水泥稳定就地冷再生技术在105国道大修工程中的应用与工艺控制

杨永康

(阜阳市公路管理局)

1 水泥稳定就地冷再生技术

水泥稳定就地冷再生技术是在常温下使用冷再生机械一次性完成旧路面及其水泥稳定碎石基层的铣刨、破碎、添加再生材料、拌和、摊铺等作业过程，经整平、碾压成型后的再生层恢复达到路面底基层技术要求的一种施工工艺。水泥稳定就地冷再生技术充分利用了现有路面、路基材料，彻底解决了将旧路挖除重建而存在建筑废料运输和堆放的问题，也大大地减少了新筑路材料的用量，减少了对环境的污染与破坏。

2 项目概况

105国道太和北段是国家公路网京珠线的一部分，位于太和县城以北，是连接阜阳与亳州的重要道路，该段公路改建于2002年，二级公路，路面宽度14 m，路基全宽17 m，原有路面结构形式为7 cm沥青混凝土+20 cm水泥稳定碎石+20 cm 10%石灰稳定土。

本次大修范围为105国道太和北段K842+400～K864+000段。起点位于三里湖桥南，终点位于港集街南端，全长21.6 km。根据道路检测及评定结果，本路段全部采取大修补强措施。其中，对老路病害面积较大且集中路段合计总长11.1 km，采用先对老路进行水泥稳定就地冷再生(平均再生厚度22 cm)，然后加铺20 cm水泥稳定碎石基层+5 cm AC-20沥青混凝土+4 cm AC-13沥青混凝土。

3 施工前的准备工作

(1)恢复路面中线，清除原道路表面的石块、垃圾、杂草等杂物和积水，清除路缘石和路肩土。对原路的车辙、波浪等严重变形的路面进行整形，使原路基本平整。

(2)检测老路弯沉值，对老路进行病害调查。对于弯沉值小于100的路段直接进行冷再生，对于弯沉值大于100的路段进行挖补处理;对于沥青面层脱落、老化、松散、车辙、龟裂面积小、网裂形状大，以及坑槽较小，路面石灰土底基层未损坏的表层病害，直接进行冷再生处理;对于坑槽较深、路面沉陷、弹簧、翻浆等底基层已经损坏的路段进行挖补处理。挖补时，需将已损坏的基层全部挖除，先用12%石灰土回填至距老路面22厘米处，然后用级配碎石回填至老路顶面，再同其他直接进行冷再生的路段一起进行冷再生处理。

(3)对拟再生路段按照每车道40 m一处的频率进行取芯，厚度发生变化时加密取芯，以检查老路质量，测量老路沥青混凝土层和水泥稳定碎石层总厚度，确定老路冷再生厚度，计算老路冷再生量，确定水泥用量。老路冷再生厚度的确定以不破坏老路石灰土底基层为原则，以防冷再生时将老路石灰土底基层与水泥稳定碎石拌合在一起，影响水泥冷再生施工质量。

4 机具准备

(1)WR2500维特根(Wirtgen)冷再生拌和机1台(破碎宽度为2.5 m，拌合深度为40 cm，施工时自动加水);(2)洒水车2台;(3)PQ190-5平地机1台;(4)YZ16振动压路机、YZ18振动压路机各1台;(5)18-21三轮压路机1台。(6)20 t轮胎压路机1台

5 材料与试验

(1)水泥。采用强度等级为32.5级的阜阳中联巨龙普通硅酸盐水泥，初凝时间4.6 h，终凝时间6.7 h，28 d抗压强度42.7 MPa。

(2)碎石。采用淮北产碎石，压碎值 21.3%，9.5～31.5 mm碎石视密度 2.658 t/m3，石屑视密度 2.645 t/m3，吸水率1.1%，细长扁平颗粒含量14%。

(3)水。采用不含有害物质的水或饮用水。

(4)试验。105国道太和北段大修工程设计冷再生水泥用量最小不低于4%，冷再生水泥稳定碎石7 d抗压强度≧2 MPa，压实度不小于97%。

试验室通过水泥含量4%，4.5%，5%进行配合比试验，试验结果如表1。

表1 试验结果

选定1号配合比为施工配合比，实际施工时增加0.5%损耗。

6 施工工艺与注意事项

6.1 撒布水泥

摊铺水泥采用方格网法，水泥剂量按4.5%(增加了0.5%损耗)控制，根据冷再生层路面的宽度和厚度，计算出每袋水泥可撒布的面积，纵横向画出方格，将水泥直接卸在方格网内，人工摊匀水泥。

