周志濤

（保定市交通運輸局高碑店市養(yǎng)路工區(qū)，河北 保定 071000）

0 引言

在路面結構中，路面基層屬于承重層，基層強度及質量對路面結構的使用性能和壽命起決定性作用。路面病害與基層質量存在必然聯(lián)系。在我國各級公路中，水泥穩(wěn)定碎石基層應用較多，該基層優(yōu)勢在于穩(wěn)定性、耐久性好，且具有較高強度和承載力。但在行車荷載和自然因素的長期作用下，水泥穩(wěn)定碎石基層病害問題嚴重。為有效處治這些病害，提出了全深式冷再生工藝，目前已在全國公路養(yǎng)護維修中得到了大力推廣，其不僅可以提高廢棄物的利用率，減少養(yǎng)護費用，還可以減少能耗，符合綠色、環(huán)保的發(fā)展理念。

1 工程概況

某省級公路主干道，通車運營多年，瀝青路面老化嚴重，在車輛荷載和自然因素的影響下，路面出現(xiàn)了不同程度的病害，病害主要有龜裂、坑槽、車轍等，且伴有大量縱橫裂縫，在重載作用下，基層已被破壞，經現(xiàn)場鉆芯取樣，無法完整取出芯樣，表明當前路面基層強度下降或者已發(fā)生結構性破壞。根據(jù)公路養(yǎng)護技術標準要求，結合道路實際情況，決定采用水穩(wěn)基層全深式冷再生技術對病害進行處治，對路面進行施工養(yǎng)護。

2 路面病害調查分析

為了掌握路面病害情況，采用人工檢測法進行路面破損程度調查與分析，主要對調查路段中路面病害類型、病害面積、長度等進行測定。經實際調查，該段公路存在不同程度的龜裂、縱裂、橫裂、坑槽、車轍、波浪、擁包、松散、沉陷等病害，按照公路技術狀況評定標準相關規(guī)定，對路面破損狀況進行評價分析，綜合評價處于中、次等級，道路損壞程度嚴重，需要進行路面病害處理。經路面調查可知，該段公路為水穩(wěn)基層，此類基層的剛度、強度較好，且成本低，在我國各級公路中得到了廣泛應用。但通過大量實踐表明，此類基層和瀝青面層組成的路面結構屬于強基薄面組合，這種路面結構形式極易出現(xiàn)反射裂縫等問題，在行車荷載與自然因素的長期作用下，路面結構失效現(xiàn)象普遍。針對工程病害情況，可以將主要病害成因歸結為以下幾點。

2.1 裂縫病害及成因

路表水下滲到面層和基層間時，在行車荷載作用下，極易產生動水壓力，并裹著水穩(wěn)基層材料不斷沖擊瀝青面層，從而產生裂縫，當基層收縮變化明顯的情況下，可形成反射裂縫，進一步破壞路面結構，則會出現(xiàn)嚴重病害，比如坑槽等。同時，當上部路面結構強度下降，或者車輛荷載過大，也會破壞下部結構，降低基層強度，甚至出現(xiàn)嚴重的網(wǎng)裂、松散病害。

2.2 坑槽病害及成因

雨水下滲過程中，由于路面結構中存有隔水層，會阻礙雨水向下部結構深入，這種情況下，雨水則滯留在面層處，且此處保留的水分不易蒸發(fā)，加上行車荷載的作用，將會加速瀝青的剝蝕程度，產生水損壞、網(wǎng)裂等病害，若不及時處理，病害進一步發(fā)展，破壞程度加劇，形成坑槽。

2.3 車轍病害及成因

在工程病害調查中發(fā)現(xiàn)，車轍病害成因可以總結為兩點，第一，該段公路交通量較大，且呈逐年增長的趨勢，在高溫條件下，道路行車壓力加大，勢必會產生車轍病害。第二，通車運營多年，由于使用時間較長，路面產生了不同程度的各種病害，大幅降低了混合料中瀝青、集料間的黏結性能，進而產生車轍。

