李秀海

（中鐵二十局集團第二工程有限公司，北京 100142）

0 引言

公路是現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其質(zhì)量和性能直接影響社會發(fā)展。由于長時間使用和自然環(huán)境等因素的影響，公路面層和基層會出現(xiàn)不同程度的破損和老化，需及時修復(fù)維護。傳統(tǒng)公路水泥穩(wěn)定碎石基層修復(fù)方法主要將破損的面積和基層挖除后重新鋪設(shè)，其施工周期長、成本高，且會產(chǎn)生大量建筑垃圾，對環(huán)境造成不良影響。冷再生技術(shù)是一種新型的公路水泥穩(wěn)定碎石基層修復(fù)技術(shù)，其具有施工周期短、成本低、環(huán)保等優(yōu)點，因此在公路水泥穩(wěn)定碎石基層修復(fù)施工中得以廣泛應(yīng)用。

1 冷再生技術(shù)的基本認識

冷再生技術(shù)通過特定的機械設(shè)備進行破碎、攪拌、壓實等步驟，再加入適量的新骨料和水泥等添加劑，以恢復(fù)和提高公路性能。

整個過程均在常溫下進行，因此被稱為“冷再生”，該技術(shù)可縮短施工周期，且充分利用舊路面材料，避免材料的運輸和路面的二次鋪設(shè)，成本較低。在交通流量大的城市公路上，可以顯著減少對交通的影響。通過加入適量水泥等添加劑提高公路的強度和穩(wěn)定性，延長路面使用壽命。同時，冷再生技術(shù)產(chǎn)生的建筑垃圾少，噪聲和揚塵也較少，可進一步降低對環(huán)境的影響。

2 工程概況

河北省廊坊市固安縣高新區(qū)固安外環(huán)路，公路起點為東環(huán)路下穿京九鐵路東側(cè)，終點為東環(huán)路上跨廊涿高速橋北側(cè)，全長約8.7km，此次修復(fù)路段為京九鐵路橋—禮士路段，長度約2.4km。公路的具體破損為多數(shù)路面出現(xiàn)網(wǎng)裂、水泥穩(wěn)定碎石基層出現(xiàn)網(wǎng)裂。

為加快施工進度，充分利用現(xiàn)有材料，減少對公路交通的干擾和建筑垃圾，降低噪聲、揚塵等環(huán)境的影響，該項目使用冷再生技術(shù)對水泥穩(wěn)定碎石基層進行施工，再進行瀝青面層的鋪設(shè)。

3 冷再生技術(shù)修復(fù)公路水泥穩(wěn)定碎石基層的施工工藝

3.1 配合比確定

第一，在公路中選擇300m 作為試驗段，首先將原公路的瀝青面層進行銑刨，再利用WR2000/WR2500S冷再生機械在試驗路段將舊路面既有水泥穩(wěn)定碎石基層進行破碎，收集部分破碎后的材料，送至有資質(zhì)的試驗檢測機構(gòu)，通過篩分、擊實和無側(cè)限抗壓強度試驗，確定水泥穩(wěn)定碎石配合比。主要檢測標準和儀器見表1。

表1 檢測標準及主要儀器設(shè)備

第二，在試驗室內(nèi)，利用篩分設(shè)備將材料分為不同顆粒，進行集料的篩分試驗，并對送檢材料進行壓碎值試驗，同時對需要添加的集配碎石進行檢測，送檢材料針片狀顆粒含量和壓碎值滿足《公路路面基層施工技術(shù)細則》（JTG/TF 20—2015）要求。

第三，水泥穩(wěn)定碎石基層材料最大粒徑不應(yīng)超過37.5mm，混合料級配需要滿足表2 要求，穩(wěn)定材料的塑性指數(shù)不應(yīng)超過10，塑性指數(shù)大于10，加入的級配碎石應(yīng)預(yù)先篩分成3～4 個不同粒級。水泥穩(wěn)定碎石混合料中碎石的級配應(yīng)符合表3 要求。

