初探高速公路维修—冷再生施工×Ù <F
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初探高速公路维修—冷再生施工 杜廷胜 【内容摘要】：高速公路的维修是现有高速公路面临的一个关键问题，如何在不影响正常交通的情况下进行高速公路的维修。对已损坏的油面铣刨废弃太浪费，废料的再利用—冷再生施工。 【关键词】： 高速公路 维修 冷再生 ×Ù <F
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1、工程概况： 京沪高速公路代用线是在京沪高速公路天津段建成前，为保持过境车辆通行于1993年修建的，其中天津南段是指由河北省青县至天津市静海县西琉城大桥段，全长41.9km，1995年竣工通车。 经过几年的通车运营，该段路面的使用性能已显著下降，路面测试和调查结果表明：经过5年的运营，该路段目前的路面强度偏低、平整合格率偏低，路面抗滑性能较差，路面破损面积较大，按公路《养护技术规范》（JTJ073—96），该路段必须进行大修补强方能满足正常的通行要求。 京沪高速公路代用线（天津南段）的原路面结构为：4cm中粒式沥青砼+7cm粗粒式沥青砼+7cm沥青碎石+20cm水稳+45cm石灰土。对该段中西琉称大桥至前毕庄段8.7km（双向四车道），其中在K7+900～K8+000段做冷再生试验段，试验段的长度为100m，两头各50m顺接，冷再生的试验段是根据天津市政公路研究院的试验结果进行的，施工配比为在旧油面上加30%的土石硝和8%的425普硅水泥，混合料的最佳含水量7%，拌和旧油面厚度为11cm，最终压实厚度为15cm，使其抗压强度不小于2.5MPa。 2、路面情况调查和原因分析： ①京沪高速公路养护施工的特点： 1.1、不断交施工,车流量大、车速快,不安全因素多,为了发挥其交通主干线的作用一般情况下不能断交施工,需采取半幅通车,半幅施工的方法,怎样保证交通安全和施工安全是高速公路维修和养护的主要特点. 1.2施工作业面窄,施工段落长度受到限制,为尽量减少对通行车辆的影响,一般作业控制在尽量短尽量窄的范围内,这样就给施工安全和施工组织带来一定的困难和难度. 1.3高速公路的维修施工要求施工作业速度快,尽量缩短工期,且要求质量较高,这就要求必须有完备的施工力量和严密的施工组织计划. 1.4本次维修施工是根据对路况的调查结果，针对病害进行局部基层或中下面层进行处理,整体铣刨罩面的施工原则，因此点多线长,设备调转平繁,需专用设备,使其移动方便,尽量降低成本。 ②此公路主要病害调查和分析: 2.1龟裂沉陷坑槽:一是基层的强度不够,二是油石比偏小，再加上沥青自身的老化从而使沥青砼面层粘弹性降低，而脆性迅速增加，在低温下产生收缩裂缝，裂缝扩展连贯形成龟裂，继而产生唧浆等各种病害。 2.2推移、拥包：一是由于基层局部松散或基层与沥青面层之间有滑动层；二是由于沥青含量偏大造成。 2.3泛油：主要是沥青用量控制偏大，自由沥青过多造成。 2.4车辙：主要是渠化交通和超重车辆通行的结果。 2.5裂缝：在冬季低温时，沥青路面产生体积收缩变形，沥青面层受基层及周围材料的约束，而不能自由伸缩，内部产生较大的拉应力，当温度应力与轮载所产生的拉应力叠加大于沥青材料的极限允许应力时，沥青面层便产生裂缝，这种裂缝首先发生在薄弱环节，多以横向裂缝为主；另一种是冬季如果沥青面层中存留的渗水不能够得到有效的控制排除，在低温下特别是在温度突然下降的情况下，发生的沥青面层的冻胀裂缝，还有就是基层裂缝在行车作用下产生的对面层的竖向剪切力，从而导致沥青面层的迅速裂缝。 3、100m冷再生试验段施工所用机械及机械性能： 冷再生拌和机：维特根（Wirtgen）WR2500；机械主要性能：自重33t（加水、油后重35t），满负荷耗油20L/h，日产量：500～700平米，转速2170转/s，最深拌和深度为50cm，机械显示加水范围在0～5，施工时加水显示3.6； 水车：2台5t水车，有和冷再生机连接的水管1根； 平地机：PY180一台； 压路机：INGERSOLL—RAND SD—100一台 4、原材料分析： 冷再生集料的级配是和所要利用的旧路的路面结构层有直接的关系，它涉及到路面结构层的级配规格以及拌和深度，在集料不能满足基层水泥稳定碎石的要求时可根据级配情况添加所需的碎石规格，以满足水泥稳定碎石的级配要求。原京沪高速公路代用线（天津南段）冷再生试验段根据天津市政研究所提供的试验报告要求掺加30%的土石硝铣刨11cm沥青砼面层（以下简称冷再生集料） ×Ù <F
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就冷再生集料的筛分曲线图结果如下： ×Ù <F
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通过百分率（%） ×Ù <F
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规范级配范围 实际筛分曲线 100 90 ×Ù <F
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80 ×Ù <F
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70 ×Ù <F
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60 ×Ù <F
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50 ×Ù <F
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40 ×Ù <F
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30 ×Ù <F
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20 ×Ù <F
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10 ×Ù <F
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0 0.075 0.5 2 5( 筛孔mm） 10 20 30 直接用Wirtgen1500以下铣刨机铣刨的集料筛分结果如下： ×Ù <F
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通过百分率（%） ×Ù <F
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规范级配范围 实际筛分曲线 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.075 0.5 2 5 （筛孔mm） 10 20 30 ×Ù <F
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根据用Wirtgen WR2500冷再生铣刨机对原路面直接拌和以及直接用铣刨机铣刨得到上述筛分曲线，可以看出：冷再生机拌和后的集料和铣刨后的集料在筛分结果上有明显的区别，因此说，拌和集料的筛分结果直接与路面铣刨厚度即旧路面的结构形式、以及铣刨（拌和）设备有直接的关系。针对上述筛分结果，试验室做了关于以下配比的标准击实试验，试验结果如下图： ×Ù <F
