水泥稳定就地冷再生基层
配合比设计及施工质量控制
西安公路研究所
2009年3
1前 言
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，另一方面对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。
“旧沥青路面再生”的定义：“旧沥青路面经过一定的加工和处理，变成可以达到沥青路面技术要求的混合料，重铺成为新的沥青路面”。在这里，“再生”有三个层次：a 、旧沥青路面基层和（或）底基层的再生；b 、旧沥青面层的再生；c 、旧沥青的再生。它基本适用于各种沥青路面结构，此举可节省绝大部分集料及30%左右的新沥青，而且劳动强度及施工效果与新的沥青路面相差无几。
2施工准备工作
2.1 施工机械、试验仪器及人员准备
2.1.1根据施工任务、合同工期、质量要求，综合生产能力，配置主要机械设备及辅助器具应满足表2-1和有关招标文件的要求。
表2-1 水泥就地冷再生施工主要机械设备及辅助器具
2.1.2试验检测仪器必须满足表2-2的要求。
表2-2 水泥就地冷再生试验检测仪器
2.1.3基层每个作业面人员配置分工表
表2-3 每个作业面人员配置分工表
2.2.1对旧路面进行调查，详细记录路面损坏情况、旧路面各结构层厚度、油层以下坏毁深度、基层以下粒料含水量等。
2.2.2对沿线不同病害路段铣刨面层和基层进行取样，把铣刨的旧料分别进行筛分，了解基层和面层铣刨后旧料中骨料的含量，一般大于5mm 的骨料含量应在40-75%之间，否则应采取增加新骨料的措施。
2.2.3再生施工前一定要把局部路段的点病害彻底处理。比如路基沉降需要砂砾换填；路面面层和基层出现网裂需要挖开重新采用二灰碎石或者水泥稳定碎石填补至再生层底面等。
2.2.4施工前大修路段旧路面现场应清扫干净，不得有尘土、杂草、树根及积水。
3材料的采集、进场与管理
3.1 一般规定
3.1.1原道路为沥青混合料、级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣均适宜用水泥稳定就地冷再生。
3.1.2水泥就地冷再生材料应本着就地取材的原则，就近寻找料源。
3.1.3材料调查中，初选场地之后应取样试验，在一个场地，要视范围大小、深度，多点取样，分别进行试验，判定材质优劣，决定取舍。
3.1.4对进场的水泥，必须采取防雨防潮措施，并且水泥应在规定的保质期内使用。 3.1.5凡是外购材料进场，都应分期分批按规定频率取样进行试验检测，不合格者应坚决拒收。
3.1.6水泥稳定就地冷再生层用做底基层时，铣刨料单个颗粒的最大粒径不应超过53mm 。 3.1.7水泥稳定就地冷再生层用做基层时，单个颗粒的最大粒径不应超过37.5mm 。 3.2旧沥青路面铣刨料（RAP ）
3.2.1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。
3.2.2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。 3.3碎 石
（1）碎石的压碎值应不大于35%，针片状含量不大于15%，集料中小于0.6mm 的颗粒必须做液、塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于9.0。碎石必须要求采用二级破碎加工，一级为锷破，二级为反击破，材料加工场各储料仓必须砌墙分隔，分类堆放，严禁混料和混装，除尘口的废料必须及时清理废弃。严禁与细集料混合。
（2）碎石的最大粒径应根据铣刨旧面层和基层料的大小和强度来确定，一般情况下添加10~30mm的统料所形成的强度最好。 3.4水 泥
考虑到路面基层的设计和施工要求，应该采用早期强度高的普通硅酸盐水泥，技术指标见表3-1。
路面基层用水和养护用水，一般采用人畜能饮用的水，如非采用其他用水时，必须符合下列要求：
（1）硫酸盐含量应不下于2.7mg/cm3。 （2）含盐量不得超过5mg/cm3。 （3）PH 值不得小于4。
（4）未经处理的工业废水、污水、沼泽水、酸性水不得使用。
4混合料配合比设计（重要）
4.1
级配组成设计
水泥就地冷再生混合料的组成应符合表4-1要求。
表4-1 水泥冷再生基层稳定碎石集料级配（方孔筛）4.2 拟采用一种水泥分别按4％、4.5％、5％、5.5％的水泥剂量进行碎石配置后试验(水泥：集料＝4：96、4.5：95.5、5：95、5.5：94.5) 。制备不同比例的混合料(每组试件个数为：偏差系数l 0％～15％时l 3个，偏差系数15％～20％时l 5个) ，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(≥2.5MPa) 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％。 4.3 成型试件
根据确定的最佳含水量，拌制水泥稳定碎石混合料，按要求压实度(重型击实标准，压实度97％) 静压制备混合料试件，在标准条件下养生6天浸水24h 后取出，做无侧限抗压强度。 4.4 养 生
水泥冷再生混合料试件的标准养护条件是：将制好的试件脱模称重后，应立即放到相对湿度95％的养护室内养生，养护温度为20℃±2℃。养生期的最后天(第七天) 将试件浸泡在水中，在浸泡水之前，应再次称试件的质量，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm ，浸水的水温应与养护温度相同。将已浸水一昼夜的试件从水中取出，用软的旧布吸去试件表面的可见自由水，并称试件的质量。前六天养生期间试件质量损失(指含水量的减少) 应不超过l 0g ，质量损失超过此规定的试件，应予作废。 4.5 无侧限抗压强度
强度应满足7d 浸水无侧限抗压强度，代表值R 0.90应大于2.5MPa ，且小于4MPa ，压实度要求不小于97％。
