浅谈冷再生材料级配范围对水泥剂量及强度的影响

段建梅

摘 要：本文以张掖公路管理局实际G312线养护维修工程为依托，通过大量试验并结合冷再生技术工艺的施工特点，得出了适宜的冷再生材料级配范围对水泥剂量及强度的影响；通过现场铺筑试验段，对室内试验进行修正和补充，为大面积推广应用冷再生技术提供了科学的依据。

关键词：冷再生；底基层；应用试验

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0156-02

充分利用现有沥青道路旧铺层材料（面层与基层）必要时加入部分新骨料，在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，从而修筑出具有所需性能质量的新底基层。就地冷再生技术不仅适用于高等级公路的维修与改造，也适用于一般道路及乡村公路的维修与改造。到现在我省很多路面，特别是等级路面已经或即将进入维修或改建期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面對于我国这种优质沥青极为匮乏的国家来说是一种资源的极大浪费，合理地利用旧混合料就成为绿色环保的一种首选，下面就全深式水泥就地冷再生底基层施工应用试验阐述如下。

1 材料要求

（1）材料应满足《公路沥青路面再生技术规范》中相关要求。在水泥稳定就地冷再生层施工前，在原道路上取有代表性的铣刨料样品严格按照相关规范和规程进行颗粒分析、液限和塑性指数、击实试验、有机质含量（必要时做）、硫酸盐含量（必要时做）等试验，有机质含量超过2%或硫酸盐含量超过0.25%的旧路混合料，不得用水泥稳定就地冷再生。（2）对级配不良的铣刨旧料，应通过掺加部分新料以改善其级配，对新加料应取所定料场中有代表性的样品严格按照相关规范和规程进行颗粒分析、细集料液限和塑性指数、相对密度、碎石或砾石的压碎值、有机质含量（必要时做）、硫酸盐含量（必要时做）等试验。（3）水泥的质量符合要求。重点检测其初凝时间、终凝时间、强度及安定性。

2 混合料配合比设计

（1）水泥就地冷再生混合料的组成级配应符合要求。（2）水泥剂量的确定。拟采用一种水泥分别按制备不同比例的混合料，用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度。为减少基层裂缝，必须做到三个限制：在满足设计强度的基础上限制水泥用量；在减少含泥量的同时，限制细集料；根据施工时气候条件限制含水量。具体要求水泥剂量不应大于6.0%、集料级配中0.075mm以下颗粒含量不宜大于3%、含水量不宜超过最佳含水量的1%。（3）强度符合设计要求；强度包括两方面的测定：一是铺筑过程中取混合料在室内进行试验测定，另一方面是7d后在现场取芯样进行测定（参考值）。（4）养生：施工结束后，至少养生7天，采用覆盖薄膜或土工布覆盖养生，防止水稳层的表面失水干燥，同时在养生期内应尽量避免重载车上路。

3 室内再生试验

（1）以今年某段冷再生底基层试验为实例，根据现场铣刨面层旧混合料和基层旧混合料的情况，我们在室内首先进行级配试验，发现旧面层铣刨混合料不满足《公路沥青路面再生技术规范》规定的级配范围要求，现场直接铣刨的混合料级配偏粗，进而确定水泥现场冷再生时需要添加一部分细集料来改善级配还需要加一部分骨料来提高其强度。故决定添加的一定比例的天然砂砾（0-37.5mm）和砂进行试验。（2）具体是将三种不同比例级配的混合料分别进行配合比试验，重点试验数据具体如下：1）旧路面混合料水泥冷再生合成比例，如表1所示。7d无侧限抗压强度，如表2所示。将测得的无侧限抗压强度平均值与其相应的灰剂含量进行线行回归，得室内配合比设计水泥剂量为3.9%。2）旧路面混合料水泥冷再生合成比例，如表3所示。7d无侧限抗压强度，如表4所示。将测得的无侧限抗压强度平均值与其相应的灰剂含量进行线行回归，得室内配合比设计水泥剂量为3.5%。3）旧路面混合料水泥冷再生合成比例，如表5所示。7d无侧限抗压强度，如表6所示。将测得的无侧限抗压强度平均值与其相应的灰剂含量进行线行回归，得室内配合比设计水泥剂量为3.4%。

4 结语

通过以上三种不同比例混合料的配合比试验，第三种比例的混合料级配较为理想，且水泥用量最低，最终选择第三种比例的混合料作为实验室配合比。（1）综合对比以上种级配曲线，在原铣刨料的基础上添加天然砂砾和砂后级配满足要求且曲线更为圆滑，粗集料相互嵌挤形成骨架并形成空隙，细集料则填充这些空隙，细集料可以看作与整个混合料级配一样，也具有一定的粗细成分，较粗成分会形成的空隙由较细部分来填充，集料级配分布均衡，混合料易压实，施工中不易离析。骨架密实情况相对于原铣刨料更为良好。（2）通过试验结果可以发现，在同等水泥剂量下，在原铣刨料中掺加新结合料，级配改善后其强度得到明显提高，另外原铣刨料级配具有松散粒料的特点，这主要是因为原有结构层中的结合料经过铣刨机的作用，已经老化进而基本失去活性，对材料的粘结性下降，加之铣刨料经筛分烘干后，其相互间是松散的。所以如果将现场铣刨料直接用于冷再生底基层时，那么水泥用量必将增大，所以结合试验结果，从经济性考虑，应掺加结合料改善级配后再进行配合比设计。通过对该段路的试验及应用，为以后废旧路面的利用提供了可靠的依据，使得旧路面料规模化应用多了一种更有效的选择。

参考文献

[1]交通部公路科学研究所.公路沥青路面再生技术规范[M].人民交通出版社，2008.

[2]王旭东交通运输部.公路路面基层施工技术细则[M].人民交通出版社，2015.

[3]交通部公路科学研究所.公路工程无机结合料稳定材料试验规程[M].人民交通出版社，1994.

[4]交通部公路科学研究所.JTG E30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[M].人民交通出版社，2009.