瀝青舊路面冷再生施工試驗(yàn)研究

王濤 馮秀棟

摘要：舊瀝青路面就地冷再生技術(shù)為科學(xué)合理地進(jìn)行舊路改造找到一種新的途徑，試驗(yàn)是冷再生施工的基礎(chǔ)，直接影響著施工質(zhì)量。本文介紹了瀝青舊路面冷再生技術(shù)與設(shè)計(jì)，分析了瀝青舊路面冷再生施工試驗(yàn)，并以實(shí)際工程為例對(duì)其進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：舊路面；冷再生；試驗(yàn)

一、瀝青舊路面冷再生技術(shù)與設(shè)計(jì)

（一）瀝青舊路面冷再生技術(shù)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的水泥冷再生技術(shù)，主要是利用水泥冷再生舊瀝青混凝土和部分基層材料，加入部分新骨料或細(xì)集料，并按一定比例加入一定量的添加劑和適量的水，在自然環(huán)境溫度下連續(xù)完成舊路面的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型，重新形成基層或底基層的一種工藝方法。

舊瀝青混凝土材料冷再生利用基層常用的兩種形式為：場(chǎng)拌冷再生和現(xiàn)場(chǎng)冷再生。場(chǎng)拌冷再生是先通過路面銑刨機(jī)銑刨后，經(jīng)過破碎篩分機(jī)、再生拌和機(jī)對(duì)舊油石進(jìn)行拌和處理，再由路面攤鋪機(jī)和壓路機(jī)攤鋪，碾壓得到穩(wěn)定的基層。現(xiàn)場(chǎng)冷再生是直接在舊路上均勻鋪撒水泥等添加劑和骨料，通過專業(yè)的拌和設(shè)備進(jìn)行拌和，然后進(jìn)行刮平碾壓得到穩(wěn)定的基層。

（二）瀝青混凝土路面冷再生的設(shè)計(jì)方法

冷再生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論上是以雙圓均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系為基礎(chǔ)，考慮了層間接觸條件的影響，同時(shí)進(jìn)行各層頂面彎沉值計(jì)算與層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算。

1、舊路試驗(yàn)調(diào)查

冷再生技術(shù)適用于大部分瀝青混凝土舊路大修與改建工程。首先需要對(duì)舊路進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，主要包括以下內(nèi)容：

（1）對(duì)舊路結(jié)構(gòu)和歷年修補(bǔ)改造情況進(jìn)行調(diào)查，并對(duì)沿線進(jìn)行觀察，以了解舊路的表面狀況，包括變形、裂縫、邊緣破壞及路面構(gòu)造等。

（2）對(duì)路段內(nèi)的交通量進(jìn)行調(diào)查分析，包括年平均日交通量、重型交通所占比例、每個(gè)重型車輛所相當(dāng)?shù)摹爱?dāng)量軸載的數(shù)量”及交通量增長(zhǎng)率等。

（3）對(duì)舊路進(jìn)行彎沉檢測(cè)，以分析舊路的破壞狀況和承載能力，確定重復(fù)利用舊路基層進(jìn)行冷再生的必要性。

（4）對(duì)舊路結(jié)構(gòu)層進(jìn)行鉆芯取樣，一般尺寸為10×20cm，以確定舊路瀝青混凝土層的厚度、基層厚度及各層材料的工程特性。

對(duì)取樣的舊路材料充分破碎，最大粒徑為40mm，經(jīng)充分破碎的舊瀝青混凝土路面材料中的瀝青已經(jīng)不明顯存在，形成含有不同粒徑的骨料。對(duì)破碎的混合料進(jìn)行篩分，得出其每一篩孔尺寸的通過率，可以準(zhǔn)確得到4.75mm以上的粒料所占的比重。

2、材料組成設(shè)計(jì)

通過試驗(yàn)分析，我們認(rèn)為冷再生層的性能與混合料級(jí)配有著顯著而密切的關(guān)系。如若舊料中4.75mm以上的粒料含量過低（<40%），則需加入部分級(jí)配的新骨料；若舊料中4.75mm以上的粒料含量過高（>80%），則會(huì)導(dǎo)致細(xì)料（特別是<0.6mm的集料）對(duì)空隙的填充不足，混合料強(qiáng)度偏低，則需在冷再生混合料中加入部分級(jí)配的細(xì)集料，以便形成具有良好級(jí)配的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，提高混合料的強(qiáng)度。但這無疑都會(huì)提高冷再生結(jié)構(gòu)層的造價(jià)，需與新建的結(jié)構(gòu)層進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較以后再實(shí)施。通過大量的實(shí)驗(yàn)分析，可以得到綜合性能較優(yōu)的推薦級(jí)配范圍。

二、瀝青舊路面冷再生試驗(yàn)

（一）強(qiáng)度

因?yàn)榕f道路材料當(dāng)中有部分的原瀝青料成分、大量的二灰，做成的樣品的強(qiáng)度會(huì)有很大程度的波動(dòng)，差異性會(huì)隨之很大，為了保障工程的質(zhì)量，必須要選擇水泥的劑量大的那一組來進(jìn)行施工。所以對(duì)于冷再生配比的計(jì)算當(dāng)中，怎么選擇有代表性的樣品以及怎么樣降低強(qiáng)度的波動(dòng)性成為了研究的重中之重。在施工的準(zhǔn)備階段要適當(dāng)?shù)丶哟笤囼?yàn)的頻率，經(jīng)過較大幅度地試驗(yàn)可以選擇出最優(yōu)的配比情況。

