舊瀝青路面材料冷再生技術(shù)研究*

陳晉華

（福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系，福建福州 350007）

舊瀝青路面材料冷再生技術(shù)研究*

陳晉華

（福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系，福建福州 350007）

在瀝青路面大修工程中，就地冷再生技術(shù)是一種新型的先進(jìn)施工技術(shù)，因其舊料利用、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、質(zhì)量好、工期短等優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.對就地冷再生施工前的材料選擇、機(jī)械設(shè)備的選用、施工階段技術(shù)問題進(jìn)行了探討，重點(diǎn)介紹了冷再生技術(shù)施工工藝流程及質(zhì)量控制注意事項(xiàng)，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用.

瀝青路面；冷再生；施工工藝

我國20世紀(jì)90年代以后陸續(xù)建成的高速公路已經(jīng)進(jìn)入大、中修期，按照傳統(tǒng)的施工工藝，瀝青混凝土路面經(jīng)過大量的翻挖、銑铇，舊料將被遺棄，造成了環(huán)境污染，同時(shí)也造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi).隨著我國高等級瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量不斷增加，對瀝青路面再生技術(shù)有必要加強(qiáng)研究，開發(fā)合適的再生劑和機(jī)械設(shè)備，研究新型的施工工藝，為再生舊料在實(shí)際工程中的大量應(yīng)用奠定基礎(chǔ).

1 瀝青路面冷再生的技術(shù)原理

冷再生技術(shù)是將舊的瀝青路面材料，就地翻挖、銑刨、破碎，加入部分新骨料或細(xì)集料、按比例加入外摻劑（水泥），經(jīng)冷再生設(shè)備拌和并加入適量的水后，按設(shè)定的厚度，經(jīng)整平預(yù)拱、反復(fù)碾壓和后期養(yǎng)護(hù)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的一種施工工藝［1］.

2 冷再生技術(shù)的施工工藝

2.1 材料的選擇

冷再生基層用的集料為原道路瀝青混合料、級配碎石、砂礫、刨銑料等.刨銑料單顆粒的最大粒徑通常限定為40mm以內(nèi)，取決于再生層的厚度，一般規(guī)定不應(yīng)大于再生層厚度的1／3.

2.1.1 舊瀝青路面刨銑料（RAP）

在水泥穩(wěn)定就地冷再生層施工前，在原道路上取有代表性的刨銑料樣品嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行顆粒分析、液限和塑性指數(shù)、擊實(shí)、有機(jī)質(zhì)含量，硫酸鹽含量等試驗(yàn).有機(jī)質(zhì)含量超過2%或硫酸鹽含量超過0.25%的舊路混合料，以及塑性指數(shù)小于10的舊料，不得用于就地冷再生.

2.1.2 碎石

碎石的強(qiáng)度要求：壓碎值指標(biāo)值應(yīng)不大于30%，針片狀顆粒含量不大于15%，小于0.6mm的細(xì)粒料必須做液、塑性指數(shù)試驗(yàn)［2］，要求液限小于28%，塑性指數(shù)小于9.0.新加粗細(xì)集料質(zhì)量應(yīng)滿足現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40－2004）的要求.

2.1.3 水泥

舊瀝青路面冷再生技術(shù)所需添加的水泥品種的選用：可以選用普通硅酸鹽水泥、摻混合材料的硅酸鹽水泥.考慮到要有充足的作業(yè)時(shí)間，要求水泥初凝時(shí)間不小于3h、終凝時(shí)間在6h以上為宜，可采用早期強(qiáng)度高的普通硅酸鹽水泥，盡量選用低標(biāo)號水泥［3］.水泥技術(shù)指標(biāo)見表1.

表1 水泥技術(shù)指標(biāo)

2.1.4 水

路面基層用水和養(yǎng)生用水，一般采用人畜能飲用的水，如非采用其他用水時(shí)，必須符合下列要求：

（1）硫酸鹽含量應(yīng)不大于2.7mg／cm3；

（2）含鹽量不得超過5 mg／cm3；

（3）PH值不得小于4；

（4）未經(jīng)處理的工業(yè)廢水、污水、沼澤水、酸性水不得使用.

2.2 施工機(jī)械設(shè)備的選用

工程中一般根據(jù)施工任務(wù)、合同工期、質(zhì)量要求、綜合生產(chǎn)能力，配置主要機(jī)械設(shè)備及輔助器具應(yīng)滿足表2要求.

表2 就地冷再生施工主要機(jī)械設(shè)備及輔助器具

2.3 施工工藝

2.3.1 攤鋪碎石

碎石按每平方米規(guī)定的數(shù)量進(jìn)行撒布.先計(jì)算每平方米單位面積碎石用量，以25%的碎石添加量、15cm壓實(shí)厚度、壓實(shí)度為97%為例，每平米碎石用量為43 kg.實(shí)際單位碎石用量還要根據(jù)工程實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以上的理論數(shù)據(jù)僅供參考［4］.石料運(yùn)到工地后，測定石料的實(shí)際方量，根據(jù)實(shí)際的石料量計(jì)算所能攤鋪的長度，在該長度范圍內(nèi)，攤鋪機(jī)采用自動(dòng)找平，架設(shè)鋁合金尺桿作為厚度控制方式；分兩幅攤鋪完成，速度控制在2～3m／min.

