張育斌

（山西省公路局，山西 太原 030006）

隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)發(fā)力，山西省乃至全國(guó)的公路里程均迅速增長(zhǎng)，截至2015年底，山西省公路總通車?yán)锍桃殉^(guò)14萬(wàn)km，其中，普通干線公路11 968 km，占到公路總里程的8.5%。在公路通車?yán)锍滩粩嘣鲩L(zhǎng)的同時(shí)，養(yǎng)護(hù)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的普通干線公路進(jìn)入大中修日程。對(duì)于一些產(chǎn)生了嚴(yán)重龜裂、塊裂、坑槽、沉陷等病害的路段，其承載力也出現(xiàn)不足，傳統(tǒng)的做法是將原路面銑刨（挖除）后重新鋪筑。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是，當(dāng)路面改造達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，其銑刨（挖除）廢料的工程量也非?？捎^，棄渣如何有效處理，在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，成為亟待解決的首要難題。筆者參與了108國(guó)道霍州退沙至侯馬鳳城一級(jí)公路（以下簡(jiǎn)稱“霍侯一級(jí)公路”）路面改造工程，該項(xiàng)目通過(guò)采用就地冷再生技術(shù)，將發(fā)生嚴(yán)重病害的、薄弱的瀝青面層（厚10 cm，總厚10 cm）和部分水泥穩(wěn)定砂礫基層（厚10 cm，總厚20 cm）進(jìn)行就地冷再生，作為路面下基層，而后在其上加鋪水泥穩(wěn)定碎石上基層和瀝青混凝土面層，既達(dá)到了路面加強(qiáng)的效果，也減免了銑刨（挖除）廢料的產(chǎn)生。從后續(xù)路面使用效果的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，就地冷再生技術(shù)作為路面下基層后，其路用性能表現(xiàn)良好，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 霍侯一級(jí)公路改造工程概況

霍侯一級(jí)公路是108國(guó)道北京至昆明在山西境內(nèi)的重要一段，起點(diǎn)為霍州退沙，樁號(hào)K814+914；終點(diǎn)為侯馬鳳城，樁號(hào)K947+600，全長(zhǎng)132.686 km。為全幅雙向四車道一級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為山嶺重丘區(qū)60 km/h、平原微丘區(qū)100 km/h，路基寬度為24～27 m不等。霍侯一級(jí)公路于1999年12月在原二級(jí)公路上拓寬改建而成。

至2010年，霍侯一級(jí)公路已通車11年，雖經(jīng)多年精心養(yǎng)護(hù)，維持了正常通行，但由于原設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)等諸多原因，霍侯一級(jí)公路服務(wù)能力急劇下降，路面出現(xiàn)了龜裂、塊裂、松散、車轍等嚴(yán)重病害，經(jīng)檢測(cè)，部分病害路段的路面強(qiáng)度已不滿足設(shè)計(jì)要求[1]，需加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)承載力。該改造工程臨汾以南段于2012年3月啟動(dòng)，2012年底完工，工期一年。

霍侯一級(jí)公路原路路面結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

表1 霍侯一級(jí)公路的原路路面結(jié)構(gòu)

2 就地冷再生技術(shù)在霍侯一級(jí)公路改造中的應(yīng)用

2.1 路面補(bǔ)強(qiáng)方案對(duì)比

作為山西省普通干線公路改造工程的重點(diǎn)項(xiàng)目，霍侯一級(jí)公路改造過(guò)程中，全程樹(shù)立“綠色、節(jié)能、環(huán)?！崩砟?，充分挖掘原路價(jià)值，有效利用現(xiàn)有路面強(qiáng)度。

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)伊始，初擬路面補(bǔ)強(qiáng)方案有3種，分別為：a）在原路面上直接加鋪；b）銑刨20 cm原路面后加鋪；c）就地冷再生20 cm后加鋪。

其優(yōu)缺點(diǎn)分析見(jiàn)表2。

表2 路面補(bǔ)強(qiáng)方案對(duì)比

充分分析3種方案的利弊，認(rèn)為就地冷再生方案既解決了直接在嚴(yán)重?fù)p壞的原路加鋪時(shí)部分路段路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能通過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)算的問(wèn)題，同時(shí)也避免了銑刨（挖除）廢料的產(chǎn)生，減少了環(huán)境污染，因此在本改造工程中的路面底基層采用了就地冷再生方案。

2.2 就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為“中、次、差”的段落，在10 cm瀝青面層和10 cm部分水泥穩(wěn)定砂礫基層（共20 cm）厚度范圍，進(jìn)行了就地冷再生。再生后的結(jié)構(gòu)層，作為改造工程的路面下基層，然后在其上加鋪20 cm水穩(wěn)碎石上基層和12 cm瀝青混凝土面層，整個(gè)路面標(biāo)高抬高32 cm。就地冷再生路段的路面結(jié)構(gòu)見(jiàn)表3。

