浅析冷再生底基层掺碎石在公路维修改建工程中的应用

王彦科

【摘 要】在维修改建工程中部分路段底基层采用冷再生技术施工，为提高底基层的强度和承载力，在冷再生施工时根据旧路面结构掺配适量碎石和石灰，通过无侧限抗压强度和弯沉值试验表明冷再生底基层各项指标均能满足设计要求，该技术较为成熟，可在省内其他公路改建工程中推广使用。

【关键词】冷再生掺碎石；底基层；维修改建

1 工程概况

国道312线界石铺至鸡儿嘴段维修改建工程，起点位于静宁县界石铺镇，终点位于会宁县鸡儿嘴村，路线全长62Km，对静宁县与会宁县区域经济与社会协调发展的重要纽带作用。1996年按二级公路技术标准设计修建，全线路基宽度均为12m，路面为沥青混凝土路面。在运营过程中，随着车流量和大吨位车辆逐年增加，路基强度明显不足，部分路段出现龟网裂，局部沉陷、坑槽、拥包等病害严重。因此对该段公路进行维修改建。

2 掺配碎石在冷再生底基层施工中的应用

为节约成本，降低工程造价，在施工图设计阶段对路面结构层进行了合理优化。经试验检测机构对旧路面进行钻芯取样，对芯样较完整的路段，路面底基层施工采用就地冷再生。以下从设计阶段和施工阶段两个方面对冷再生掺配碎石进行分析探讨。

2.1 设计阶段

就地冷再生是利用再生机挖翻、打碎原有旧路的面层和基层，添加再生材料、拌和、摊铺、碾压等作业过程，重新形成具有一定承载能力的结构层的一种工艺。该项目中原有旧路在断面处有两种形式的结构，第一种是行车道范围内的路面结构形式：20cm的水泥稳砂砾基层+5cm沥青混凝土下面层+3cm沥青混凝土上面层；第二种是路肩两侧各1.5米范围内的路面结构形式：20cm的石灰稳定土基层+3cm沥青混凝土面层。

在初步设计时冷再生底基层骨料为8cm厚的面层废旧料（占26%）+16cm厚的基层废旧料（占74%），时掺配5.5%的水泥拌制而成，对底基层进行无侧限抗压强度试验。试验结果显示，水泥剂量5.5%的无侧限抗压强度值为（1.302+1.545）/2=1.424MPa，不满足二级公路要求（设计强度：1.5 MPa）。在路拌法施工中通过采用提高水泥剂量来提高底基层强度的措施，则水泥剂量达到6.5%，超过规范规定的最大水泥用量（不宜超过5.5%），否则底基层容易出现裂缝等病害。同时，对底基层无机结合料混合料进行筛分，9.5～26.5mm粒径通过率超出了级配曲线图，级配不符合要求。经多次试配后确定了新的施工掺配方案，按照不同的路面结构类型，确定矿料组成比例。

对于第一种路面结构，其底基层骨料为10～20mm）碎石（占20%）+8cm厚的面层废旧料（占30.8%）+13cm厚的基层废旧料（占49.2%），水泥用量为3.2%，依照规范路拌法施工水泥剂量增大1%，确定施工水泥剂量为4.2%，进行无侧限抗压强度试验。试验结果显示，其无侧限抗压强度为1.8+（2.2-1.8）/5=1.88 MPa，满足二级公路要求（设计强度：1.5 MPa）。

对于第二种路面结构，其底基层骨料为10～20mm碎石（占20%）+3cm厚的面层废旧料（占11.5%）+18cm厚的基层废旧料（占68.5%），水泥用量为3.2%，并掺加4%的生石灰，进行无侧限抗压强度试验。试验结果显示，无侧限抗压强度为2.4 MPa，满足二级公路要求（设计强度：1.5 MPa）。

行车道与路肩虽然两种不同类型的结构层，但无侧限抗压强度基本一致，这样就可以避免强度不均匀而产生基层纵向开裂或受力不均而出现断板的问题，从而保证了冷再生底基层的施工质量。

2.2 施工阶段

冷再生的主要施工阶段可划分为施工前期准备工作；再生施工；养生三个阶段。

1）冷再生施工前应做好各项准备工作。首先，应对原旧路的路况进行调查、测量，对有病害的段落提前进行处理，对与高于原路面标高5cm以上的地方采用铣刨机进行铣刨，并将铣刨后的旧路材料填于低洼、坑槽处。其次，水泥胶凝材料选用强度等级为32.5级以上的普通硅酸盐水泥（其指标为初凝时间≥3h、终凝时间≤10h，且≥6h），该水泥具有强度高、抗冻性好、干缩小，耐磨性较好等优点；再次抽调主要施工设备有冷再生机、碎石撒布机、水泥撒布车、平地机、压路机、洒水车等，同时准备好施工作业面养生、封闭交通等所需的设施；以及要对工程技术人员及机械操作人员应经过培训，熟悉施工工艺及程序后方可上岗。

2）碎石掺配量按设计要求准确计算至每平米，再折合成厚度以便施工现场控制。本工程经过折算碎石掺配厚度为5.6cm，用碎石摊铺机或平地机进行铺筑。紧跟着水泥撒布机按施工配合比要求的水泥剂量撒布水泥，接着用维特根冷再生机开始再生作业，冷再生机施工时按1.5-2.5Km/h的速度匀速前进。再生施工时对预先标记在路面上的铣刨标示线进行检查，后续再生宽度应比铣刨毂的宽度窄15cm，若偏差超过10cm，则应立即倒退至开始出现偏差的地方，然后沿着正确的铣刨标示线重新施工，相邻两个再生幅面的搭接宽度不应小于20cm。再生后底基层的厚度主要取决于再生深度，施工时必须随机钻孔取样检查。如果检测值偏离设计值，应及时调整冷再生机深度，使其达到设计深度。冷再生施工，用水量是控制的关键，直接影响底基层的碾压及强度的形成，在施工过程中根据再生料含水量情况及时调整再生机设定的用水量，在最佳含水量±2%范围内调整，以便压路机收浆压实。再生50米后，进行碾压工序，根据旧路面结构形式的变化采取不同的碾压工艺，第一种路面结构碾压方案为：首先采用平地机对再生层找平，用22T振动压路机（前进时静压返回时振动）碾压1遍，其次用26T振动压路机碾压2～3遍，最后用胶轮压路机碾压1遍。第二种路面结构碾压方案为：首先采用平地机对再生层找平，用22T的羊足碾（前进时静压返回时振动）碾压1遍，再用平地机整平，其次用26T振动压路机进行碾压2～3遍，最后用胶轮压路机压1遍；检测两种路面结构层的压实度。

3）压实度检测合格后及时采用塑料薄膜覆盖养生，养生期（一般为7d）内中断交通，封闭养生。养生期间冷再生底基层表面始终保持湿润。达到龄期和强度要求后，用空压机彻底吹净浮灰，撒布透层油、石屑之后开放交通。同时对冷再生基层进行弯沉检测，经检测弯沉代表值为69.46mm，标准差为21.16mm，弯沉值符合设计要求。

3 结束语

1）采用冷再生技术施工的路段其底基层整体性和承载力良好；该项目通车一年以来，没有发现明显裂缝、沉陷等病害；

2）该项目采用冷再生底基层掺配碎石技术，体现了冷再生技术的经济、环保的优点，同时为类似改建积累了丰富的经验，对甘肃交通旧路维修改建具有积极的指导意义，可推广使用。

【参考文献】

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[5]中心试验室配合比试验报告[D].甘肃新瑞交通科技发展有限公司.

[责任编辑：张涛]