沥青路面水泥稳定就地冷再生基层设计施工技术指南(含二灰)

沥青路面水泥稳定就地冷再生基层设计施工技术指南TechnologyGuideforDesignandConstructionofColdRecyclingwithCementasStabilizingAgent公路养护技术国家工程研究中心中公高科养护科技股份有限公司2013年06年20日前言随着我省公路交通的快速发展，国、省干线公路网逐步形成,新建公路的比重逐年减少，改建、大修工程比例不断扩大。沥青路面改造如继续采用传统方式，不仅增加了重修路面所需的沥青和砂石材料，破坏周围环境，而且容易造成环境污染。同时，我省路面结构基本上都是采用半刚性基层，在重载作用下基层很多已出现开裂、破碎等破坏，在路面维修、改造时需要一并予以处理。如果采用冷再生技术，将沥青面层和基层旧料加以再生利用，不仅可以节约大量的筑路材料，充分利用旧路材料，恢复和提高旧路强度，还有利于节约能源，避免环境污染，降低工程造价。欧美国家在上个世纪70年代以来开始对沥青路面再生进行系统研究，包括再生沥青混合料的拌制工艺、施工设备等，使沥青路面再生利用成为一套完整的实用技术。我国在上世纪80年代开始沥青路面再生研究，但到了90年代以后，全国兴起大规模高速公路建设热潮，沥青路面再生技术被暂时搁置起来。进入21世纪，我国公路养护问题日益突出，沥青路面再生技术因符合我国环保、节约的基本国策，又重新引起了人们的关注。目前，国内对沥青路面再生利用技术的研究还处于初期阶段，如何正确利用该项技术对我国的沥青路面进行维修养护还无章可循。为大力推广此项新技术，更好地对我省沥青路面废旧材料的正确利用提供技术指导，真正达到节约资源、保护环境、提高道路质量的目的，特制定本指南。由于冷再生技术在国内的研究发展时间较短，所进行的相关科研和工程实践比较有限，仍存在不少亟待解决的问题。因此，本指南仍需根据以后的科研成果和工程经验进行不断的修订和完善，以期能更好的为生产服务。1目录1总则..........................................................12术语..........................................................23一般规定.........................................................34路况调查..........................................................45结构组合设计......................................................86混合料组成设计...................................................107铺筑试验段.......................................................158施工工艺.........................................................169养生及交通管制...................................................2010质量控制........................................................2111总则1.1冷再生是一种利于环保和节约能源的道路维修方式。为推广此项技术，保证冷再生设计施工质量，特制定本指南。1.2本指南规定了水泥稳定就地冷再生的设计方法、设计要点及施工工艺和质量控制要求。1.3本指南适用于采用水泥稳定就地冷再生技术进行大修、改建的各等级公路的底基层和二级及二级以下公路、城市出口路基层的施工。1.4本指南中的规定、要求与公路养护技术政策中相应内容不一致时，以本指南为准。