影响冷再生底基层水泥剂量的因素

石家庄市公路管理处养护管理中心   周昆

水泥稳定冷再生底基层是用水泥作结合料，通过冷再生机现场对旧沥青路面进行铣刨、拌和，经过整型碾压作为路面底基层的一种施工工艺。该工艺成本低、节约建材、工期短、不降低原有公路安保设施功效、益于环保、施工简便。其结构整体性、水稳定性优良，强度较高，虽说刚度较大，但同水泥稳定碎石底基层比较，其由于旧沥青路面沥青质的作用，又具有柔性性质，抗收缩、裂缝较少，是比较理想的路面底基层，因而被广泛应用。

水泥剂量不但决定底基层的强度高低，而且决定底基层是否冷缩开裂。所以冷再生底基层施工中，水泥剂量控制是保证冷再生底基层质量的关键环节。以石家庄市公路管理处2009年G207平山段大修工程的冷再生底基层为例，结合近年来路面大修工程项目管理经验，介绍一些冷再生底基层水泥剂量控制措施。

该工程（以下简称G207工程）为二级公路，路面宽度为8.5m，分布在K75+359～K85+778之间，共计有冷再生底基层10.419km。冷再生底基层设计7d无侧限抗压强度为3.0MPa；施工水泥剂量为5%。

影响水泥剂量的因素分析

影响冷再生底基层水泥剂量的因素较多，包括袋装水泥数量不足、质量不稳；再生机铣刨深度变化；旧路面横坡度变化导致铣刨深度不均匀；结构变化和碎石含量变化引起再生基层密度变化等。

原水泥剂量计算公式的分析

原每平方米水泥用量计算公式为：

M=h·n·ρmax·k0·r/（1+r）            （1）

式中：M为每平方米再生基层所布水泥量（kg/m2）；h为设计冷再生机铣刨拌和深度（m）；n为冷再生底基层施工膨胀系数；ρmax为冷再生底基层最大干密度（kg/m3）；k0为冷再生底基层压实度要求最低标准（%）；r为施工水泥剂量（%）。式（1）中，h·n·ρmax·k0为冷再生底基层单位平方米的总干重量，包括铣刨混合料及结合料水泥等。

每平方米水泥剂量计算公式为：

r=M/（h·ρ）                       （2）

式中：ρ为设计铣刨拌和深度内旧路面平均干密度（kg/m3）。按照水泥剂量设计比例和混合料中水泥剂量计算公式r：（1-r）=M∶（h·n·ρmax·k0-M），可得：

M=r·h·n·ρmax·k0                     （3）

不难看出，式（1）比式（3）的水泥用量要少r2·h·n·ρmax·k0/（1+r）。

人工打铺水泥方格大小的影响

冷再生底基层水泥布设采用人工打方格的方法进行用量控制，以袋装水泥净重50kg/袋进行计算，所打方格的面积将直接影响水泥剂量的大小，特别在山区公路上，由于弯道较多，平面曲线加宽值变化频繁，如不及时测量路面宽度，必将造成方格面积与每袋水泥计算摊铺面积不等，导致水泥剂量不足。

人工摊铺水泥均匀程度的影响

冷再生机的铣刨鼓转速较高，一般在150n/min以上，其对旧路面铣刨的打起、落下近乎在一个竖直的平面之内，如果水泥摊铺不均匀，亦将影响冷再生底基层水泥剂量的均匀程度和冷再生底基层质量的稳定性。

水泥剂量检测方法的影响

冷再生底基层施工与其他路面底基层施工在水泥剂量检测上有一些区别，也就是说路面再生底基层混合料的相关物理性能和试验室拌和料的物理性能存在一定差异，往往检测的水泥剂量高于实际水泥剂量，由于检测水泥剂量的数据失真，将会影响水泥剂量布设。

水泥剂量对工程质量的影响

水泥剂量的大小直接影响冷再生底基层的强度高低。水泥稳定旧路面冷再生底基层是以水泥为结合料，其强度形成主要为水泥凝聚力。经过试验得知，水泥剂量愈高，其基层强度就愈高，反之亦然。

水泥剂量的大小决定着冷再生底基层的整体稳定性。水泥剂量高，则基层强度高、刚度大；但是，水泥剂量过高，则其干缩、冷缩易产生裂缝。所以水泥剂量应严格控制在一定

的范围之内。

水泥剂量控制措施

对旧路面进行摸底排查

冷再生底基层施工前应对旧沥青路面进行相关质量调查，包括对原路面结构、各结构层厚度、结构层密度、结构层含水量等进行详细的调查。在保证原路面结构层材料各项技术指标满足冷再生底基层设计中各项指标要求的前提下，进行相关试验，用以确定水泥布设数量。

原路面结构通过钻芯取样的方法，测定原路面结构，最好每500m进行一处，洞深应同冷再生底基层工程铣刨拌和深度一致；

结构层厚度h沿取芯孔洞洞壁直接丈量各结构层厚度；

结构层密度d采用灌砂法测结构层密度，或者对所取芯样进行干密度检测，或者测试铣刨深度范围内的旧路面结构层的干密度；当路面结构比较统一时，可检测全铣刨深度的平均干密度；