表2 原材料試驗結(jié)果

表3 集料的級配范圍

第四，按照圖紙要求的集配范圍，結(jié)合對原材料的篩分情況，進行配合比試驗，將現(xiàn)場原材料篩分完成的10～30mm 碎石、10～20mm 碎石、5～10mm 碎石、石粉和新加入的10～30mm 碎石按照不同摻配率進行拌和，并加入6%的礦渣硅酸鹽水泥P·042.5 水泥和水，通過重型丙法擊實試驗和7d 無側(cè)限抗壓強度檢測，確定經(jīng)濟、實用、滿足強度要求的摻配比例，并獲得10～30mm 碎石的添加數(shù)量（見表4）。

表4 集料配合比組成試驗結(jié)果

第五，按照設(shè)計圖紙要求的6%水泥穩(wěn)定碎石，確定級配碎石集料比例為10～30mm 碎石∶10～20mm碎石∶5～10mm 碎石∶石粉=20∶27∶19∶34，最佳含水量為6.6%，最大干密度為2.279g/m3，7d 無側(cè)限抗壓強度滿足≥3.5MPa 的設(shè)計要求。

3.2 工藝流程

該項目使用冷再生技術(shù)處理水泥穩(wěn)定碎石基層。第一，先將原公路的瀝青面層進行銑刨，再利用冷再生機械在試驗路段將舊路面既有水泥穩(wěn)定碎石基層進行破碎，按照試驗確定的配合比，計算每平方米需要添加10～30mm 碎石、水泥和水的數(shù)量，并嚴格添加材料，通過冷再生設(shè)備攪拌混合，確保各種材料充分融合，并形成具有優(yōu)良性能的水泥穩(wěn)定碎石基層材料，使用冷再生設(shè)備將其均勻攤鋪，最后通過壓實設(shè)備將攤鋪好的水泥穩(wěn)定碎石進行壓實，使其達到承載要求。第二，對路面進行適當?shù)臑⑺B(yǎng)護，并采取封閉交通等措施，以防止水泥穩(wěn)定碎石基層受到破壞或過早老化。整個過程中各個步驟均由專業(yè)技術(shù)人員操作，以確保施工質(zhì)量可靠和達到預(yù)期使用效果[1]，如圖1 所示。

圖1 施工流程圖

4 水泥穩(wěn)定碎石基層施工

4.1 準備工作

第一，通過試驗確定需要添加的級配碎石、水泥和水的比例和數(shù)量。第二，準備施工前，在施工路段各路口設(shè)置標示牌，提醒駕駛員及行人封閉交通時間。第三，將原公路瀝青面層進行銑刨，漏出原水泥穩(wěn)定碎石基層表面，并將施工作業(yè)面清理干凈，并灑水濕潤。對施工公路中的雨水井、污水井等進行保護，并清理影響施工的井蓋等。在施工路段兩側(cè)路肩上每隔一定距離（可為10～30m）交錯開挖泄水溝（或做盲溝）。第四，對公路進行測量放樣，按照冷再生設(shè)備的寬度與傳感器間距，一般在直線上間隔為10m、在平曲線上為5m 做出標記，并打好導(dǎo)向控制線支架，根據(jù)松鋪系數(shù)算出松鋪厚度，決定導(dǎo)向控制線高度，掛好導(dǎo)向控制線。用于控制攤鋪機攤鋪厚度的控制線鋼絲拉力不應(yīng)小于800N。

4.2 水泥穩(wěn)定碎石基層的制備

按照設(shè)計圖紙要求的道路水泥穩(wěn)定碎石基層厚度，結(jié)合試驗配合比和攤鋪的寬度、長度，計算每平方米需要添加的集配碎石、水泥和水。

4.2.1 集配碎石添加方式

根據(jù)試驗配合比，破碎后的材料中需要添加10～30mm 碎石，采用機械配合人工的攤鋪方式將每平方米需要添加的10～30mm 碎石60kg 均勻平鋪在原水泥穩(wěn)定碎石基層上。卸料過程要嚴格掌控，避免10～30mm 碎石添加過量或不足。