4.6 原材料检测
施工前，应取有代表性的样品按表4-2要求对原材料进行试验
表4-2 水泥就地冷再生原材料的试验项目
5 室内再生试验
5. 1试验条件
本次试验按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）中有关规定进行，采用重型击实标准（3×98）确定混合料的最大干密度和最佳含水量。试件均按最大干密度和最佳含水量以试件容量控制，采用静力压实法制备。在养生室常温湿气养生7d(饱水24h) 。无侧限抗压强度试验采用φ15×h15cm 试件。将饱水24h 后的试件放到路面材料强度试验仪的升降台上，使试件的形变以约1mm/min的等速率增加进行抗压强度试验。 5.2 旧料情况
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筛分并合成级配，发现旧面层混合料在现行的《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）规定的范围之外，不满足水泥稳定土2号级配，粗集料太少，同时又因为现场铣刨的混合料中含灰土比较
大，进而确定水泥现场冷再生时需要添加一部分骨料来提高其强度。由于现场通过再生机铣刨基层和面层时难免会破碎大颗粒的骨料，所以添加的新料粒径不能太小。
图5-1 现场铣刨旧路面混合料级配
由于原路基层铣刨样为石灰土，考虑到土的性质对试验会有影响，故进行了土样的液塑限测定，结果见表5-1。实验结果认为土样合格。
灰土液塑限测定 表3-1
根据铣刨料情况，我们首先添加10~20mm的新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-2，合成级配曲线如图5-2所示，
图3-2 合成级配曲线
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-2
所示，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-4所示。
重型击实试验 表5-3
7d 无侧限抗压强度 表5-4
根据规范要求，本次设计要求7d 无侧限抗压强度≥2.5 MPa ，而室内试验结果没有达到设计要求，说明级配不满足要求。
5.4 水泥+石灰+20%比例的10~20mm的新料
根据第一组试验情况，我们考虑到渭南段基层是灰土基层，通过添加石灰来改善基层强度，因此添加水泥石灰综合稳定剂和10~20mm的新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-5，合成级配曲线如图5-3所示。
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-5
图5-3 合成级配曲线
通过重型击实试验，确定水泥和石灰剂量下冷再生混合料的最大干容重和最佳含水量，如
表5-6所示，水泥和石灰的用量各为4%和5%，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-7所示。
重型击实试验 表5-6
7d 无侧限抗压强度 表5-7
计要求，说明级配不满足要求。 5.5 水泥+10~20mm和0~3mm的新料
根据只添加10~20mm新料和石灰来改善灰土基层不能满足规范要求，我们考虑用0~3mm的机制砂来改善基层灰土，以便提高其强度，因此添加水泥稳定剂和10~20mm、0~3mm两档新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-8，合成级配曲线如图5-4所示。
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-8
图5-4 合成级配曲线
通过重型击实试验，确定水泥剂量下冷再生混合料的最大干容重和最佳含水量，如表5-9所示，水泥的用量为5%、6%、7%和8%，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-10所示。
重型击实试验 表5-9
7d 无侧限抗压强度 表5-10
计要求，说明级配不满足要求。 5.6 水泥+10~30mm的筒料
根据只添加10~20mm新料和石灰来改善灰土基层当水泥用量在5%时基本能满足规范要
求，所以我们考虑用10~30mm的筒料来改善基层灰土，以便提高其强度，因此添加水泥稳定剂和10~30mm的新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-11，合成级配曲线如图5-5所示，
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-11
图5-5 合成级配曲线
通过重型击实试验，确定水泥剂量下冷再生混合料的最大干容重和最佳含水量，如表5-12所示，水泥的用量为5%，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-13所示。
重型击实试验 表5-12
图5-6 重型击实曲线
7d 无侧限抗压强度 表5-13
3.103MPa ，达到设计要求，说明级配满足要求。
6 路面补强厚度计算书（示例）
改建路面加铺补强层厚度计算
公 路 等 级 : 二级公路 加铺路面的层数 : 3
标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 30 (0.01mm) 路面设计层层位 : 3
设计层最小厚度 : 150 (mm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 容许应力
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)