2.3.2 攤鋪水泥

可人工攤鋪也可撒布機(jī)撒布，水泥用量按材料試驗(yàn)確定，現(xiàn)場攤鋪劑量要加0.5%的損耗，實(shí)際水泥用量以設(shè)計(jì)計(jì)算的生產(chǎn)配合比確定的最佳用量為準(zhǔn)［4］.

碎石攤鋪后壓路機(jī)靜壓一遍，人工用白灰打上的方格，根據(jù)方格面積計(jì)算水泥用量，放入相應(yīng)的水泥量，人工或機(jī)械攤鋪均勻.

2.3.3 拌和

采用半幅施工，利用WR2000型再生機(jī)拌和，該再生機(jī)每一刀的銑刨寬度為2m，每一刀之間，重疊15～20cm，以保證銑刨到位，避免出現(xiàn)漏銑現(xiàn)象，隨著再生機(jī)的向前行進(jìn)，廢舊瀝青路面材料與水泥和水均勻拌合在一起.

2.3.4 碾壓和整平

先穩(wěn)壓：一臺20t壓路機(jī)穩(wěn)壓2遍；再整平：平地機(jī)整平時(shí)應(yīng)注意路面橫坡和縱坡；再碾壓：兩臺20t振動(dòng)壓路機(jī)碾壓7遍，振動(dòng)應(yīng)從弱到強(qiáng)，逐步碾壓至密實(shí)、表面平整、無輪跡為止［4］.每次碾壓輪跡應(yīng)重疊1／3輪寬，依次連續(xù)均勻碾壓，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)壓實(shí)成型.壓路機(jī)的工作速度不超過3km／h.壓實(shí)度的要求詳見表3.

2.3.5 養(yǎng)生

每一段碾壓完成并經(jīng)壓實(shí)度檢查合格后，立即開始灑水覆蓋養(yǎng)生.整個(gè)養(yǎng)生期間保持潮濕狀態(tài)，養(yǎng)生期為7d，7d內(nèi)保證路面潮濕，無干裂現(xiàn)象.嚴(yán)格實(shí)行交通管制，嚴(yán)禁車輛通過，灑水車通過時(shí)必須保證在30km／h以內(nèi)，禁止緊急剎車和調(diào)頭.

表3 壓實(shí)度的要求

2.4 施工質(zhì)量控制及注意事項(xiàng)

（1）施工準(zhǔn)備階段.施工前，應(yīng)對施工范圍內(nèi)的路基情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，采集破碎后的混合料進(jìn)行檢測試驗(yàn)，提供所需數(shù)據(jù)，為施工提供依據(jù).

舊瀝青路面大多存在病害，這些病害在冷再生前必須進(jìn)行處治.

通過試驗(yàn)路的鋪筑，確定最佳的施工段落長度，通常選取120～150m為宜，確定再生機(jī)的工作速度、銑刨拌和深度、碾壓整平工藝等工序.

（2）為了保證達(dá)到要求，不小于97%的壓實(shí)度，應(yīng)確保拌和后的混合料達(dá)到最佳含水量，這樣既有利于壓實(shí)又保證強(qiáng)度.在整個(gè)水泥穩(wěn)定再生基層碾壓的過程，必須進(jìn)行密度檢測［5］.7d后的無側(cè)限強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)文件要求的3.0MPa.

（3）施工時(shí)間應(yīng)控制不得超過3～4h，并不得超過水泥的終凝時(shí)間［6］.

（4）施工缺陷的處理.由于施工時(shí)采用半幅路面施工，施工的縱向接縫和路基邊緣部分容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，這時(shí)需要采用人工挖除及離析的修補(bǔ)［6］.

（5）接縫的處理.縱向接縫的處理：由于施工時(shí)采用半幅路面施工，因此要注意前后半幅施工的搭接，搭接寬度不宜小于20cm，從而保證接縫平順；在再生機(jī)拌和過程中壓路機(jī)靜壓后人工及時(shí)清理路兩邊的雜物；橫向接縫的處理：橫縫應(yīng)縱向搭接5m左右，后一段施工時(shí)，將前段結(jié)束處留下的不規(guī)則部分挖除，橫向接縫前5m布水泥進(jìn)行拌和，可不加水或少加水，壓路機(jī)碾壓密實(shí)，使橫縫接合緊密、平順.盡量減少橫向接縫的數(shù)量.

