石灰稳定土基层沥青路面水泥就地冷再生技术及施工质量检测 张渊龙;杨玉庆;王绪;赵啟旸;贾衡
【摘 要】为了解决我国旧路升级改造问题,采用就地冷再生技术充分利用旧路材料及路面结构强度,并简化施工工序,可一次性实现对旧沥青路面的再生改造,是一项绿节约的公路维修改造技术.根据黄河堤顶道路的路面实际情况确定就地冷再生基层路面结构方案,优化冷再生混合料配合比.通过无机结合料稳定土击实试验及7d无侧限抗压强度检测,研究不同水泥剂量下混合料的最大含水率、最大干密度及冷再生混合料的抗压强度.试验结果表明:7d无侧限抗压强度与水泥剂量成正比关系,当水泥剂量为6.0％时,各项数据均有较为明显的提高,此时最佳含水率为9.6％、最大干密度为1.865g/cm3.提出了施工前后的控制点以保证施工的顺利进行及工程质量. 【期刊名称】《广东公路交通》
【年(卷),期】2018(044)006
【总页数】6页(P15-19,22)
【关键词】水泥就地冷再生;石灰稳定土基层沥青路面;配合比设计;施工质量检测
【作 者】张渊龙;杨玉庆;王绪;赵啟旸;贾衡
【作者单位】重建人类社会河南黄河河务局工程建设中心,郑州450002;河南黄河河务局工程建设中心,郑州450002;河南黄河河务局工程建设中心,郑州450002;河南黄河河务局工程建设中心,郑州450002;河南黄河河务局工程建设中心,郑州450002
美丽曲线【正文语种】三十二 纪录片中 文
【中图分类】U416.212
0 引言
随着我国公路网络的逐渐完善，早期建设的公路因通车年限过长或承受繁重的交通荷载等原因，公路服务等级已无法满足人们的使用需求，急需进行公路的大中修改造。路面就地冷再生技术通过将冷再生稳定剂、新集料等掺入铣刨破碎后的路面及基层进行冷再生处理来实现对旧沥青路面的回收利用，是一项绿环保的道路翻修改造技术。路面就地冷再生
技术可充分利用旧路面材料及结构强度，实现资源的循环利用，降低施工成本，具有重要的经济、环境效益。
目前，就地冷再生技术日益受到公路行业广大科研人员和设计施工人员的关注，廖红波[1]研究了不同水泥剂量下无侧限抗压强度随着水泥掺量的变化规律；马君毅[2]认为路面面层、基层的掺配比例及级配对冷再生混合料的无侧限抗压强度影响较大，冷再生混合料的抗水损能力较半刚性基层有明显改善；舒森[3]提出增加新集料以改善掺配级配的配合比设计方法，且再生混合料提高了基层弹性，有助于抑制反射裂缝的产生及发展；张科飞[4]指出随着碎石掺量增加，再生混合料的疲劳性能得到提高，并推荐7d无侧限抗压强度作为设计及验收指标等；鹿世勇[5]通过试验得到级配及水泥用量是冷再生路面的关键参数，且水泥稳定剂冷再生路面非常适合二级路维修改造的结论。
本文对黄河堤顶道路原阳段进行水泥就地冷再生处理，对比分析不同的水泥用量在最佳含水率和最大干密度条件下对冷再生混合料抗压强度的影响，优化了再生混合料配合比，总结提出了施工质量控制点，为水泥就地冷再生技术的设计、施工及研究提供参考依据。
1 试验材料性能
1.1 水泥
对于废旧沥青路面材料，由于旧沥青路面老化以及半刚性基层水泥活性的丧失，需加入一定量的冷再生稳定剂，形成水泥-沥青复合材料以改善路用性能。考虑到现场施工的时限性和质量要求，推荐采用缓凝普通水泥，本项目水泥为42.5号缓凝普通水泥，具体性能指标见表1。
表1 水泥的技术指标检测结果及技术要求检测项目检测结果技术要求试验方法凝结时间初凝/min289≥180终凝/min364≤600沸煮性/mm1≤5GB/T1346-2001胶砂强度/MPa抗折强度3d5.6≥3.5抗压强度3d26.8≥17GB/T17671-1999试验环境养护:温度20℃, 湿度≥95%,试验室:温度25.1℃, 湿度55%
1.2 铣刨料
本项目对黄河堤顶道路原阳段石灰稳定土基层沥青路面进行铣刨再生处理，冷再生方案为铣刨5cm旧沥青面层+10cm石灰稳定土基层+5cm新增碎石和石屑，共计20cm，然后5cm热拌沥青混凝土面层。根据《公路沥青路面再生技术规范》JTG F41-2008的要求对铣刨料
的含水率、级配及0.5mm以下部分的塑性指数进行试验，并对各集料进行筛分处理，试验结果见表2和表3。