1 细粒式沥青混凝土 30 1400 0 2000 0 1.4 2 中粒式沥青混凝土 40 1400 0 1800 0 1.0 3 水泥再生层 ? 1000 0 1000 0 0.5 4 改建前原路面预留基层顶面 165
按设计弯沉值计算设计层厚度 :(弯沉值按新建路面 F 公式计算)
LD= 30 (0.01mm)
H( 3 )= 200 mm LS= 31.3 (0.01mm) H( 3 )= 250 mm LS= 26.8 (0.01mm)
H( 3 )= 214 mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度 :
H( 3 )= 214 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 3 )= 214 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 3 )= 214 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 3 )= 214 mm(仅考虑弯沉)
H( 3 )= 214 mm(同时考虑弯沉和拉应力)
通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 30 mm
---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 40 mm
---------------------------------------- 水泥再生层 220 mm
---------------------------------------- 改建前原路面预留基层顶面
7 生产试验段
7.1 试验方法
试验路段应选择直线路段，其长度为200m 左右。 根据经验和所用再生机械的特点，制定3～5种不同的再生机行进速度和转子速度的组合方案，按再生深度对旧路进行铣刨，取铣刨后具有代表性的材料送往试验室进行筛分，选择级配最接近理想级配的方案作为施工时再生机行进速度和转子速度的方案。按照确定的再生机行进速度和转子速度，根据再生深度对旧路铣刨，取铣刨后具有代表性的材料样品送往试验室进行室内配合比设计。 7.2 试验段检测
试验段检测的内容如下： （1）含水量； （2）结合料剂量；
（3）混合料级配。 7.3 试验报告
使用的原材料和混合料、施工机械、施工方法及试验段各项检测项目都符合规定，经监理抽检确认合格，即可按以上内容编写《试验段施工总结》，经驻地办初审，报总监办审核批复，项目组核定后，即可开始1km 标准段的施工。1km 标准段结束后上报总结报告，即可作为申报正式大面积开工的依据。
8施 工
8.1 施工工艺流程
图8-1 就地冷再生工艺流程图
8.2 施工前的准备
8.1.1在准备施工前，应在再生路段设置标志牌，提醒司机及过往行人。 开始准备原路面时，完全封闭交通，禁止一切车辆通行。
8.1.2旧路面准备 8.1.3再生宽度的计算
为了保证整个路段的再生质量和机械利用率，应根据再生路段的路面宽度进行计算每一次再生机的工作宽度。
8.1.4再生长度的计算
预布水泥要控制预布长度，以保证拌和机正常工作为宜，一般预布80-150m ，边拌和边撒布，以防止通行车辆的气流或轮胎带动造成污染，使水泥剂量不准及天气突然变化带来的消耗损失。
根据对机械组合及其他工作时间的观测，调整预布水泥长度，经过循环实施验证再生机前水泥摊铺长度不宜超过100米；在纵横曲线平缓地段，最大摊铺长度为150米。
8.1.5冷再生机组就位 8.3 混合料铣刨与拌和
（1）开始拌和前，再生路段的备料应能满足连续摊铺的需要。 （2）再生机行进速度一般为6m/min～12m/min。 （3）定期核查再生深度是否正确。
（4）再生机后应有专人跟随，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生机操作员进行调整。
（5）施工中再生深度的检查以相邻已经再生或原路面为标准，用钢纤刺入土中，测量其刺入深度，看其深度是否合格。
（6）应在作业面边缘划导向线以帮助操作者。
（7）若进行多刀施工时，应时刻注意搭接的宽度，保证搭接宽度。
（8）再生机后宜安排4～5人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料。 （9）带有熨平板的再生机，应经常检查熨平板后混合料的厚度。
（10）在施工过程中，对混合料的级配、再生深度、水（或水泥稀浆）的喷入量有任何疑问时，应停止施工，等问题解决后再继续施工。
（11）每天开始铣刨前，应检查再生路段旧路面材料的含水量，计算当天的外加水量，拌和含水量应控制在最佳含水量±0.5%以内。
（12）每天开始铣刨与拌和之后，要取样检查是否符合设计的配合比，进行正式生产之后，
随时检查拌和情况，抽检其配合比、灰剂量、含水量是否变化。 8.4整平及碾压
每一作业段半幅路拌和完成后用20T 自行式羊足碾稳压1遍，强振2遍，速度控制在2.5-3km ／h 。CAT140H 平地机进行初平一遍，人工配合平地机精平，要求尽量缩短施工时间，复压采用XG20振动压路机强振2遍，弱振2遍， 20T 胶轮压路机碾压5～8遍。复压碾压完成后，质检组及时检测密实度，个别达不到要求的地段，及时追压。胶轮压路机终压后，压实度几乎没有增长。
表8-1 机械组合及其他工作时间（路段长100米）
8.5.1纵向接缝的处理
①道路宽度小于7m ，纵向重叠较多时，不宜半幅施工，应考虑全幅施工，以减少重叠量，提高施工效率。
②一般重叠宽度为50-150mm 。
③在纵向接缝上，改变水泥稀浆（或水）的喷入量。 8.5.2横向接缝的处理
①应对所形成的横向接缝认真处理，施工中应尽量减少停机现象。