（6）當(dāng)氣候變化下雨時(shí)，對已經(jīng)攤鋪水泥的再生混合料未經(jīng)壓實(shí)即遭雨淋或超過水泥終凝時(shí)間的混合料應(yīng)全部清除廢棄.

3 冷再生技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）成本低.道路就地冷再生利用了舊的鋪層材料，不僅減少了舊鋪層材料的挖起運(yùn)輸費(fèi)用，而且節(jié)省了新料的購置，節(jié)約能源，降低成本.

（2）效率高.道路就地冷再生機(jī)械施工一次性可以完成銑刨、破碎、添加、拌和及攤鋪，從而簡化了施工程序，縮短施工工期.使用就地冷再生機(jī)械，每天施工可完成5000～8000m2的工作量.

（3）質(zhì)量好.就地冷再生可以根據(jù)不同道路舊鋪層材料的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇不同的添加劑，配比準(zhǔn)確，可以保證再生材料的優(yōu)秀品質(zhì)和施工質(zhì)量，形成施工成型厚而均勻的粘結(jié)層，從而保證了維修后道路的使用期限，使再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當(dāng).

（4）路面高度不變.應(yīng)用原有的施工方法是在原有的舊路面上鋪筑基層與面層，每大修一次道路，路基就會(huì)提高，給公路附近的村民造成不便.而冷再生是在原有的路面上進(jìn)行刨銑、拌和、碾壓，不會(huì)提高路面高度.

（5）污染少.使用傳統(tǒng)的道路維修方法，瀝青路面廢棄量十分巨大，對環(huán)境造成污染，大量新材料的開采，也會(huì)造成資源減少和環(huán)境的破壞.采用冷再生技術(shù)則可避免上述問題.由于舊料得以充分再生利用，從而大大減少了新筑路材料的開采量；也不存在舊料的運(yùn)輸與存放問題，是一項(xiàng)綠色環(huán)保技術(shù).它不僅可以節(jié)約大量投資，更有利于環(huán)境保護(hù)，因此被人們稱之為“綠色”施工技術(shù).

4 冷再生技術(shù)的效益分析

4.1 節(jié)約能源，降低公路維修成本

公路冷再生施工技術(shù)能很好地利用廢舊瀝青混合料，節(jié)省大量的原材料——砂石料，減少大量的能源消耗，降低公路維修與養(yǎng)護(hù)的成本，為今后的公路養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用的降低提供一個(gè)新的技術(shù)手段［7］.

4.2 保護(hù)生態(tài)環(huán)境，造福人類

舊瀝青路面冷再生技術(shù)循環(huán)利用舊路材料中的砂石材料，減少了開采砂、石料，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，保護(hù)了人類的林地與耕地，造福人類［7］.

5 結(jié)語

我國大量的道路進(jìn)入大修階段，現(xiàn)場舊瀝青混凝土材料冷再生技術(shù)，具有節(jié)省原材料、縮短工期、不必中斷交通、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn).施工更便捷也環(huán)保，提高了舊路改造的質(zhì)量，在瀝青路面大修工程中將會(huì)更加廣泛的應(yīng)用.

［1］張啟東，張東謀.全深式就地冷再生基層施工技術(shù)分析［J］.山西建筑，2013，（21）：168－170.

［2］張波，王新育.瀝青路面冷再生技術(shù)在G108大修工程中的應(yīng)用研究［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2008，（9）：147－149.

［3］張旭.就地冷再生技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)工程中的運(yùn)用［J］.科技信息，2011，（21），327－328，349.

［4］鄭彩英.水泥就地冷再生在干線公路養(yǎng)護(hù)大、中修工程中的應(yīng)用［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012，（3）：149－152.

［5］劉文定.冷再生技術(shù)在舊路改造中的應(yīng)用［J］.科技致富向?qū)В?011，（8）：302－303，153.

［6］劉立峰，秦文廣，李志宏.基層冷再生技術(shù)在公路大修中的應(yīng)用［J］.河南建材，2007，（3）：41－42.

［7］侯佩佩，席海燕.淺析冷再生技術(shù)在公路大修中的應(yīng)用及其技術(shù)效益［J］.科技致富向?qū)В?012，（11）：359，419.

（責(zé)任編校：晴川）

Research on Cold Regeneration Technology of Old Asphalt Pavement M aterials

CHEN Jinhua
（Department of Construction Engineering，F(xiàn)ujian Chuanzheng Communications College，F(xiàn)ujian Fuzhou 350007，China）

Cold regeneration technology is a new type of advanced building technology during the large asphalt pavementmaintenance. The papermainly introduces the advantages，construction technique and attentions of this technology，which will supply some experience for the construction practice.

asphalt pavement；cold regeneration；construction technology

TU57

A

1008－4681（2014）05－0038－03

2014－08－12

陳晉華（1972－），女，福建福州人，福建船政交通職業(yè)學(xué)院建筑工程系講師，碩士.研究方向：道路工程.