表2 铣刨料检测项目与检测结果材料检测项目检验结果技术要求试验方法铣刨料(0～31.5mm)含水率/(%)1.8实测T0305铣刨料级配见表3实测T0327塑性指数/(%)2.5≤17T0334
表3 各种矿料水洗筛分结果矿料通过以下各筛孔(mm)的质量百分率/(%)37.526.5199.54.752.361.180.60.07510mm～30mm100.084.118.90.40.30.30.30.30.1石屑100.0100.0100.0100.098.372.148.530.61.0铣刨料100.094.688.559.638.625.520.216.111.7
1.3 矿料级配设计
本项目提出的再生方案需要对旧沥青路面和部分基层同时进行铣刨再生。表3所示铣刨料的水洗筛分结果表明，沥青路面的铣刨破碎工艺使大粒径集料转化为细小颗粒，导致铣刨料的粗、细集料偏少，粉料较多。为了使水泥稳定碎石在保证力学强度的前提下，尽量减少温缩、干缩开裂，同时提高其抗冲刷能力，在优化矿料级配时，适当增加了粗集料含量，并控制粉料含量。具体的级配优化设计结果及级配曲线如表4、图1所示。
表4 矿料级配组成设计材料通过以下筛孔(mm)的质量百分率/(%)37.526.5199.54.752.361.180.60.075原材料级配10～30mm(16%)100.084.118.90.40.30.30.30.30.1石屑(10%)100.0100.0100.0100.098.372.148.530.61.0铣刨料(74%)100.094.688.559.638.625.520.216.111.7合成级配100.093.578.554.238.426.119.815.08.7设计要求级配上限值100.0100.0100.0100.084.070.057.047.030.0设计要求级配下限值90.066.054.039.028.020.014.08.00.0级配中值95.083.077.069.556.045.035.527.515.0
图1 矿料合成级配
2 试验结果与分析
2.1 不同水泥剂量下的最佳含水量及最大干密度
含水量对冷再生混合料的性能起着至关重要的作用，若含水量不足，无法完全发挥水泥的特性，且施工时不易压实，从而对早期强度造成不利影响；若含水量过大，水泥中的硅酸
钙、铝酸钙等有效成分会随水分析出，削弱冷再生混合料的抗压强度，而且碾压时易发生“弹簧”现象。按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)试验方法确定不同水泥剂量下(4.5%、5.0%、5.5%、6.0%)的最佳含水量和最大干密度，并以含水量为横坐标，以干密度为纵坐标，绘制含水量与干密度关系的曲线图，见图2。陈洪周
图2 不同水泥剂量的干密度-含水率曲线
对上述各水泥剂量下再生混合料的干密度和含水率的关系采用二次曲线进行拟合，可进一步得出两者的关系函数，见表5。
表5 不同水泥剂量下的含水量与干密度的关系函数水泥剂量/(%)关系式R24.5y=-130.63x2+24.537x+0.68190.989 55.0y=-105.89x2+18.426x+1.04190.998 35.5y=-105.05x2+19.383x+0.96440.968 46.0y=-89.166x2+17.453x+1.01250.986 3
由表5可以看出，各水泥剂量下，含水率与干密度拟合关系式的R2最小值为0.968 4，两者呈现出显著的二次函数关系。此时，含水率和干密度二次函数的最大值点所对应的含水量及干密度即为最佳含水量和最大干密度(表6)。
压缩天然气密度
表6 不同水泥剂量下的最佳含水量及最大干密度水泥剂量/(%)4.55.05.56.0最佳含水量/(%)9.48.79.29.8最大干密度/(g/cm3)1.8341.8431.8561.867
2.2 7d无侧限抗压强度检测
词牌名 春按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009规定的静压法进行无侧限抗压强度试验，试件成型按97%的压实度控制，试验结果如表7所示。
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