②停机超过水泥初凝时间，再生机再次施工时，必须将整个再生机后退至再生过的路段1.5m 的距离，并重新撒布水泥。
8.5.3调头处的处理
如机械必须到已压成的水泥稳定就地冷再生层上调头，应采取措施保护调头作业段。一般可在准备用于调头的约8~10m长的稳定土上，先覆盖一张厚塑料布或油毡纸，然后铺上约10cm 厚的土、砂或砂砾。
8.6养生及交通管制
（1）每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生。 （2）宜采用覆盖（吸水土工布等）进行养生。 （3）对于基层，可采用沥青乳液进行养生。 （4）基层的养生期不得少于7d 。
（6）在养生期间未采用覆盖措施的水泥稳定再生层上，除洒水车外，应封闭交通。在采用覆盖措施的水泥稳定再生层上，不能封闭交通时，应限制重车通行，其他车辆的车速不应超过30km/h。
（7）养生期结束后，如其上为沥青面层，应先清扫基层，并立即喷洒透层或粘沥青。
9 施工质量控制和检验
9.1基本要求
① 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 水泥用量准确，撒布均匀。
③ 材料应满足混合料组成设计中相关要求。
④冷再生机的行走速度要严格控制，以确保混合料拌合均匀，避免出现夹层，行走速度应控制在5m/min以内。
⑤确保拌合深度达到设计厚度。 ⑥碾压达到要求的压实度。
⑦强度符合设计要求；强度包括两方面的测定：一是再生过程中取再生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）。
⑧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。
⑨纵向再生层重叠宽度应不小于20cm ，同时应在接缝处适当多摊铺水泥用量。 ⑩冷再生前一定要对原旧路局部病害进行预先处理。 9.2 检查项目
水泥再生旧沥青路面材料检查项目、质量标准和检查方法及频率如表9-1所示。
水泥冷再生检查项目、质量标准和检查方法 表9-1
9.3质量控制指标的探讨
① 压实度
压实是保证路面结构层强度和稳定性的有效手段，压实度也是路基路面施工中最为常用的质量控制指标之一，冷再生路面混合料用于路面基层时，必须在最佳含水量稍小的附近进行充分地压实，才能保证再生混合料的强度。因此应根据路段情况，分别确定不同情况下相应的最大干密度标准（即所谓的“现场最大密度”）。
② 7d无侧限抗压强度
冷再生混合料具有半刚性基层材料的一些特性，因此本次设计给出了以水泥为稳定剂的冷再生混合料7d 抗压强度标准R0.95要大于2.5MPa 。
其它检测指标，参照路面基层施工技术规范要求。 9.4其他指标的检测探讨
① 劈裂试验（耐久性）
就地再生好的混合料以马歇尔法双面各击实75次成型试件，在室温下放置24h 后，放入40℃通风烘箱养生72小时。养生后的马歇尔试件分为干湿两组，一组直接浸泡于25℃水浴中24小时后进行间接拉伸试验(ITSs)，另一组放入25℃烘箱中保温1~2小时后进行间接拉伸试验(ITSg)，由两组试件试验结果可得到残留劈裂强度比(TSR)。根据各水泥用量下的干、湿劈裂强
度以及残留强度比综合确定最佳水泥用量，一般ITS 值要大于250kPa 。
劈裂试验采用马歇尔稳定度仪，加载速率为50mm/min，试件放在劈裂试验夹具上，下压条固定在夹具上，压条宽度为12.7mm ，内侧曲率半径50.8mm ，压条两端均应磨圆，可上下自由活动。试验具体步骤参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中的T0716和T0729内容。
②承载板法测再生层的抗压回弹模量
完工后第14d 用承载板法测再生基层的回弹模量，具体做法与步骤参考《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）中T0943的内容。一般再生层的抗压回弹模量值要大于800MPa 。
10 注意事项
1、旧路病害调查处理
冷再生水泥稳定土整平层施工前必须认真对旧路面进行调查，对较为严重的网裂、明显沉陷、坑槽等病害采取挖补、换填基层材料等有效措施处理，并经监理人员确认合格后方可进行下道工序施工。
2、原材料质量与规格
通过对水泥冷再生配合比试验，发现有的地区采用的新填加料规格和压碎值都非常差，特别是一些风化的和强度很低的花岗岩，对本次再生混合料影响非常大。
3、水泥及其用量
结合去年做的再生路段，水泥采用普通硅酸盐425，最好不要采用复合水泥。通过计算在路面画石灰方格来确定水泥的用量，要考虑施工中有部分水泥损失，施工过程中通过EDTA 滴定曲线检验水泥剂量。
4、新添加石料厚度
在试验报告中提及的新添加石料的厚度，指的是平铺在旧路表面经钢轮压路机稳压后的石料厚度，不是松铺厚度。
5、配合比设计
由于旧沥青路面铣刨料的组成存在一定的变异性，基层厚度和面层厚度变异性挺大，所以需通过进一步室内试验以及试验段的实施来对西安公路研究所推荐方案进行验证和修正，以确定项目正式大规模施工的合理配比方案。
6、拌和再生深度
应设专人跟随再生机，随时检查拌和深度并配合再生机操作人员调整拌和深度，满足设计
的再生层最小厚度要求，严禁出现粉碎的“素料”夹层现象。
7、施工周期
从加水拌和至碾压终了，不得超过水泥终凝时间（6个小时左右），按试验路段确定的合适作业段落与时间严格施工。
8、抗压强度
结合去年做的再生路段，抗压强度的测定应从两方面进行控制：一是取当天现场再生的混合料在室内静压成型试件，7天后测定其强度；二是施工完成后7天取芯样在室内测定其强度，由于现场取芯后芯样上下两个表面不平，往往需要采取其他措施进行补平，容易导致测定过程中产生很大的误差，因此建议采取第一个方法进行控制。
9、最佳含水量及其测定
