水泥稳定就地冷再生基层配合比设计及施工质量控制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R0.90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5-37d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5-67d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5-97d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5-133.103MPa，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 1.42 中粒式沥青混凝土 40 1400 0 1800 0 1.03 水泥再生层 ? 1000 0 1000 0 0.54 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。