表3 霍侯一級(jí)公路的就地冷再生路段路面結(jié)構(gòu)

2.2.2 材料設(shè)計(jì)

就地冷再生外摻材料主要為水泥、碎石、水，其材料要求如下。

2.2.2.1 水泥

采用初凝時(shí)間不少于3 h，終凝時(shí)間不少于6 h的袋裝硅酸鹽水泥，水泥等級(jí)為32.5級(jí)，技術(shù)指標(biāo)滿足《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034—2000）（2012年施工期間采用的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)為《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》JTG/TF20—2015，下同）要求。水泥摻量為5.5%。

2.2.2.2 碎石

碎石粒徑為10～30 mm，摻量為10%～20%，壓碎值小于30%。

2.2.2.3 水

一般飲用水均可使用。

2.2.3 配合比設(shè)計(jì)

就地冷再生混合料按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 034—2000）水泥（石灰）穩(wěn)定土混合料設(shè)計(jì)方法進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)，其級(jí)配符合表4中要求，7 d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于2.5 MPa，壓實(shí)度不小于97%。

表4 就地冷再生混合料級(jí)配范圍

2.2.4 施工質(zhì)量控制

采用維特根MR2500再生機(jī)每次翻拌寬度2.45 m，翻拌深度20 cm，虛鋪厚度25～30 cm，行駛速度5～8 m/min，作業(yè)段長(zhǎng)度120～150 m，拌和時(shí)的加水量由冷拌再生機(jī)自動(dòng)計(jì)量控制。翻拌接茬寬度縱向20～30 cm、橫向50～100 cm。輪胎壓路機(jī)穩(wěn)壓后，用30 t以上重型壓路機(jī)振動(dòng)碾壓，最終用18～21 t三輪壓路機(jī)靜壓成型。就地冷再生的半剛性底基層，覆蓋或?yàn)⑺B(yǎng)生7 d。

就地冷再生施工工藝如圖1所示。

圖1 就地冷再生施工工藝流程圖

3 就地冷再生技術(shù)在霍侯一級(jí)公路中的后期路用性能

為了進(jìn)一步分析就地冷再生技術(shù)在霍侯一級(jí)公路改造中的后期使用性能，筆者于2017年4月，對(duì)霍侯一級(jí)公路代表性就地冷再生路段的路面使用性能進(jìn)行了徒步跟蹤觀測(cè)。由于右幅（霍州至侯馬方向）為重載方向，臨汾以南路段的冷再生路段主要分布在右幅行車道，在其中選取K924+000—K927+300、K928+700—K930+300、K933+800—K934+000 三段作為代表性觀測(cè)路段。就地冷再生路段的路面病害跟蹤觀測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 霍侯一級(jí)公路的就地冷再生路段路面的病害跟蹤觀測(cè)結(jié)果

調(diào)查結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)4年多的通車運(yùn)營(yíng)，霍侯一級(jí)公路就地冷再生路段的整體路況良好，路面保持了良好的使用性能，僅在局部路段存在少量橫向裂縫（主要為半剛性基層的反射裂縫[2]，說(shuō)明半剛性基層水泥劑量偏大），局部輪跡帶伴有少量縱向裂縫。從整體使用情況來(lái)看，就地冷再生路段無(wú)明顯病害，說(shuō)明就地冷再生技術(shù)應(yīng)用于路面的下基層，具有良好的適用性。

4 就地冷再生技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

a）經(jīng)濟(jì)效益 20 cm就地冷再生基層的單價(jià)約40元/m2，低于同期水泥穩(wěn)定碎石基層的單價(jià)（約50元/m2），節(jié)省造價(jià)20%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

b）社會(huì)效益 就地冷再生技術(shù)通過(guò)利用原路材料，解決了銑刨（挖除）廢料的處理難題，保護(hù)了環(huán)境，具有良好的社會(huì)效益。

5 結(jié)論

根據(jù)改造工程實(shí)踐及后期跟蹤觀測(cè)結(jié)果，可以得到以下結(jié)論：

a）就地冷再生技術(shù)通過(guò)利用原路材料，既節(jié)約了工程投資，又實(shí)現(xiàn)了廢料循環(huán)利用，且隨著運(yùn)營(yíng)時(shí)間的推移，其路面使用性能表現(xiàn)仍然較佳，具有顯著的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

b）就地冷再生混合料應(yīng)嚴(yán)格控制水泥劑量，并注重施工后的養(yǎng)生環(huán)節(jié)，以期進(jìn)一步減少和控制后期的路面反射裂縫。

c）就地冷再生混合料作為路面下基層，其路面總體性能表現(xiàn)出色，可以作為普通干線公路改造工程重點(diǎn)推廣的一種病害處治方法。