由于再生路段路面结构存在差异性，势必导致铣刨的面层和基层旧料的天然含水量在不同路段而不同，因此应根据路面钻探和再生拌和料的情况确定最佳含水量和添加水量；
对于再生后含水量的测定，一般采用微波炉烘干，若采用酒精燃烧法，会损失再生混合料中的沥青含量，从而导致含水量测定的误差。
水泥稳定就地冷再生基层
配合比设计及施工质量控制
西安公路研究所
2009年3
1前 言
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，另一方面对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。
“旧沥青路面再生”的定义：“旧沥青路面经过一定的加工和处理，变成可以达到沥青路面技术要求的混合料，重铺成为新的沥青路面”。在这里，“再生”有三个层次：a 、旧沥青路面基层和（或）底基层的再生；b 、旧沥青面层的再生；c 、旧沥青的再生。它基本适用于各种沥青路面结构，此举可节省绝大部分集料及30%左右的新沥青，而且劳动强度及施工效果与新的沥青路面相差无几。
2施工准备工作
2.1 施工机械、试验仪器及人员准备
2.1.1根据施工任务、合同工期、质量要求，综合生产能力，配置主要机械设备及辅助器具应满足表2-1和有关招标文件的要求。
表2-1 水泥就地冷再生施工主要机械设备及辅助器具
2.1.2试验检测仪器必须满足表2-2的要求。
表2-2 水泥就地冷再生试验检测仪器
2.1.3基层每个作业面人员配置分工表
表2-3 每个作业面人员配置分工表
2.2.1对旧路面进行调查，详细记录路面损坏情况、旧路面各结构层厚度、油层以下坏毁深度、基层以下粒料含水量等。
2.2.2对沿线不同病害路段铣刨面层和基层进行取样，把铣刨的旧料分别进行筛分，了解基层和面层铣刨后旧料中骨料的含量，一般大于5mm 的骨料含量应在40-75%之间，否则应采取增加新骨料的措施。
2.2.3再生施工前一定要把局部路段的点病害彻底处理。比如路基沉降需要砂砾换填；路面面层和基层出现网裂需要挖开重新采用二灰碎石或者水泥稳定碎石填补至再生层底面等。
2.2.4施工前大修路段旧路面现场应清扫干净，不得有尘土、杂草、树根及积水。
3材料的采集、进场与管理
3.1 一般规定
3.1.1原道路为沥青混合料、级配碎石、未筛分碎石、砂砾、碎石土、砂砾土、煤矸石和各种粒状矿渣均适宜用水泥稳定就地冷再生。
3.1.2水泥就地冷再生材料应本着就地取材的原则，就近寻找料源。
3.1.3材料调查中，初选场地之后应取样试验，在一个场地，要视范围大小、深度，多点取样，分别进行试验，判定材质优劣，决定取舍。
3.1.4对进场的水泥，必须采取防雨防潮措施，并且水泥应在规定的保质期内使用。 3.1.5凡是外购材料进场，都应分期分批按规定频率取样进行试验检测，不合格者应坚决拒收。
3.1.6水泥稳定就地冷再生层用做底基层时，铣刨料单个颗粒的最大粒径不应超过53mm 。 3.1.7水泥稳定就地冷再生层用做基层时，单个颗粒的最大粒径不应超过37.5mm 。 3.2旧沥青路面铣刨料（RAP ）
3.2.1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。
3.2.2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。 3.3碎 石
（1）碎石的压碎值应不大于35%，针片状含量不大于15%，集料中小于0.6mm 的颗粒必须做液、塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于9.0。碎石必须要求采用二级破碎加工，一级为锷破，二级为反击破，材料加工场各储料仓必须砌墙分隔，分类堆放，严禁混料和混装，除尘口的废料必须及时清理废弃。严禁与细集料混合。
（2）碎石的最大粒径应根据铣刨旧面层和基层料的大小和强度来确定，一般情况下添加10~30mm的统料所形成的强度最好。 3.4水 泥
考虑到路面基层的设计和施工要求，应该采用早期强度高的普通硅酸盐水泥，技术指标见表3-1。
路面基层用水和养护用水，一般采用人畜能饮用的水，如非采用其他用水时，必须符合下列要求：
（1）硫酸盐含量应不下于2.7mg/cm3。 （2）含盐量不得超过5mg/cm3。 （3）PH 值不得小于4。
（4）未经处理的工业废水、污水、沼泽水、酸性水不得使用。
4混合料配合比设计（重要）
4.1
级配组成设计
水泥就地冷再生混合料的组成应符合表4-1要求。
表4-1 水泥冷再生基层稳定碎石集料级配（方孔筛）4.2 拟采用一种水泥分别按4％、4.5％、5％、5.5％的水泥剂量进行碎石配置后试验(水泥：集料＝4：96、4.5：95.5、5：95、5.5：94.5) 。制备不同比例的混合料(每组试件个数为：偏差系数l 0％～15％时l 3个，偏差系数15％～20％时l 5个) ，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(≥2.5MPa) 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％。 4.3 成型试件
根据确定的最佳含水量，拌制水泥稳定碎石混合料，按要求压实度(重型击实标准，压实度97％) 静压制备混合料试件，在标准条件下养生6天浸水24h 后取出，做无侧限抗压强度。 4.4 养 生
水泥冷再生混合料试件的标准养护条件是：将制好的试件脱模称重后，应立即放到相对湿度95％的养护室内养生，养护温度为20℃±2℃。养生期的最后天(第七天) 将试件浸泡在水中，在浸泡水之前，应再次称试件的质量，水的深度应使水面在试件顶上约2.5cm ，浸水的水温应与养护温度相同。将已浸水一昼夜的试件从水中取出，用软的旧布吸去试件表面的可见自由水，并称试件的质量。前六天养生期间试件质量损失(指含水量的减少) 应不超过l 0g ，质量损失超过此规定的试件，应予作废。 4.5 无侧限抗压强度