3 路面病害治理方案

結合上述分析，調查路段存在不同程度的病害，主要病害為裂縫、坑槽、車轍等。若不及時處理，病害持續(xù)加劇，將會導致路面結構強度失效，甚至形成惡性循環(huán)，最終影響下部結構強度，危害行車舒適性和安全性。為此，決定進行病害處治與養(yǎng)護維修。經多方討論，針對路段采取相應措施，對上面層和下面層、基層進行合理處治。首先，銑刨去除上面層；然后，現(xiàn)場銑刨處理下面層、基層后，采取全深式冷再生方案進行處治；最后，根據(jù)路面破壞程度，在路面上部加鋪瀝青面層，厚度根據(jù)工程實際準確確定。

4 全深式冷再生技術的特點及機理

相比瀝青路面就地冷再生，全深式冷再生主要用于基層材料再生，再生范圍較大，可以滿足公路深層再生的需求。目前來講，在一般瀝青路面面層再生中，處理深度最高可達到20cm左右，但全深式冷再生的處理深度較大，可超過40cm。作為一種新型就地冷再生工藝，全深式冷再生在我國公路養(yǎng)護維修中得到了大力推廣，其特點如下。

（1）環(huán)保，污染小。作為一種新型冷再生工藝，全深式冷再生工藝更先進、更簡單，同時更能滿足節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展理念。一方面，全深式冷再生可以充分利用舊路材料，解決了舊路廢棄物處理的難題，舊料的再生利用，可以減少對自然環(huán)境的污染。另一方面，舊料的大量使用，減少了新料的用量，可以起到節(jié)約資源的目的。除此之外，該技術屬于冷再生工藝，無需在高溫下施工，同樣可以減少能耗，降低污染。

（2）舊料利用率高，成本低。全深式冷再生工藝，可以實現(xiàn)舊路材料100%利用，即便是無法100%利用，也僅需添加少量新集料與穩(wěn)定劑即可，這樣可以大幅減少新料成本。據(jù)國內外相關實踐經驗可知，與傳統(tǒng)方式相比，全深式冷再生施工成本基本上可以降低30%左右，由此可見，全深式冷再生工藝的經濟效益良好。

（3）施工簡單，施工效率高。在傳統(tǒng)施工中，針對道路維修產生的舊料，需要及時運輸?shù)街付ǖ攸c進行填埋處理，而全深式冷再生施工無需此過程，可以就地冷再生一次性完成施工，同時，無需購買新料。除此之外，相比傳統(tǒng)廠拌再生技術，全深式冷再生機械化水平高，且具有較為成熟的舊料銑刨破碎技術，能夠實現(xiàn)工藝簡化的目的，進而可以提升整體施工效率。

5 混合料路用性能分析

為了保證水穩(wěn)基層全深式冷再生混合料性能良好，需在確定配合比設計的基礎上，針對不同水泥、舊料摻量進行試驗，從而對其力學性能相關指標進行評價，并由此確定水泥與舊料最佳摻量，用于指導施工。

5.1 擊實試驗

在路面基層試驗中，擊實試驗最為常見，通過該試驗，可以獲取不同配合比條件下混合料的最佳含水量以及最大干密度。在試驗中，測試采用3種摻量的水泥，即5%,6%,7%；舊 料 同 樣 采 取3種 摻 量，即70%,80%,90%。所得結果如表1所示。

表1 擊實試驗結果

通過試驗分析可知：

（1）對于最佳含水量方面，當水泥摻量增加時，混合料的最佳含水量也會隨之增加，當舊料摻量降低時，則會下降；

（2）對于最大干密度，當水泥摻量增加時，混合料最大干密度也會隨之增加，但是，當舊料摻量降低時，混合料的密實度則會增加。

究其原因在于以下方面：

（1）當水泥量增加時，參與水泥水化反應的水量會有所增加，這種情況下，混合料的最佳含水量也會隨之增加，說明水泥量的增長會強化膠結材料的能力，使混合料密實度增加，進而最大干密度提升；

（2）當混合料內摻加一定量新料后，會加大混合料內大粒徑的比重，這樣可以增加混合料骨架孔隙，但不易存留水分，將會降低最佳含水量，同時，與舊料相比，新料更密實，具有較大比重，因此，添加的新料越多，混合料的密實度越大。

