宋海宏 SONG Hai-hong

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，太原030024）

0 引言

冷再生可分為現(xiàn)場冷再生和廠拌冷再生兩種施工工藝，現(xiàn)場冷再生是利用專門的路面冷再生設(shè)備連續(xù)地完成冷再生的作業(yè)過程；廠拌冷再生則是把銑刨后的材料集中運(yùn)至拌和場站后摻加部分新粗細(xì)集料，按比例加入一定量的水泥和水進(jìn)行拌和，再進(jìn)行攤鋪、碾壓的冷再生作業(yè)過程。

1 工程概況

琿烏高速三工區(qū)改擴(kuò)建工程起點位于吉林市與長春市行政分界處，經(jīng)由大頂子村，終點位于龍嘉機(jī)場，線路全長18.257km，原老路面出現(xiàn)龜裂、坑槽、橫縫、縱縫等多種病害，嚴(yán)重影響了交通安全性和舒適型，因此對該道路進(jìn)行改造，其中老路基層采用水泥穩(wěn)定廠拌冷再生。

2 配合比設(shè)計

2.1 設(shè)計要求

①用于高速公路和一級公路基層時，再生混合料級配應(yīng)滿足JTG F41-2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》級配范圍要求，見表1。

表1 無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定冷再生混合料級配范圍

②用于高速公路和一級公路基層時，水泥穩(wěn)定冷再生混合料無側(cè)限抗壓強(qiáng)度設(shè)計值要求不小于3.0MPa。

2.2 原材料的檢驗

①銑刨料。

因銑刨機(jī)及工藝的影響，銑刨料的粒徑大小不均，且存在大于31.5mm超粒徑顆粒，而基層用材料不允許有超31.5mm顆粒，故取料篩分時先過31.5mm篩，余下材料進(jìn)行水洗篩分試驗，其各粒徑通過率見表2，根據(jù)篩分結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)銑刨料4.75mm以上顆粒含量較多，達(dá)74.5%，其中9.5-19mm粒徑含量偏少，僅有19%，故對該冷再生需再摻加兩檔新料0～2.36mm石屑及9.5～19mm碎石，以改善礦料級配。

表2 銑刨料篩分通過率

②水泥。

采用P.O42.5緩凝水泥，廠家吉林亞泰水泥有限公司，其檢測結(jié)果見表3，各項指標(biāo)滿足JTG/T F20-2015《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》要求，可用于廠拌冷再生施工。

表3 水泥技術(shù)性質(zhì)

③粗集料。

粗集料為9.5～19mm碎石，廠家長春天富礦業(yè)有限公司，檢測結(jié)果見表4，其各項指標(biāo)滿足JTG/T F20-2015《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》要求，可用于廠拌冷再生施工。

表4 粗集料的技術(shù)性質(zhì)

④細(xì)集料。

細(xì)集料為0～2.36mm石屑，廠家長春天富礦業(yè)有限公司，檢測結(jié)果見表5，其各項指標(biāo)滿足JTG/T F20-2015《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》要求，可用于廠拌冷再生施工。

表5 細(xì)集料的技術(shù)性質(zhì)

2.3 級配設(shè)計

根據(jù)舊料基層銑刨料及添加新料的篩分結(jié)果進(jìn)行級配合成，確定各檔材料的摻配比例，合成級配符合JTG F41-2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》要求，合成級配見表6、級配曲線圖見圖1。

表6 合成級配

圖1 級配曲線圖

2.4 不同水泥劑量混合料的最大干密度及最佳含水率

以上述級配摻配比例，依據(jù)JTG E51-2009《公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程》T 0804方法分別以3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6%水泥劑量制備不同比例的混合料，用重型擊實法對混合料進(jìn)行擊實試驗，確定各組成混合料的最佳含水率和最大干密度，見表7。