强度应满足7d 浸水无侧限抗压强度，代表值R 0.90应大于2.5MPa ，且小于4MPa ，压实度要求不小于97％。
4.6 原材料检测
施工前，应取有代表性的样品按表4-2要求对原材料进行试验
表4-2 水泥就地冷再生原材料的试验项目
5 室内再生试验
5. 1试验条件
本次试验按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）中有关规定进行，采用重型击实标准（3×98）确定混合料的最大干密度和最佳含水量。试件均按最大干密度和最佳含水量以试件容量控制，采用静力压实法制备。在养生室常温湿气养生7d(饱水24h) 。无侧限抗压强度试验采用φ15×h15cm 试件。将饱水24h 后的试件放到路面材料强度试验仪的升降台上，使试件的形变以约1mm/min的等速率增加进行抗压强度试验。 5.2 旧料情况
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筛分并合成级配，发现旧面层混合料在现行的《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）规定的范围之外，不满足水泥稳定土2号级配，粗集料太少，同时又因为现场铣刨的混合料中含灰土比较
大，进而确定水泥现场冷再生时需要添加一部分骨料来提高其强度。由于现场通过再生机铣刨基层和面层时难免会破碎大颗粒的骨料，所以添加的新料粒径不能太小。
图5-1 现场铣刨旧路面混合料级配
由于原路基层铣刨样为石灰土，考虑到土的性质对试验会有影响，故进行了土样的液塑限测定，结果见表5-1。实验结果认为土样合格。
灰土液塑限测定 表3-1
根据铣刨料情况，我们首先添加10~20mm的新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-2，合成级配曲线如图5-2所示，
图3-2 合成级配曲线
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-2
所示，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-4所示。
重型击实试验 表5-3
7d 无侧限抗压强度 表5-4
根据规范要求，本次设计要求7d 无侧限抗压强度≥2.5 MPa ，而室内试验结果没有达到设计要求，说明级配不满足要求。
5.4 水泥+石灰+20%比例的10~20mm的新料
根据第一组试验情况，我们考虑到渭南段基层是灰土基层，通过添加石灰来改善基层强度，因此添加水泥石灰综合稳定剂和10~20mm的新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-5，合成级配曲线如图5-3所示。
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-5
图5-3 合成级配曲线
通过重型击实试验，确定水泥和石灰剂量下冷再生混合料的最大干容重和最佳含水量，如
表5-6所示，水泥和石灰的用量各为4%和5%，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-7所示。
重型击实试验 表5-6
7d 无侧限抗压强度 表5-7
计要求，说明级配不满足要求。 5.5 水泥+10~20mm和0~3mm的新料
根据只添加10~20mm新料和石灰来改善灰土基层不能满足规范要求，我们考虑用0~3mm的机制砂来改善基层灰土，以便提高其强度，因此添加水泥稳定剂和10~20mm、0~3mm两档新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-8，合成级配曲线如图5-4所示。
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-8
图5-4 合成级配曲线
通过重型击实试验，确定水泥剂量下冷再生混合料的最大干容重和最佳含水量，如表5-9所示，水泥的用量为5%、6%、7%和8%，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-10所示。
重型击实试验 表5-9
7d 无侧限抗压强度 表5-10
计要求，说明级配不满足要求。 5.6 水泥+10~30mm的筒料
根据只添加10~20mm新料和石灰来改善灰土基层当水泥用量在5%时基本能满足规范要
求，所以我们考虑用10~30mm的筒料来改善基层灰土，以便提高其强度，因此添加水泥稳定剂和10~30mm的新料进行室内试验，试验方法采用重型击实法，合成比例如表5-11，合成级配曲线如图5-5所示，
旧路面混合料水泥冷再生合成比例 表5-11
图5-5 合成级配曲线
通过重型击实试验，确定水泥剂量下冷再生混合料的最大干容重和最佳含水量，如表5-12所示，水泥的用量为5%，并根据室内确定的最大干容重和最佳含水量静压成型试件，测定其7d 无侧限抗压强度，如表5-13所示。
重型击实试验 表5-12
图5-6 重型击实曲线
7d 无侧限抗压强度 表5-13
3.103MPa ，达到设计要求，说明级配满足要求。
6 路面补强厚度计算书（示例）
改建路面加铺补强层厚度计算
公 路 等 级 : 二级公路 加铺路面的层数 : 3
标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 30 (0.01mm) 路面设计层层位 : 3
设计层最小厚度 : 150 (mm)
层位 结 构 层 材 料 名 称 厚度 20℃平均抗压 标准差 15℃平均抗压 标准差 容许应力
(mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa)
