的連續(xù)性，運輸能力必須有所富余，根據(jù)現(xiàn)場施工進度，采用12臺自卸汽車將混合料不間斷定運送到攤鋪現(xiàn)場。

（5）碾壓

攤鋪完成50~60m后即可進行碾壓，碾壓直線段時，由兩側向中線碾壓，而曲線超高段則由低處向高處碾壓。壓路機噸位先輕后重，速度先慢后快、先靜壓后振動。碾壓過程中，如遇高溫天氣時應補灑少量水。發(fā)生“彈簧”、松散、擁包等現(xiàn)象，及時人工鏟除并換填新混合料。

對壓路機的碾壓要求：壓路機必須直進直退的行走；換行碾壓時鋼輪重疊1/2輪寬。碾壓過程中不得調頭、急轉彎或急剎車。所有碾壓遍數(shù)不得在一個碾壓行上完成。

（6）接頭處理

施工接頭端部采用人工垂直切齊。若有通行需要，可在切口處回填廢料并適當壓實。

（7）檢查驗收

嚴格對碾壓完成后的水泥穩(wěn)定再生集料各項指標進行檢查驗收。

（8）養(yǎng)生

采用人工覆蓋薄膜對驗收的基層頂面進行養(yǎng)生，養(yǎng)生期為7天，灑水次數(shù)和灑水量視天氣條件而定。養(yǎng)生期間，封閉除灑水車外的一切交通。

4.存在問題及建議

1、由于各項工程實施的地點和時間有較大差距，廢舊水泥混凝土再生應用的規(guī)模通常不大。政府相關部門應制定積極的扶持政策，以促進科研成果的推廣和擴大再生集料生產應用的規(guī)模，使得廢舊混凝土的再生利用順利向產業(yè)化方向發(fā)展。

2、道路工程中所使用的再生集料一般來源于舊水泥路面，歷史原因的問題，使得再生集料的質量變異性較大，對其再生利用增加不少難度。廢舊混凝土再生利用將是社會的發(fā)展趨勢，加強當下水泥混凝土產品的生產質量管理，大大有利于今后水泥混凝土再生利用的產業(yè)化發(fā)展需求。

[1]《公路路面基層施工技術細則》(JTG/T F20-2015)[S],北京:人民交通出版社.

[2]《公路水泥混凝土路面再生利用技術細則》(JTG/T F31-2014) [S],北京:人民交通出版社.

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