就地冷再生技术在公路工程中的应用分析

2021-06-28周道斌

运输经理世界 2021年34期

周道斌

（郎溪县交通建设工程质量监督站，安徽宣城242100）

1 工程概况

S203 公路位于宣城市郎溪县境内，起点位于定埠黄泥墩（与江苏省境内S246 公路连接），沿途经梅渚、郎溪县开发区、郎溪县城区，跨新老郎川河进入十字铺工业园区，与X018 公路相交，跨宣广高速、商合杭铁路，经杨家边隧道，终点位于姚村乡，线路全长为54.103km。

该省道于2019年12月交工通车，实现了全线贯通。由于不同路段的车流量不同，部分车流量大的路段容易出现病害，此外，公路使用年限的增加，也会对路面造成一定的损害，若不及时有效地进行养护维修，则会缩短公路的使用寿命。如果养护修复工程中采用的材料、技术等不能满足相关标准，也会影响公路交通安全。

而就地冷再生技术是一种既节约能源又保护环境的公路养护技术，该技术的施工组织较为简单，对交通产生的干扰也较小，比较适合使用在大交通量、不间断施工的项目中。此外，在维修过程中能对旧路面的材料重新利用，可有效减少对石料的浪费，也能降低对周围环境产生的污染。

2 原路面状况调研及目标配合比设计

2.1 公路原结构形式

S203 建平大道的路面结构是最为常见的公路结构，其路面适合使用就地冷再生施工技术进行养护维修。

2.2 路面病害情况概述

S203 建平大道段投入营运几年来，从未进行过大范围的修补，其表面质量较好，但整个路段出现了不同程度的裂纹、坑槽及沉陷等病害问题，对行车舒适性及路段使用都产生了一定的影响。

2.3 维修方案

在对S203 建平大道路段进行养护的过程中，需要采取不同的施工技术，在制定维修方案的过程中经过对各种施工工艺进行对比，以及对该路段的实际情况及病害程度进行分析，同时出于节约施工成本、避免资源、缩短工期等方面的考虑，确定使用就地冷再生技术进行施工。在施工过程中，可以对路面进行铣刨、摊铺、碾压等作业，并保证一次成型，这样不会提高原路的标高，若使用其他施工工艺开展施工，有可能提高原路的标高，也会造成资源和资金的浪费。此外，采用该技术不会对道路两侧的环境产生较大的影响，能够有效保护环境。结合该路段的实际情况，所制定的具体维修方案主要有以下几点：

第一，在维修过程中，对原路面表面结构进行铣刨处理，刨除15cm，铣刨工作结束后，再将刨除的沥青运输到沥青厂，进行沥青拌和工作，充分发挥就地冷再生技术的作用。拌和再生的沥青材料，不能再用于表层结构的施工，只能用于底层结构的施工。

第二，将原有的水泥进行刨除碎石处理，然后采用就地冷再生技术进行重新制作。

2.4 目标配合比设计

2.4.1 就地冷再生混凝土的组成

就地冷再生混凝土主要由经破碎、清洗、分级的废弃混凝土块和新混凝土材料组成，添加水泥砂浆等进行搅拌。完成后经现场采样和检测，达到施工需要，可用于S203 建平大道路段的养护施工。

2.4.2 水泥添加量的确定

确定水泥添加量的过程中，应该根据其湿度条件、养护时间及浸水时间进行测试，通过数据对比，确定合适的水泥添加量，保证建筑材料的质量，进而保证整体施工质量。

3 再生施工方案介绍及就地冷再生技术的施工原理

3.1 机械设备配备

在施工中使用的设备为就地冷再生机、水泥稀浆喷洒车、摊铺机、水罐车、沥青罐车等各1 台，压路机需要准备3 台。在施工前，应提前将这些设备运到施工现场，利用就地冷再生技术进行施工。在施工过程中，要严格控制再生机的施工速度，速度要控制在每分钟2.5～3m，还要随时对再生料的湿度进行检查，确保其湿度处于工程建设的要求范围内。另外，要对原料的含水量进行检查，从而确定合适的喷水量，确保材料的含水量符合工程施工的要求标准，进而保证整体施工质量。