1 细粒式沥青混凝土 30 1400 0 2000 0 1.4 2 中粒式沥青混凝土 40 1400 0 1800 0 1.0 3 水泥再生层 ? 1000 0 1000 0 0.5 4 改建前原路面预留基层顶面 165
按设计弯沉值计算设计层厚度 :(弯沉值按新建路面 F 公式计算)
LD= 30 (0.01mm)
H( 3 )= 200 mm LS= 31.3 (0.01mm) H( 3 )= 250 mm LS= 26.8 (0.01mm)
H( 3 )= 214 mm(仅考虑弯沉)
按容许拉应力计算设计层厚度 :
H( 3 )= 214 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求) H( 3 )= 214 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求) H( 3 )= 214 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求)
路面设计层厚度 :
H( 3 )= 214 mm(仅考虑弯沉)
H( 3 )= 214 mm(同时考虑弯沉和拉应力)
通过对设计层厚度取整以及设计人员对路面厚度进一步的修改, 最后得到路面结构设计结果如下:
---------------------------------------- 细粒式沥青混凝土 30 mm
---------------------------------------- 中粒式沥青混凝土 40 mm
---------------------------------------- 水泥再生层 220 mm
---------------------------------------- 改建前原路面预留基层顶面
7 生产试验段
7.1 试验方法
试验路段应选择直线路段，其长度为200m 左右。 根据经验和所用再生机械的特点，制定3～5种不同的再生机行进速度和转子速度的组合方案，按再生深度对旧路进行铣刨，取铣刨后具有代表性的材料送往试验室进行筛分，选择级配最接近理想级配的方案作为施工时再生机行进速度和转子速度的方案。按照确定的再生机行进速度和转子速度，根据再生深度对旧路铣刨，取铣刨后具有代表性的材料样品送往试验室进行室内配合比设计。 7.2 试验段检测
试验段检测的内容如下： （1）含水量； （2）结合料剂量；
（3）混合料级配。 7.3 试验报告
使用的原材料和混合料、施工机械、施工方法及试验段各项检测项目都符合规定，经监理抽检确认合格，即可按以上内容编写《试验段施工总结》，经驻地办初审，报总监办审核批复，项目组核定后，即可开始1km 标准段的施工。1km 标准段结束后上报总结报告，即可作为申报正式大面积开工的依据。
8施 工
8.1 施工工艺流程
图8-1 就地冷再生工艺流程图
8.2 施工前的准备
8.1.1在准备施工前，应在再生路段设置标志牌，提醒司机及过往行人。 开始准备原路面时，完全封闭交通，禁止一切车辆通行。
8.1.2旧路面准备 8.1.3再生宽度的计算
为了保证整个路段的再生质量和机械利用率，应根据再生路段的路面宽度进行计算每一次再生机的工作宽度。
8.1.4再生长度的计算
预布水泥要控制预布长度，以保证拌和机正常工作为宜，一般预布80-150m ，边拌和边撒布，以防止通行车辆的气流或轮胎带动造成污染，使水泥剂量不准及天气突然变化带来的消耗损失。
根据对机械组合及其他工作时间的观测，调整预布水泥长度，经过循环实施验证再生机前水泥摊铺长度不宜超过100米；在纵横曲线平缓地段，最大摊铺长度为150米。
8.1.5冷再生机组就位 8.3 混合料铣刨与拌和
（1）开始拌和前，再生路段的备料应能满足连续摊铺的需要。 （2）再生机行进速度一般为6m/min～12m/min。 （3）定期核查再生深度是否正确。
（4）再生机后应有专人跟随，随时检查再生深度、水泥含量和含水量，并配合再生机操作员进行调整。
（5）施工中再生深度的检查以相邻已经再生或原路面为标准，用钢纤刺入土中，测量其刺入深度，看其深度是否合格。
（6）应在作业面边缘划导向线以帮助操作者。
（7）若进行多刀施工时，应时刻注意搭接的宽度，保证搭接宽度。
（8）再生机后宜安排4～5人处理边线和清理混合料中的杂质以及每刀起始位置的余料。 （9）带有熨平板的再生机，应经常检查熨平板后混合料的厚度。
（10）在施工过程中，对混合料的级配、再生深度、水（或水泥稀浆）的喷入量有任何疑问时，应停止施工，等问题解决后再继续施工。
（11）每天开始铣刨前，应检查再生路段旧路面材料的含水量，计算当天的外加水量，拌和含水量应控制在最佳含水量±0.5%以内。
（12）每天开始铣刨与拌和之后，要取样检查是否符合设计的配合比，进行正式生产之后，
随时检查拌和情况，抽检其配合比、灰剂量、含水量是否变化。 8.4整平及碾压
每一作业段半幅路拌和完成后用20T 自行式羊足碾稳压1遍，强振2遍，速度控制在2.5-3km ／h 。CAT140H 平地机进行初平一遍，人工配合平地机精平，要求尽量缩短施工时间，复压采用XG20振动压路机强振2遍，弱振2遍， 20T 胶轮压路机碾压5～8遍。复压碾压完成后，质检组及时检测密实度，个别达不到要求的地段，及时追压。胶轮压路机终压后，压实度几乎没有增长。
表8-1 机械组合及其他工作时间（路段长100米）
8.5.1纵向接缝的处理
①道路宽度小于7m ，纵向重叠较多时，不宜半幅施工，应考虑全幅施工，以减少重叠量，提高施工效率。
②一般重叠宽度为50-150mm 。
③在纵向接缝上，改变水泥稀浆（或水）的喷入量。 8.5.2横向接缝的处理
①应对所形成的横向接缝认真处理，施工中应尽量减少停机现象。
②停机超过水泥初凝时间，再生机再次施工时，必须将整个再生机后退至再生过的路段1.5m 的距离，并重新撒布水泥。
8.5.3调头处的处理