结构层含水量w施工前对原路面结构层的含水量要进行调查。

对冷再生底基层相关技术指标的确定                            

需要确定的冷再生底基层相关技术指标有。通过标准击实试验确定冷再生底基层混合料的最大干密度及在最大干密度下的最佳含水量；通过7d无测限抗压强度试验，确定冷再生底基层的水泥剂量；通过试验路段测定冷再生底基层经铣刨拌和、整型碾压后，其达到规定压实度时的体积膨胀系数。由于旧路面结构的不断变化，应通过标准击实试验确定不同碎石含量的冷再生底基层混合料的最大干密度，找出回归方程式，以便施工中进行压实度控制；同时，根据测得的含石量及最大干密度计算单位面积水泥用量。

冷再生底基层水泥布设量计算公式

假定施工水泥剂量为r/（1-r）。将原路面按照不同结构分层，按式（4）计算每平方米布设水泥量：

M=（h1·ρ1+h2·ρ2+…）·r/（1-r）  （4）

式中：h1，h2，…为再生机铣刨范围内，原路面各结构层厚度（m），h1+h2+…等于设计铣刨拌和深度；ρ1，ρ2，…为原路面各结构层干密度（kg/m3）。

若原路面结构层比较统一，可采用旧路面在铣刨拌和深度范围内的平均干密度ρ计算每平方米布设水泥量：

M=h·ρ·r/（1-r）                  （5）

根据冷再生底基层施工相关技术指标计算每平方米布设水泥量的公式为：

M=r·h·n·ρmax×97%             （6）

其中，“97%”是冷再生底基层压实度要求的最低标准。

冷再生底基层水泥剂量控制措施

选定冷再生底基层水泥布设量计算公式，计算每袋水泥的布设面积。根据工程技术准备情况和已掌握的基础资料，选定水泥布设量公式。如果施工前对原路面进行了较为详细的调查、检测，取得了原路面结构层厚度和平均干密度等技术参数，则推荐采用式（4）或者式（5）计算每袋水泥的布设面积式（6）由于不确定因素过多，建议谨慎选用。对施工单位计算的每袋水泥布设面积，施工现场监理工程师必须进行验证性复核，确保计算数据的准确。

监理工程师要严格检查人工打铺的水泥方格面积的大小，随时用钢尺测量，特别要注意平曲线路段方格面积的大小。对不合格的方格，及时纠正。采取定期检查与随机抽查相结合的方法检测袋装水泥的质量、数量，确保其满足工程质量要求。随时检查人工摊铺水泥是否均匀。采用直尺将所摊铺水泥刮平，测量水泥摊铺厚度是否均匀。不匀则返工重新推摊。

再生机铣刨后立即进行水泥剂量检测，发现问题立即调整。经检测水泥剂量过大，应立即加深铣刨厚度，降低水泥剂量。水泥剂量过小，应加补水泥，在原铣刨深度范围内重新拌和。要严格控制冷再生机对旧路面的铣刨深度由于冷再生机的铣刨拌和深度在很大程度上决定着水泥剂量的大小，因此也就决定着冷再生底基层的质量。项目部、监理均应安排专职技术管理人员对此项工作进行不间断的跟踪监测，发现问题立即要求调整，确保水泥剂量控制在设计水泥剂量±0.5%之内。

控制好冷再生机铣刨拌和旧路面时的加水量。由于混合料的加水量影响冷再生基层的凝结效果，水量过大（大于最佳含水量3%）会不易压实甚至翻浆；水量过小（小于最佳含水量1%）亦不易压实；同时，水泥凝结由于缺少水分而部分失效影响其强度增长。另外，含水量也对水泥剂量的检测结果有一定的影响。G207工程冷再生底基层最佳含水量为10.5%，根据工程施工时的气温对冷再生机加水量及时进行了适当调整。

G207工程的冷再生底基层施工中，项目部、监理办通过采取以上监管措施，确保了冷再生底基层水泥剂量相对稳定，从而保证了冷再生底基层强度的均匀性和结构的整体性。施工单位自检试验的混合料7d无侧限抗压强度与监理工程师抽检的混合料7d无侧限抗压强度指标均符合设计强度（3.0MPa）要求。钻芯取样的强度指标均大于4MPa。其他各项质量指标全部符合施工技术规范要求。冷再生底基层经石家庄市质监站检测中心检验，单位工程验

收合格。

结语

冷再生底基层工程施工是一个系统的工程项目，要保证工程质量，必须从每个工序的质量控制严格抓起，加强前期试验段技术资料的收集和整理，以正确指导施工，尤其是要加强水泥剂量控制方面有关资料的收集和整理，确保水泥剂量在满足冷再生底基层设计强度的情况下，不产生收缩裂缝。

作者单位：石家庄市公路管理处养护管理中心

《交通世界》2012年第19期（10月上）