5.2 無側限抗壓強度分析

在混合料路用性能檢測時，可進行無側限抗壓強度試驗，以了解混合料的物理力學性能。試驗中，在養(yǎng)護期最后1d，在一定溫度的恒溫水箱內放置樣品，放置時間為24h，并在萬能試驗機上，按照1mm/min的加載速率進行試件加載處理，并由此進行試件破壞過程中最大壓力的記錄。根據(jù)分析，在3種不同摻量70%,80%,90%舊料條件下，水泥摻量為5%,6%,7%時，進行7d無側限抗壓強度試驗，結果如表2所示。

表2 7d無側限抗壓強度 單位：MPa

由表2可見，不同舊料用量下，當水泥摻量增加，混合料的無側限抗壓強度會呈上升趨勢，尤其是水泥摻量由5%增加到6%的過程中，抗壓強度增長較為明顯。在確保強度的情況下，6%水泥摻量的應用，不僅可以滿足道路再生施工要求，還能減少水泥用量，降低成本，具有良好的經濟效益，為此，最終確定水泥摻量為6%。

為了確定舊料用量，決定對水泥摻量6%條件下的不同舊料用量進行試驗分析，采用了7d、28d、90d不同齡期條件下的水泥穩(wěn)定冷再生混合料無側限抗壓強度試驗，最終結果如表3所示。

表3 水泥摻量6%條件下不同齡期抗壓強度 單位：MPa

由表3可見，在水泥摻6%的條件下，3種不同舊料用量的混合料，在養(yǎng)護齡期由7d升至90d的過程中，混合料的無側限抗壓強度呈增長趨勢。但3種舊料用量的增長幅度有所不同，其中舊料用量90%的混合料無側限抗壓強度增長幅度最大。在養(yǎng)護齡期7d時，舊料用量90%的混合料抗壓強度在其他兩種舊料用量混合料的抗壓強度之下，但是當養(yǎng)護齡期達到28d及90d時，舊料用量90%的混合料無側限抗壓強度已經高于其他兩種混合料。因此，在無側限抗壓強度試驗中，認為選擇水泥摻量6%、舊料用量90%的混合料較為理想。

6 水泥穩(wěn)定基層冷再生施工要點

施工中，按照配合比設計要求進行材料的合理配制，隨后根據(jù)既定的施工工序進行施工，具體施工要點如下。

6.1 混合料拌和

在確定冷再生設備及其各項參數(shù)的前提下，便可進行拌和施工。再生設備施工前，應提前撒布水泥穩(wěn)定材料，合理控制撒布范圍，整個環(huán)節(jié)可同時進行撒布與拌和施工，精確控制水泥用量，減少材料浪費。全深度冷再生工藝對交通影響小，可進行半幅封閉施工，為避免拌和不均勻，要求在3~5m/min內控制再生設備行駛速度。

6.2 混合料碾壓

冷再生機達到了30t，再生料在此設備的碾壓作用下，輪跡部位被碾壓到了路面之外，其他部位碾壓效果并不理想。因此，針對其他部位，可采取壓路機進行整平碾壓施工。在整個碾壓施工環(huán)節(jié)，分為3個階段。第一階段：初壓。采用雙鋼輪壓路機施工，實行“靜+振”的碾壓組合法，并合理控制碾壓速度，速度不宜過快。第二階段：復壓。復壓與初壓不同，可采用單鋼輪壓路機，碾壓方式也改為振壓方式，振動壓實4遍后，再通過膠輪壓路機進行碾壓，碾壓遍數(shù)為6遍，整體復壓需10遍。第三階段：終壓。終壓是最后一個碾壓階段，采取雙鋼輪壓路機進行碾壓，根據(jù)工程實際情況，進行2遍靜壓即可。在碾壓施工中，初壓后，為了保證路面能夠平整，可以借助平地機進行整平處理，而復壓結束后，便可檢測路面壓實度，保證能夠達到設計要求。終壓后，則需徹底消除明顯輪跡，保證路面平整。

7 結語

綜上所述，結合該省級公路段路況實際，找出病害原因，針對水穩(wěn)基層提出了全深式冷再生病害處治方案，通過擊實試驗、無側限抗壓強度試驗，確定了水泥摻量6%、舊料用量90%的配合比方案，該方案可充分利用舊料，降低養(yǎng)護成本，可為相關施工提供參考。