如机械必须到已压成的水泥稳定就地冷再生层上调头，应采取措施保护调头作业段。一般可在准备用于调头的约8~10m长的稳定土上，先覆盖一张厚塑料布或油毡纸，然后铺上约10cm 厚的土、砂或砂砾。
8.6养生及交通管制
（1）每一段碾压完成并经压实度检查合格后，应立即开始养生。 （2）宜采用覆盖（吸水土工布等）进行养生。 （3）对于基层，可采用沥青乳液进行养生。 （4）基层的养生期不得少于7d 。
（6）在养生期间未采用覆盖措施的水泥稳定再生层上，除洒水车外，应封闭交通。在采用覆盖措施的水泥稳定再生层上，不能封闭交通时，应限制重车通行，其他车辆的车速不应超过30km/h。
（7）养生期结束后，如其上为沥青面层，应先清扫基层，并立即喷洒透层或粘沥青。
9 施工质量控制和检验
9.1基本要求
① 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 水泥用量准确，撒布均匀。
③ 材料应满足混合料组成设计中相关要求。
④冷再生机的行走速度要严格控制，以确保混合料拌合均匀，避免出现夹层，行走速度应控制在5m/min以内。
⑤确保拌合深度达到设计厚度。 ⑥碾压达到要求的压实度。
⑦强度符合设计要求；强度包括两方面的测定：一是再生过程中取再生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）。
⑧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。
⑨纵向再生层重叠宽度应不小于20cm ，同时应在接缝处适当多摊铺水泥用量。 ⑩冷再生前一定要对原旧路局部病害进行预先处理。 9.2 检查项目
水泥再生旧沥青路面材料检查项目、质量标准和检查方法及频率如表9-1所示。
水泥冷再生检查项目、质量标准和检查方法 表9-1
9.3质量控制指标的探讨
① 压实度
压实是保证路面结构层强度和稳定性的有效手段，压实度也是路基路面施工中最为常用的质量控制指标之一，冷再生路面混合料用于路面基层时，必须在最佳含水量稍小的附近进行充分地压实，才能保证再生混合料的强度。因此应根据路段情况，分别确定不同情况下相应的最大干密度标准（即所谓的“现场最大密度”）。
② 7d无侧限抗压强度
冷再生混合料具有半刚性基层材料的一些特性，因此本次设计给出了以水泥为稳定剂的冷再生混合料7d 抗压强度标准R0.95要大于2.5MPa 。
其它检测指标，参照路面基层施工技术规范要求。 9.4其他指标的检测探讨
① 劈裂试验（耐久性）
就地再生好的混合料以马歇尔法双面各击实75次成型试件，在室温下放置24h 后，放入40℃通风烘箱养生72小时。养生后的马歇尔试件分为干湿两组，一组直接浸泡于25℃水浴中24小时后进行间接拉伸试验(ITSs)，另一组放入25℃烘箱中保温1~2小时后进行间接拉伸试验(ITSg)，由两组试件试验结果可得到残留劈裂强度比(TSR)。根据各水泥用量下的干、湿劈裂强
度以及残留强度比综合确定最佳水泥用量，一般ITS 值要大于250kPa 。
劈裂试验采用马歇尔稳定度仪，加载速率为50mm/min，试件放在劈裂试验夹具上，下压条固定在夹具上，压条宽度为12.7mm ，内侧曲率半径50.8mm ，压条两端均应磨圆，可上下自由活动。试验具体步骤参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中的T0716和T0729内容。
②承载板法测再生层的抗压回弹模量
完工后第14d 用承载板法测再生基层的回弹模量，具体做法与步骤参考《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）中T0943的内容。一般再生层的抗压回弹模量值要大于800MPa 。
10 注意事项
1、旧路病害调查处理
冷再生水泥稳定土整平层施工前必须认真对旧路面进行调查，对较为严重的网裂、明显沉陷、坑槽等病害采取挖补、换填基层材料等有效措施处理，并经监理人员确认合格后方可进行下道工序施工。
2、原材料质量与规格
通过对水泥冷再生配合比试验，发现有的地区采用的新填加料规格和压碎值都非常差，特别是一些风化的和强度很低的花岗岩，对本次再生混合料影响非常大。
3、水泥及其用量
结合去年做的再生路段，水泥采用普通硅酸盐425，最好不要采用复合水泥。通过计算在路面画石灰方格来确定水泥的用量，要考虑施工中有部分水泥损失，施工过程中通过EDTA 滴定曲线检验水泥剂量。
4、新添加石料厚度
在试验报告中提及的新添加石料的厚度，指的是平铺在旧路表面经钢轮压路机稳压后的石料厚度，不是松铺厚度。
5、配合比设计
由于旧沥青路面铣刨料的组成存在一定的变异性，基层厚度和面层厚度变异性挺大，所以需通过进一步室内试验以及试验段的实施来对西安公路研究所推荐方案进行验证和修正，以确定项目正式大规模施工的合理配比方案。
6、拌和再生深度
应设专人跟随再生机，随时检查拌和深度并配合再生机操作人员调整拌和深度，满足设计
的再生层最小厚度要求，严禁出现粉碎的“素料”夹层现象。
7、施工周期
从加水拌和至碾压终了，不得超过水泥终凝时间（6个小时左右），按试验路段确定的合适作业段落与时间严格施工。
8、抗压强度
结合去年做的再生路段，抗压强度的测定应从两方面进行控制：一是取当天现场再生的混合料在室内静压成型试件，7天后测定其强度；二是施工完成后7天取芯样在室内测定其强度，由于现场取芯后芯样上下两个表面不平，往往需要采取其他措施进行补平，容易导致测定过程中产生很大的误差，因此建议采取第一个方法进行控制。
9、最佳含水量及其测定
由于再生路段路面结构存在差异性，势必导致铣刨的面层和基层旧料的天然含水量在不同路段而不同，因此应根据路面钻探和再生拌和料的情况确定最佳含水量和添加水量；
对于再生后含水量的测定，一般采用微波炉烘干，若采用酒精燃烧法，会损失再生混合料中的沥青含量，从而导致含水量测定的误差。