3.2 摊铺

在公路工程中，应做好摊铺工作，摊铺工作完成后，需要采用机械设备，对路面进行平整处理。在摊铺过程中，需要重视摊铺工作的速度以及再生机速度的一致性，则需要在摊铺10m 后，对前面摊铺完毕的路面进行质量检查，确保已摊铺工作的质量后，然后进行下一步的摊铺。如果在铺设过程中发现公路工程中截面与设计规范不符，或部分混凝土产生了较大的分散性，则要对其表面进行修复处理，以保证道路结构的质量满足工程要求。

3.3 压实

在公路工程中，压实施工过程的开展是极为重要的，应该以静压的方法为主，且施工过程中不能存在漏压的情况[1]。碾压施工中碾压设备应匀速、缓慢地行驶。初压阶段，速度要控制在1.5～1.5km/h，碾压次数4 遍；复压阶段，速度要控制在0.2～2.5km/h，复压的次数为4 遍以上；终压的速度与复压的速度一致，确保路面表面的平整性达到施工要求，且路面上不能留有轮迹。

3.4 养护与交通管制

碾压施工结束之后，要对路面表面的压实度进行检测，若各项检测数据都符合施工建设的要求，就可以开展养护工作，养护时间应该在七天以上，养护方式以覆盖薄膜为主，在养护时间段要进行交通管制，所有车辆和行人都不可以在路面上行走。

3.5 就地冷再生技术的施工原理

就地冷再生技术主要是以一次性粉碎的方法，对原有路面上的混合料进行翻挖、铣刨、破碎，之后按照该技术的使用要求，在其中增加一定计量的再生剂或者水、水泥、骨料等材料，然后使用冷再生机将其规整到一定的厚度，对其进行碾压成型，进而保证路基结构层的质量。

4 就地冷再生技术的优点和缺点

4.1 优点

其一，使用就地冷再生技术能够有效节约施工成本。该技术主要是对旧的铺层材料进行重新加工，实现再利用，施工过程中能够节约更多的建筑材料，在道路维修工程中能够有效减少材料挖掘、运输等环节的开支，进而降低公路工程的施工成本。

其二，能够减少对环境的污染及破坏。该技术能充分利用原有的材料，使旧材料成为新的施工建设材料，不用对其进行废弃处理，能够有效减少材料的使用量，能够更好地保护环境。

其三，能提高公路工程的施工效率。就地冷再生技术能够有效简化施工工序，提高施工效率，进而缩短工期。使用该技术能同时对旧路面开展铣刨、破碎、拌和、摊铺等作业，进而提高公路施工效率。

其四，能够有效降低对施工路段周围环境及周围居民出行的影响。该技术在施工中使用的机械设备都具有封闭式的自动控制系统，能够避免施工现场的粉尘随意飘散，能够保证施工路段周围居民的身体健康，更有利于文明城市的建设。并且，就地冷再生技术的施工区域相对密集，所有机械组合都能在一条车道内进行施工，不会对其他车道的正常运行产生影响。若施工场地处于交通量较大或者公路较窄的场所，该技术也可以进行开放性施工。

4.2 缺点

就地冷再生技术也存在一些缺点。

第一，路面水稳定性较差，施工后要在路面上摊铺一层热拌沥青混凝土罩层。

第二，施工效果一定程度上受旧路面材料质量的影响，若是旧路面材料的质量较差，会影响整体施工质量。

第三，混合料配比设计较难把握。

第四，就地冷再生技术对施工环境的要求较高，比较适合在较为温暖、干燥的环境中使用。对此，需要结合不同的施工要求和施工环境，合理选择并使用就地冷再生技术，以充分发挥该技术的优势，同时有效规避其不足。