撒布水泥时，应保证方格内水泥卸载没有遗漏和多余;水泥撒布完后，应检查确保路面没有空白和水泥过分集中的地点。

6.2 冷再生机械铣刨与拌和

(1)再生作业段长度确定

再生作业前，要根据再生路幅宽度、再生机械的行进速度、整平和碾压时间等进行计算，并通过试验段确定每次再生作业段的长度，再生作业段的长度必须保证后续作业能够正常进行，并确保每一再生作业段自开始拌和至碾压完成的施工时间控制在水泥的初凝时间4.6 h以内。

(2)冷再生作业

再生机推动水车在原路面上行进。冷再生机行进速度控制在6～8 m/min，可根据路面损坏状况和再生深度适当调整，网裂严重地段可降低行进速度，路况较好地段可提高行进速度。再生机后跟随技术人员，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，配合再生机操作员进行调整，严禁冷再生施工时破坏老路石灰土底基层。再生机后安排4～5名民工专门清除混合料中的杂质，整理边线，清理每刀起始位置的多余料，确保再生料的质量和道路纵向接缝、横向接缝的平整度。

再生机工作至一个再生作业段终点后，将再生机和水车等倒至该再生作业段起点，进行第二幅施工，如此重复，直至完成施工宽度作业面的再生，多刀施工时应注意保证横向搭接宽度不少于30 cm。

(3)注意事项

施工过程中，要注意对再生料的检查，对混合料的级配、水的喷入量有任何疑问时，要立即停止施工，等情况查明，问题解决后再继续施工。

施工中应注意尽量减少停机，以减少横向接缝，若停机时间超过水泥的初凝时间，再生机再次施工时，必须将整个再生机后退至再生过的路段1.5～2 m的距离，重新撒布水泥后再进行拌合施工。

6.3 整形碾压

每一再生作业段完成后，先用YZ16振动压路机压实再生机轮胎间松散的材料，再采用高幅低频的方式进行初压，速度控制在2 km/h。初压完成后，立即用平地机整形，整形时应将高处料直接刮出路外，不应形成薄层贴补现象，局部低洼处，人工用齿耙将表面10 cm耙松，用新拌制的混合料进行找平，人工找平应保证表面无明显的粗集料离析集中现象。整形过程中，严禁任何车辆通行。整形完成后，先用YZ16振动压路机稳压一遍，碾压速度1.5～1.7 km/h，然后用YZ18振动压路机振动碾压四到五遍，碾压速度头两遍采用1.5 ～1.7 km/h，以后采用 2.0 ～2.5 km/h。最后再用三轮压路机静压两遍，20 t胎压路机碾压两遍。

碾压过程中，严禁压路机在已完成或正在碾压的路段上调头或急刹车，以保证再生层表面不受破坏;再生层的表面应始终保持湿润，如果水分蒸发过快，应及时补撒少量的水，但严禁大量洒水碾压;如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时挖除并补换新料，找平后再碾压密实。

6.4 养生

每一施工路段碾压完成并经压实度检测合格后，立即覆盖吸水土工布进行养生，养生期不少于14 d，其中覆盖保湿养生不少于7 d，养生期间封闭交通。

6.5 质量控制与检验标准

参照水泥稳定碎石质量控制标准，水泥稳定就地冷再生质量控制标准应符合表2的要求，评定标准应符合表2的要求，表中允许偏差指与设计值之差，其他检测项目应符合《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004)中的相关规定。

表2 质量控制项目、频率和质量标准

表3 质量检验允许偏差

注:(1)水泥采用人工撒布或撒布车添加时，检验此项。撒布量指一袋水泥或50 kg水泥均匀撒布的面积，不应小于由设计所确定的撒布量。(2)由混合料组成设计确定的水泥剂量计算得到的水泥撒布面积。(3)由尺量确定一定质量水泥撒布面积。(4)《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004附录B方法。(5)《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004附录H方法。(6)《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004附录G方法。

按照以上施工工艺和质量检测标准，路面半幅(7.5 m)200 m试验段各项试验检测数据如下:

压实度:检测 4 点分别为 97.6、97.3、97.8、98.2;

平整度:采用3 m直尺每100 m随机量测一处10尺，偏差均小于10 mm;

横坡、纵断高程:利用水准仪按每50 m测1个断面，横坡偏差最大为+0.4%，中线高程最大偏差为+3 mm;

厚度:试验段 7 d后取芯，检测厚度最大偏差为+20 mm;

7 d无侧限抗压强度:每工作班制备1组试件，试件6 d洒水养生，1 d浸水养生，测定抗压强度，强度代表值为2.6 MPa。

7 结论

就地冷再生作为一种老路就地改造施工技术，与传统老路改造方法相比，缩短了工期、提高了作业效率，完全利用老路材料，大大节省了施工成本，对交通的干扰也最小。阜阳市是一个筑路材料匮乏的地区，105国道太和北段大修工程水稳冷再生技术的运用，为本地区水稳碎石基层老路改造探索了新途径，积累了新经验。