杨玉庆 董战霞

摘 要：水泥就地冷再生技术可循环利用旧路铣刨料并减少环境污染，具有重要的推广价值。本文通过分析旧路铣刨料特征，综合对比粗、中、细三种不同级配类型的再生混合料不同性能指标，优选再生混合料配合比。结果表明，旧路铣刨料中可添加10～30 mm碎石和石屑改善级配;中级配综合路用性能最佳，可作为优选级配;水泥就地冷再生技术的工程应用中，各项性能指标均满足要求，其应用效果良好。

关键词：旧路改造;水泥就地冷再生;配合比设计;工程应用

中图分类号：U418.8文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）02-0108-04

Application of Cement In-situ Cold Recycling Technology in Old Road Reconstruction Project

YANG Yuqing DONG Zhanxia

（Engineering Construction Center， Henan Yellow River Affairs Bureau，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract： Cement in-situ cold recycling technology can recycle old road milling materials and reduce environmental pollution， which has important promotion value. This paper analyzed the characteristics of old road milling materials， comprehensively compared the different performance indicators of the three different gradation types of coarse， medium， and fine recycled mixtures， and optimized the ratio of recycled mixtures. The results show that 10～30 mm crushed stones and stone chips can be added to the old road milling material to improve the gradation; the middle gradation has the best comprehensive road performance and can be used as the optimal gradation; in the engineering application of cement in-situ cold recycling technology， all performance indicators meet the requirements， and its application effect is good.

Keywords： old road reconstruction;cement in-situ cold recycling;mix design;engineering application

在繁重的行车荷载和复杂的自然环境综合作用下，早期建成的部分道路出现了较严重的损坏，急需大修养护，甚至铣刨重铺[1-2]。路面铣刨工程会产生大量铣刨料，若不充分循环再利用，将会产生巨大的资源浪费和环境污染问题[3-5]。旧路面水泥就地冷再生技术可充分利用原路面铣刨料，通过添加水泥结合料及少量新集料，实现就地铣刨重铺，达到充分利用原路面铣刨料，同时显著改善路面性能的良好效果[6-7]。目前，该技术在国内旧路改造项目中已被广泛应用。

本文以黄河堤顶道路郑州段旧路基层改造为依托工程，介绍旧路铣刨料级配特征、再生混合料级配优选以及再生混合料工程应用效果等，以期为相关工程应用提供参考。

1 原材料

原路面基层为水泥稳定碎石基层，水泥就地冷再生应尽量多利用原基层铣刨料。由于水泥稳定碎石基层刚度大、强度高，铣刨机采用原设计的6 m/min行进速度铣刨较为困难，铣刨速度降低至4 m/min，铣刨深度为15 cm（旧路面）。铣刨料的级配组成如表1所示。

从表1筛分结果可以看出，铣刨料中粒径大于19 mm的粗集料占6.7%，与规范级配范围中值（占23%）相比，19 mm以上粗集料太少;粒径在2.36 mm以下的细集料占32.2%，与规范级配范围中值45%相比，2.36 mm以下的细集料含量较少。因此，在进行配合比设计时，应对铣刨料中缺少的不同规格集料进行适当补充。根据铣刨料级配，人们需要补充10～30 mm碎石和石屑，以改善再生混合料级配。

按照《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）要求，检测混合料中额外添加的粗集料（10～30 mm碎石）、石屑和水泥原材料性能，检测结果均满足要求。

2 配合比设计

为确定适用于水稳碎石基层沥青路面水泥就地冷再生混合料的最佳级配，在进行矿料级配设计时，本研究通过调节碎石和石屑的比例得到了粗、中、细三种不同的级配组成，如表2所示。

2.1 不同级配类型配合比确定

本研究采用重型击实试验确定不同级配类型在不同水泥剂量下的最佳含水率和最大干密度及其对应的抗壓强度，试验结果如表3所示。

由表3分析可知，在最佳含水率状态下，粗、中、细三种级配的抗压强度与水泥剂量成正比。其中，粗级配和中级配混合料在4.5%的水泥剂量下即满足设计要求;对于细级配混合料来说，当水泥剂量为5.0%时，其抗压强度代表值满足设计强度要求。因此，从工程质量、造价、路用性能等方面综合考虑，本研究确定粗、中、细三种级配混合料的最佳水泥剂量分别为4.5%、4.5%、5.0%。确定不同级配类型的再生混合料配合比如表4所示。