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①8%普硅425水泥+100%冷再生料击实 ×Ù <F
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. . . . . 2.1 最佳干密度2.029(g/cm3) 最佳含水量5.7% 2.07 ×Ù <F
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8%普硅水泥+冷再生料 2.04 3 4 5 6 7 8 含水量（%） ②8%普硅425水泥+70%冷再生集料+30%石硝击实 ×Ù <F
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2.2 最佳干密度2.18(g/cm3) 最佳含水量5.4% 8%普硅水泥+冷再生 2.15 ×Ù <F
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30%土石硝 3 4 5 6 7 8 含水量（%） ③8%普硅425水泥+80%冷再生料+20%碎石 ×Ù <F
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2.14 ×Ù <F
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最佳干密度2.134 (g/cm3) 最佳含水量5.7% 2.11 ×Ù <F
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2.08 3 4 5 6 7 8 含水量（%） ④8%普硅425水泥+100%铣刨集料击 ×Ù <F
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最佳含水量4.1% 2.02 最佳干密度2.026（g/cm3） 3 4 5 6 7 8 含水量（%） ×Ù <F
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⑤8%普硅水泥+70%铣刨料+30%石硝 ×Ù <F
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2.19 最佳干密度2.026(g/cm3) 2.16 最佳含水量4.1% ×Ù <F
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1.13 3 4 5 6 7 8 含水量（%） ⑥8%普硅425水泥+80%铣刨集料+20%粉煤灰 ×Ù <F
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2.08 最佳干密度2.023(g/cm3) 1.9 9 最佳含水量7.4% ×Ù <F
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1.9 3 4 5 6 7 8 含水量（%） 冷再生试验配比： ×Ù <F
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试验编号 ×Ù <F
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试验配比 ×Ù <F
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SY-66-041 8%普硅425水泥+80%冷再生集料+20%碎石 SY-66-040 8%普硅425水泥+100%冷再生集料 SY-66-044 8%普硅425水泥+100%铣刨集料 SY-66-045 8%普硅425水泥+70%铣刨集料+30%石硝 SY-66-046 8%矿渣325水泥+70%冷再生集料+30%石硝 SY-66-047 6%普硅425水泥+70%铣刨集料+30%石硝 SY-66-048 8%矿渣325水泥+80%铣刨集料+20%粉煤灰 SY-66-043 8%普硅425水泥+70%冷再生集料+30%石硝 SY-66-042 6%普硅425水泥+100%冷再生集料 由上图得出的最大干密度和最佳含水量见下表： 水泥稳定冷再生集料的最大干密度和最佳含水量 ×Ù <F
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试验编号 ×Ù <F
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配比 ×Ù <F
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最佳含水量 ×Ù <F
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（%） 最大干密度 ×Ù <F
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（g/cm3） SY-07-017 水泥：冷再生集料=8：100 5.7 ×Ù <F
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2.029 ×Ù <F
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SY-07-019 ×Ù <F
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水泥：冷再生集料：土石硝=8：70：30 5.4 ×Ù <F
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2.18 ×Ù <F
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SY-07-018 ×Ù <F
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水泥：冷再生集料：碎石=8：80：20 5.7 ×Ù <F
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2.134 ×Ù <F
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SY-07-021 ×Ù <F
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水泥：铣刨集料=8：100 4.1 ×Ù <F
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2.026 ×Ù <F
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SY-07-021 ×Ù <F
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水泥：铣刨集料：石硝=8：70：30 5.4 ×Ù <F