表7 不同水泥劑量對應(yīng)的最大干密度及最佳含水率

由表可知：①冷再生混合料擊實所得最大干密度較普通水泥穩(wěn)定碎石要偏小，最佳含水率要偏大，這是因為冷再生混合料中銑刨料摻量較大，級配不均，壓實效果不好，且銑刨料吸水率較大所致；②隨著水泥劑量的加大，最大干密度大致呈增長的趨勢，當(dāng)水泥劑量6%時，最大干密度較5.5%劑量時變化很小，最佳含水率大致呈增加的趨勢，表明低水泥劑量時，最大干密度與水泥劑量呈較好的正線性關(guān)系，當(dāng)水泥劑量達(dá)到一定時，最大干密度不再隨水泥劑量增加而增加，而含水率變化為水泥增長吸水量所致。

2.5 不同水泥劑量的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

根據(jù)不同水泥劑量確定的最佳含水率和最大干密度拌制混合料，并按規(guī)定98%壓實度靜壓制備水泥穩(wěn)定混合料試件，在標(biāo)準(zhǔn)條件下養(yǎng)生6天，浸水24h后進(jìn)行無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗，結(jié)果見表8。

表8 對應(yīng)不同水泥劑量的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度

由表可知，隨著水泥劑量的不斷增加，水泥穩(wěn)定冷再生混合料的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度值也逐漸增大，但強(qiáng)度增長速率不大，同組13個試件無側(cè)限強(qiáng)度離散性較大，這與冷再生中銑刨料的級配有很大的關(guān)系，水泥劑量達(dá)到4%時，其強(qiáng)度平均值、代表值均能滿足規(guī)范設(shè)計值3.0MPa。

2.6 確定水泥劑量

綜上所述，考慮強(qiáng)度滿足設(shè)計要求及經(jīng)濟(jì)合理性，采用4.0%水泥劑量作為最佳水泥劑量。

2.7 配合比的確定

根據(jù)上述可確定，該廠拌冷再生配合比各材料摻配比例為0～2.36mm石屑∶9.5～19mm碎石∶銑刨料=20%∶10%∶70%，水泥劑量為4.0%，最大干密度為2.024g/cm3，最佳含水率為7.0%。采用集中廠拌法施工時水泥劑量宜增加0.5～1%，用水量宜增加0.5～1.5%。

2.8 水泥劑量滴定標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定

以不加水泥、加3%、4%、5%、6%、7%水泥劑量水泥分別進(jìn)行EDTA二鈉滴定試驗，結(jié)果見表9，確定施工用水泥劑量標(biāo)準(zhǔn)滴定曲線圖見圖2。

表9 EDTA消耗量隨水泥劑量變化情況

圖2 水泥劑量標(biāo)定曲線圖

2.9 含水率變化對干密度、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響

由于銑刨料的吸水性、拌和的不均勻性及天氣的影響，施工時含水率一般較最佳含水率有所提高，為此以4%水泥劑量，在最佳含水率的基礎(chǔ)上，分別增加1%、2%、3%的用水量，研究含水率變化對干密度、強(qiáng)度的影響情況，其檢測結(jié)果見表10。

表10 干密度、強(qiáng)度隨用水量變化情況統(tǒng)計

由表10可知用水量增加1%、2%，強(qiáng)度略有下降，用水量增大3%時，強(qiáng)度下降明顯，因此，在實際施工時，用水量可適當(dāng)增加1～2%，但不宜增加過多。

2.10 延遲時間對強(qiáng)度和干密度的影響

以室內(nèi)配合比設(shè)計水泥劑量及最佳含水率在拌和機(jī)上試生產(chǎn)，從傳輸皮帶上取混合料，分別以立刻、悶料1h、2h、3h、4h、5h，按不同延遲時間成型無側(cè)限抗壓試件，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生后，測其7d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與延遲時間的關(guān)系，檢測結(jié)果見表11，延遲時間對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度影響曲線圖見圖3，結(jié)果表明，該廠拌冷再生混合料容許延遲時間為3h。

表11 延遲時間對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的影響結(jié)果

圖3 延遲時間對無側(cè)限抗壓強(qiáng)度影響曲線圖

3 結(jié)束語

通過琿烏高速現(xiàn)場取芯驗證，廠拌冷再生基層段芯樣完整，壓實度、強(qiáng)度滿足設(shè)計要求，表明該廠拌冷再生基層配合比確實可行，為嚴(yán)寒地區(qū)廠拌冷再生施工提供技術(shù)指導(dǎo)具有重要意義。