2.2 不同级配类型配合比路用性能对比

按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51—2009），测试不同级配类型再生混合料劈裂强度、弯拉强度、抗压回弹模量、干缩、温缩和抗冲刷性能，试验结果如表5至表7和图1至图2所示。

由表5至表7和图1至图2分析可知，不同类型的冷再生混合料针对不同性能评价指标表现出不同的性能优势。粗级配再生混合料抗冲刷性能、干缩性能和温缩性能最优，但抗压强度和劈裂强度最差;中级配再生混合料抗压强度和抗压回弹模量最优;细级配再生混合料劈裂强度和弯拉强度最优，但是回弹模量、抗冲刷性能、干缩性能和温缩性能均最差。

2.3 不同级配类型配合比优选

为优选性能最佳的冷再生混合料级配类型，本研究综合对比分析不同级配类型冷再生混合料的各项性能指标。为利于统计分析，将性能最好的记为“3”，性能居中的记作“2”，性能最差的记为“1”，分别赋予“3”“2”“1”三个等级为90分、60分和30分。不同级配类型的再生混合料各项性能指标对比如图3所示。

从图3可以看出，粗级配混合料有3个“3”，2个“2”，2个“1”;中级配混合料有2个“3”，5个“2”;细级配混合料有2个“3”，1个“2”，4個“1”。按照赋分标准，粗、中、细三种级配得分分别为450、480、360分。由此可以确定，从混合料的路用性能方面综合考虑，本项目再生混合料级配优选上述确定的中级配。

由于实际施工中采用路拌法工艺，根据《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）规范要求，施工中实际采用的水泥剂量应在原配和比基础上增加1%，即现场路拌法施工采用5.5%水泥剂量。根据表3试验结果，中级配5.5%水泥剂量对应的最佳含水率和最大干密度分别为8.2%和2.169 g/cm3。

3 工程应用

黄河堤顶道路郑州段为本研究具体实施工程，原路面为10 cm水泥稳定碎石基层+5 cm沥青混合料面层。就地冷再生旧路改造方案为铣刨原路面5 cm沥青混凝土面层和10 cm水稳基层，然后按设定配合比新增部分10～30 mm碎石和石屑，共铺筑20 cm厚水泥就地冷再生水泥稳定碎石基层，上面再加铺5 cm厚热拌沥青混凝土面层。

施工机械为徐州锐马重工WR2300型就地冷再生机，最大铣刨宽度为2.3 m，最大工作深度为420 mm。严格按照设定混合料级配施工，施工现场及时取样检测水泥剂量和含水量，并在实验室对无侧限抗压强度试件进行成型。对施工完成段落及时检测压实度，养生完成后及时取芯并测弯沉，芯样切割成标准试件后测试抗压强度。试验结果如表8所示。施工完取芯部分芯样如图4所示。

由表8和图4分析可知，冷再生混合料施工过程中混合料各项指标、施工完成后强度和弯沉等指标均满足要求，芯样密实完整，级配均匀合理，表明水泥就地冷再生技术在旧路改造中取得良好的工程应用效果。

4 结语

本文以黄河堤顶道路郑州段为依托工程，研究了水泥就地冷再生技术在旧路改造中的应用。研究表明，在铣刨速度4 m/min、铣刨深度15 cm的条件下，旧路铣刨料中粒径在19 mm以上的粗集料和2.36 mm以下的细集料含量较少，可添加10～30 mm碎石和石屑来提高再生混合料中粗、细集料含量;粗、中、细三种不同类型的冷再生混合料在不同性能指标方面表现出不同的性能优势，通过综合对比各性能指标，人们应优选中级配作为再生混合料级配;水泥就地冷再生技术的工程应用效果良好，各项性能指标均满足要求。

参考文献：

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