1.5水泥稳定就地冷再生路面设计应采用设计与施工紧密结合的半刚性基层设计理论，设计内容包括交通量预测与分析、旧路混合料分析、混合料配合比设计、设计参数确定、路面结构组合设计与厚度计算，在进行路面结构技术经济综合评价的基础上提出设计方案。1.6就地冷再生机的再生深度一般为15cm-30cm。损坏深度大于30cm或需要提高或改善路面使用功能时，采用水泥稳定就地冷再生基层后，应加铺满足设计强度的半刚性上基层，路面结构按《公路沥青路面设计规范》有关规定，通过交通量预测计算设计弯沉值后，进行路面结构厚度计算，并进行弯拉应力验算。1.7本指南涉及的试验方法应符合现行有关试验规程的规定。1.8再生前必须进行路况调查，确定路面损坏是仅限于路面面层，还是属于路面结构问题，了解路面结构损坏的范围和深度。1.9再生施工中除进行路面混合料级配检测外，应避免预破碎，在必须采用预破碎的路段，应严格控制铣刨深度。1.10进行室内材料配合比设计所需混合料原则上应用再生机进行现场取料（即旧路混合料）。不同结构路段应独立进行结构组合设计和混合料配合比设计。1.11就地再生设备应能精确控制再生深度，误差不宜超过10mm；应能根据要求调整横坡，适当调整再生料的级配；应能控制添加料的比例并根据需要自动调节。21.12下列情况原则上不宜采用就地水泥稳定就地冷再生技术：（1）在预估的再生深度范围内，存在过多超粒径颗粒（最大粒径超过10cm的砂砾或铁渣等），会对铣刨转子造成损害的道路；（2）病害较多，变形严重，强度不足的道路；（3）旧路结构层总厚度（面层、基层及垫层之和）小于25cm的道路。1.13沥青路面面层厚度不大于7cm可采用水泥稳定就地冷再生，面层厚度大于7cm宜在水泥稳定就地冷再生和泡沫沥青稳定就地冷再生两个方案之间进行技术经济比较后确定。1.14施工中应认真整理相关资料，不断总结施工方法和实践经验，以提高冷再生施工技术水平，并为本指南的修订提供真实可靠的实践依据。2术语2.1冷再生技术（Coldrecycling）将需要改建或大修的旧路面，经过翻挖回收、破碎、筛分，并加入适量的稳定剂（水泥、乳化沥青、泡沫沥青等），在常温情况下重新拌和，形成具有一定路用性能的再生混合料，用于铺筑路面基层或底基层的整套工艺技术。2.2旧混合料（Recycledmixtures）对需要再生的道路按规定要求进行整形处理，经再生机（或铣刨机）按规定的深度、行进速度和转子速度进行铣刨后得到的具有一定级配的混合料。2.3水泥稳定就地冷再生（Coldrecyclingwithcementasstabilizingagent）在旧混合料（必要时加入一定比例的新料）中，加入一定剂量的水泥，在最佳含水量状态下拌和形成再生混合料，通过整形、碾压、养生形成符合设计要求的道路基层或底基层。2.4再生深度（Recyclingdepth）再生机设定的铣刨深度，一般指原道路标高与再生层底部标高之差。2.5再生厚度（Recyclingthickness）再生层设计顶面标高与底面标高之差，指再生层碾压成型后的顶面标高与底3面标高之差。2.6均匀路段（Homogeneousroadsection）旧路中结构组成及各结构层材料相同或相似并且具有相似结构承载力的路段。3一般规定3.1水泥稳定就地冷再生混合料用做基层或底基层时，水泥剂量可采用4%-5%，一般不宜超过5.5%。3.2水泥稳定就地冷再生结构层宜在春末和气温较高季节组织施工。施工期的日最低气温应在5℃以上，在有冰冻的地区，并应在第一次重冰冻（-3~-5℃）到来之前半个月到一个月完成。3.3在雨季施工时，应特别注意气候变化，勿使水泥和混合料遭雨淋。降雨时应停止施工，已经摊铺的水泥混合料应尽快碾压密实。3.4水泥稳定就地冷再生结构层施工时，应遵守下列规定：（1）添加的碎石等外掺料和水泥应撒布均匀。（2）应严格控制基层厚度和高程，其路拱横坡应与面层基本一致。（3）应在混合料处于或略大于最佳含水量（气候炎热干燥时，基层混合料可大1%~2%）时进行碾压，压实度应达到《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）的有关要求。