5 就地冷再生技术在公路工程应用时的施工准备工作

5.1 参数确定

应用该技术开展施工之前应该做好相应的施工准备工作，为后续施工的顺利开展奠定良好的基础。施工要对旧路路况进行实际勘探，也要对路表弯沉情况进行测试，通过测试确定其弯沉情况后，合理使用就地冷再生技术，以有效提高路基的承载力。开展挖探作业时，在挖探过程中需要计算旧路路面结构层的厚度，对材料质量等进行一定的检验，还要对回弹模量值进行相应的测试，这些数据对计算路面结构有重要参考作用。在大规模养护维修的公路项目中，应对其设计年限和年限内的交通量进行计算，全面掌握路面结构的相关数据，准确确定路面的厚度和强度，实现精准施工。

5.2 配合比设计

在施工设计过程中要对旧路路段的结构材料进行钻芯取样施工，还要对原有路面、基层厚度和施工材料的性能、质量等进行检测，在使用就地冷再生技术的过程中也要对旧路混合材料进行破碎取样，并对样品进行筛分，严格遵循该技术的使用规范，选择合适的材料进行配比。另外，在配比过程中要按照级配的需求选择适宜的方式进行配料，常用方法有图解法、试算法等。严谨地进行配合比设计，能为后续施工的开展奠定良好的基础，进而保证施工质量。

5.3 机械设备选择

公路工程的施工环境一般较为复杂，且施工工期也较长，要想有效提高施工效率同时保证施工质量，就要对机械设备进行合理的选择。采用就地冷再生施工技术时，应该选用冷再生机、平地机、洒水车等。在合理配置机械设备之后，还要对设备进行调试与维修，保证其使用性能，为提高施工效率作保障。

5.4 材料准备

冷再生结构中选择的骨料以及填料，通常选用破碎之后的原有沥青面层、基层材料等。在材料选择的过程中要对其用量进行有效控制，特殊情况下可以适当增加骨料或者填料。通常情况下以硅酸盐水泥为主要材料，水泥的初凝时间要超过4h，终凝时间控制在6h 左右，也可根据实际施工情况使用缓凝水泥。在水的选择上，要选择无有害物质的水。

5.5 就地冷再生技术在公路工程施工中的质量控制

其一，在公路工程施工中使用就地冷再生技术时，对再生材料的拌和均匀度是影响施工质量的重要因素。为此，在施工过程中要严格控制冷再生机拌和的形式和速度，速度应控制在8m/min，这样速度才能更好地保证拌和的均匀度[2]。另外，要对水泥的添加使用量进行合理控制，并做好拌和深度的测试工作。

其二，就地冷再生施工中的含水量也会影响路面的压实质量，对此，在施工过程中要严格控制再生材料的含水量，若含水量不符合施工建设的要求，应该及时对其进行调节，并结合相关试验数据进行压实施工，确保压实度符合工程建设的质量要求。

其三，就地冷再生技术施工的长度应合理控制在120～150m 之间，在水泥初凝之前也应该有效控制施工速度，为整体工程的建设质量提供有力保障。

6 就地冷再生技术施工注意事项

在应用就地冷再生技术之前要全面了解原路面的实际情况，确保原路面的实际情况符合该技术的应用条件。另外，在施工之前要对相应的机械设备等进行检验，确保其运行状态满足施工需要[3]。在施工过程中要严格控制冷再生机的运行速度，在使用期间，要由专业的技术人员跟随在冷再生机后面，确保能够随时对其速度和施工质量进行检验，同时合理控制再生深度及水泥含量。若冷再生机在使用过程中出现故障，要及时上报，同时制定有效的应对方案。在现场施工过程中也要对混合料中的含水量进行检验，若含水量较少就需要安排洒水车跟随，以保证其含水量处于最佳状态。再生机在施工过程中可以实现再生作业和初压同时进行，初压完成之后要利用平地机对高出的材料进行刮除，之后进行振动压实，保障施工质量，提高路面的坚实程度。