4.2.2 水泥和水的添加方式

使用水泥罐車和灑水車將水泥和水加入冷再生設(shè)備中，根據(jù)配合比計算，每平方米需要添加水泥30kg，在冷再生設(shè)備智能控制系統(tǒng)中輸入需要添加的礦渣硅酸鹽水泥P·042.5 水泥和水的添加量，并進行鎖定。施工過程中，水泥罐車和灑水車跟隨在冷再生設(shè)備后面，以隨時提供材料。

4.2.3 水泥穩(wěn)定碎石基層的攤鋪

利用WR2000/WR2500S 冷再生設(shè)備將原路面水泥穩(wěn)定碎石基層進行破碎，根據(jù)設(shè)計圖紙要求的6%水泥穩(wěn)定碎石層厚度28cm，調(diào)節(jié)、控制冷再生設(shè)備的整理深度，調(diào)整設(shè)備傳感器和高程導(dǎo)線，嚴格控制基層的高程，確保公路的橫坡、縱坡滿足圖紙要求。設(shè)備啟動后，設(shè)備速度一般為6～8m/min，可根據(jù)現(xiàn)場情況和整理深度進行調(diào)整，水泥穩(wěn)定碎石基層的含水量控制在最佳含水量，隨時關(guān)注并添加冷再生設(shè)備內(nèi)的水泥和水的數(shù)量，確保水泥穩(wěn)定碎石材料配合比符合試驗確定的配合比。

在攤鋪時，需要控制松鋪高度，松鋪高度采取20m一個樁的掛線進行控制，兩邊安排專人進行實時檢查。檢查時使用直尺垂直路面放置于基層表面，使直尺垂直于高程導(dǎo)線，誤差小于5mm。為保證基層厚度，松鋪高程應(yīng)隨時調(diào)整。攤鋪過程中，施工人員對高程導(dǎo)線進行復(fù)核檢測，攤鋪應(yīng)連續(xù)作業(yè)，并對混合料的碎石、水泥和水的添加量進行嚴格檢查，禁止停機待料。

4.2.4 碾壓整形

在碾壓整體施工過程中，需要在冷再生設(shè)備后配備重型振動壓路機、輕型振動壓路機和輪胎壓路機，并根據(jù)攤鋪進度進行碾壓，一次碾壓長度為50～80m。碾壓時，必須層次分明，穩(wěn)壓應(yīng)充分，振壓不起浪、不推移。可以采取先振動壓路機穩(wěn)壓，再輕振動碾壓，隨后重振動碾壓，最后使用膠輪壓路機穩(wěn)壓，壓至密實無輪跡為止。壓路機碾壓時應(yīng)重疊1/2 輪寬，壓完公路全寬時即為1 遍，一般需碾壓4～6 遍，第1～2 遍壓路機行駛速度為1.5～1.7km/h，以后各遍為1.8～2.2km/h。為保證水泥碎石基層邊緣強度，碾壓時應(yīng)超出道路寬度。在碾壓完成后，由試驗人員使用灌砂法等進行壓實度檢測，合格后可以進行養(yǎng)護；若不合格，需立即進行補壓。

4.2.5 養(yǎng)護

每一段碾壓完成并經(jīng)檢測合格后應(yīng)立即進行養(yǎng)護，可以采用塑料薄膜和土工布全面覆蓋養(yǎng)護，并定期灑水，確保7d 內(nèi)塑料薄膜和土工布下的水泥穩(wěn)定碎石基層處于濕潤狀態(tài)。灑水時，灑水車應(yīng)使用噴霧式噴頭，不得使用高壓噴管，以免破壞基層表面，灑水次數(shù)應(yīng)視溫度而定。整個養(yǎng)護期間應(yīng)始終保持水泥穩(wěn)定碎石層表面的濕潤，基層養(yǎng)護期不應(yīng)少于7d，在養(yǎng)護過程中應(yīng)封閉交通，并派專人看守，禁止車輛通行。

5 結(jié)語

綜上所述，冷再生技術(shù)在公路水泥穩(wěn)定碎石基層修復(fù)施工中的應(yīng)用展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的修復(fù)方法相比，冷再生技術(shù)具有施工周期短、成本低、環(huán)保等優(yōu)點，在保證質(zhì)量的條件下加快了公路水泥穩(wěn)定碎石基層的修復(fù)效率，可為以后類似公路施工提供參考。