当使用大吨位压路机时，压实度宜提高1%~2%。（4）水泥稳定就地冷再生结构层宜采用18t以上的振动压路机碾压。压实厚度15-20cm，采用18~20t振动压路机碾压；超过20cm以上压实厚度应采用25t以上振动压路机。冷再生结构层碾压工序应在水泥初凝前完成。3.5各级公路用水泥稳定就地冷再生混合料的压实度、7d龄期无侧限抗压强度应符合表3.1的规定。3.6水泥稳定就地冷再生混合料的组成设计应根据表3.1的强度标准，通过试验确定必需的水泥剂量和混合料的最佳含水量，在需要改善混合料的物理力学性质或级配时，还应确定掺加新料的规格和比例。3.7水泥稳定就地冷再生的各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验4规程》（JTJ057）进行。表3.1水泥稳定就地冷再生混合料的抗压强度标准注：交通等级见表3.2表3.2交通等级交通等级BZZ-100累计标准轴次Ne(万次/车道)大客车及中型以上各种货车交通量（辆/d．车道）轻交通＜300＜600中交通300～1200600～1500重交通1200～25001500～30004路况调查4.1收集查阅相关资料（1）原路面设计情况以及路面设计的任何变化；（2）路面各结构层厚度及材料的详细情况；（3）施工记录的施工工艺和质检测试结果；（4）路面使用过程中维修养护的详细情况（包括工艺、材料等）；（5）历史交通量资料。4.2划分均匀路段4.2.1通过获取的历史资料初步判定原道路的均匀路段，道路结构组合相差较大或结构层材料相差较大的路段不宜作为一个均匀路段。4.2.2对原道路进行弯沉测量，根据累积总和法初步确定均匀路段。较大弯沉值（即两轮读数中的较大值）的累积总和法采用公式4.1计算：1)(iiiSDdS（4.1）层位稳定类型重、中交通轻交通压实度（%）抗压强度(MPa)压实度（%）抗压强度(MPa)基层集料≥983～4≥972.5～3.5细粒土——≥96底基层集料≥97≥2.0≥96≥1.5细粒土≥96≥955iS——i点的累积弯沉总和值id——i点的较大弯沉值D——整个路段较大弯沉的平均值1iS——i点前一点的累积弯沉总和值（i=1时，其值为0）将累积总和值绘制在相应路段上，相对恒定的斜坡值表明这些路段具有相似的路面反应。示例见图4.1（图中弯沉值单位为0.01mm）。4.2.3视觉评价1.视觉评价通常徒步进行。对于较长的路段，可采用慢速驾车完成评价。当驾车时，为了近距离仔细观察，需要经常停车。2.视觉评价时，要记录整幅路面内所有明显的损坏以及其它观测结果，诸如排水、地质变化以及路段几何特征（比如陡坡、急转弯以及高填方路堤）。3.检查过程中，损坏模式分为三类，表面损坏、结构损坏、功能损坏，各种损坏模式、损坏类型及具体描述见表4.1。在视觉调查中，依据损坏严重程度、频率和位置，对道路损坏的不同模式和类型进行具体描述。表4.1损坏模式和类型损坏模式损坏类型具体描述表面损坏环境损坏松散、高温损坏交通损坏松散、泛油、磨光结构损坏永久变形车辙、推移、沉陷裂缝纵向、龟裂等其他损坏坑槽、补丁、缺角功能损坏排水侵蚀、翻浆行驶质量波浪、起皱4.对视觉调查资料进行总结，明确路面的破坏模式，为道路损坏的原因提供有价值的线索。4.4均匀路段的再评估结合视觉调查中获取的资料，以及所有其他可能的相关资料对由弯沉分析限定的“均匀路段”进行再次评价，以更加精确地描述各类均匀路段，更精确地对6相似的“相同路段”进行识别和归类。4.5详细调查对每一相似的“均匀路段”，需要进行详细调查，以便对原路面结构进行评价（组成与损坏模式），确定旧路地基承载力。4.5.1开挖测试坑1.对每一均匀路段，测试坑每公里每车道应不少于一个。通常在车道外侧轮迹带开挖，也可在硬路肩（或路缘带）与行车道的交界线处开挖。2.测试坑用于确定旧路各结构层厚度和材料、现场含水量、各结构层的性状（如开裂程度、水泥稳定层的水泥粘结度或碳酸化程度）等旧路基本信