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2.175 ×Ù <F
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SY-07-022 ×Ù <F
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矿渣325水泥：铣刨集料：粉煤灰=8：80：20 7.4 ×Ù <F
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2.023 ×Ù <F
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5、试验方案： 为尽可能简化现场施工操作，降低成本，本试验拟订的试验方案为：①不掺配石硝，直接用水泥对冷再生集料和铣刨集料进行稳定；②掺加一定数量的石硝或碎石对冷再生集料和铣刨集料进行调整加一定数量的水泥；③铣刨集料掺加粉煤灰测试用水泥稳定后结合料的抗压强度。 试验室采用的水泥为唐山水泥厂325普通硅酸盐水泥，初凝时间为3h 20min 终凝时间为6h 11min；山东恒台水泥集团马公山牌425普硅水泥，初凝期为2h 42min 终凝时间为4h 50min。 ×Ù <F
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水泥稳定冷再生集料抗压强度测试结果如下： 试验编号 ×Ù <F
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试 验 配 比 试件平均强度值 ×Ù <F
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偏差系数 ×Ù <F
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具有95%保证率的强度取值R0.95 SY-66-041 ×Ù <F
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8%普硅425水泥+80%冷再生集料+20%碎石 3.34 8.3% ×Ù <F
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2.88 ×Ù <F
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SY-66-040 ×Ù <F
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8%普硅425水泥+100%冷再生集料 3.15 7.6% ×Ù <F
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2.76 ×Ù <F
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SY-66-044 ×Ù <F
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8%普硅425水泥+100%铣刨集料 1.03 12.8% ×Ù <F
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0.81 ×Ù <F
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SY-66-045 ×Ù <F
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8%普硅425水泥+70%铣刨集料+30%石硝 3.02 6.8% ×Ù <F
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2.68 ×Ù <F
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SY-66-046 ×Ù <F
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8%矿渣325水泥+70%冷再生集料+30%石硝 2.79 7.1% ×Ù <F
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2.46 ×Ù <F
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SY-66-047 ×Ù <F
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6%普硅425水泥+70%铣刨集料+30%石硝 2.11 8.4% ×Ù <F
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1.8 ×Ù <F
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SY-66-048 ×Ù <F
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8%矿渣325水泥+80%铣刨集料+20%粉煤灰 3.42 8.00% ×Ù <F
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2.97 ×Ù <F
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SY-66-043 ×Ù <F
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8%普硅425水泥+70%冷再生集料+30%石硝 2.95 7.80% ×Ù <F
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2.57 ×Ù <F
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SY-66-042 ×Ù <F
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6%普硅425水泥+100%冷再生集料 2.51 7.3 ×Ù <F
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2.21 ×Ù <F
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总之，我们在京沪高速公路的维修工程中有幸接触了冷再生的施工，但由于冷再生的专用设备在全国目前只有两台，并且机械费用在施工中占了相当大的比例，建议可利用铣刨机直接将铣刨料不进过输送皮带而铣刨在原地，根据筛分结果对集料进行适当的添加达到水泥稳定碎石级配的要求，再加一定数量的水泥拌和整平碾压进行稳定，从而避免了机械的缺乏和机械费的提高。×Ù <F
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