（二）施工中試驗(yàn)

施工的過程中的主體試驗(yàn)是，含水量的控制以及水泥的劑量測(cè)定。含水量的控制試驗(yàn)：為能快速地獲得施工中的含水量，一般采取的方法是燃燒法來測(cè)定水的含量。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)到的水的含量要比實(shí)際的水的含量大，經(jīng)過分析得出，破碎的材料當(dāng)中，有部分的瀝青已經(jīng)被燃燒掉了，所以，要在施工以前經(jīng)過很多回的試驗(yàn)才能確定用燃燒法和烘干的方法，所得出的水的含量比例的關(guān)系，一般采用的烘干方法，需要低溫來烘干，而不是高溫烘干法。水泥的劑量測(cè)定試驗(yàn)：為在施工中檢測(cè)發(fā)現(xiàn)水泥的劑量要比設(shè)定劑量大，超出了所要考慮的損耗指標(biāo)，經(jīng)過分析得出破碎的材料當(dāng)中有石灰的成分，這樣會(huì)影響滴定出來的結(jié)果。之后再對(duì)沒有加入水泥破碎的材料來進(jìn)行滴定試驗(yàn)，就測(cè)出了比較標(biāo)準(zhǔn)的劑量。所以，施工之前要對(duì)破碎的材料來進(jìn)行滴定試驗(yàn)，從而確定數(shù)據(jù)。

（三）完工后的檢測(cè)

完工后的檢測(cè)，為壓實(shí)度的檢測(cè)、強(qiáng)度的檢測(cè)以及彎沉的檢測(cè)。這當(dāng)中強(qiáng)度的檢測(cè)、彎沉的檢測(cè)都是和常規(guī)的檢測(cè)一樣，但是壓實(shí)度的檢測(cè)因?yàn)榕f的材料有所變異，在檢測(cè)中會(huì)頻繁地得出壓實(shí)度超過高或過低的現(xiàn)象，在大面積的施工過程中這種表現(xiàn)會(huì)尤為明顯。由此可見，對(duì)于壓實(shí)度的檢測(cè)，以純理論數(shù)據(jù)來判定它的合格程度顯然是不可行的，所以要采取控制形式的壓實(shí)遍數(shù)方法控制壓實(shí)度，數(shù)據(jù)可以由試驗(yàn)總結(jié)來獲取。必要的時(shí)候也可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的取樣、對(duì)比、分析。

三、瀝青舊路面冷再生施工試驗(yàn)應(yīng)用

（一）工程概況

某地方道路改善土建工程A至B段全長(zhǎng)60.228108公里。本標(biāo)段為第一標(biāo)段，樁號(hào)為K0+000-K20+000，長(zhǎng)20km。原老路面結(jié)構(gòu)層為4cm瀝青碎石+20cm二灰碎石基層，現(xiàn)老路總體破壞特征為網(wǎng)裂、沉陷、坑槽等病害，經(jīng)過對(duì)老路面病害修補(bǔ)后，決定對(duì)老路面做一層18cm厚冷再生底基層，從而使底基層結(jié)構(gòu)整體化。2012年8月31日本標(biāo)段對(duì)K19+800—K20+000段左幅進(jìn)行了冷再生基層試驗(yàn)段施工，在施工中嚴(yán)格按照冷再生施工工藝及指導(dǎo)意見要求進(jìn)行施工。

（二）試驗(yàn)

在試驗(yàn)段開工前，項(xiàng)目部確定了施工機(jī)械的機(jī)型，完善了各種機(jī)械的配套組合及施工人員的配備，完成了施工中各種參數(shù)的選定，現(xiàn)將試驗(yàn)段的各項(xiàng)指標(biāo)總結(jié)如下：

1、確定最佳乳化瀝青用量

采用馬歇爾擊實(shí)儀50次雙面擊實(shí)試件，將試件連同試模一起側(cè)放在60℃的鼓風(fēng)烘箱中養(yǎng)生48h，將試模從烘箱中取出，乳化瀝青試樣應(yīng)立即放置到馬歇爾擊實(shí)儀上，雙面各擊實(shí)25次，在室溫下冷卻至少12h，然后脫模。試件按照我國(guó)瀝青路面再生規(guī)范進(jìn)行路用性能的評(píng)價(jià)試驗(yàn)。

2、性能驗(yàn)證

（1）馬歇爾試驗(yàn)

試件分成兩組，每組3個(gè)平行試件，一組浸泡在40℃的恒溫水浴中1h后進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)；另一組在25℃恒溫水浴中浸泡23h，再放入40℃恒溫水浴中1h后測(cè)其馬歇爾穩(wěn)定度。

（2）劈裂試驗(yàn)

試件分成兩組，每組3個(gè)平行試件，一組浸泡在15℃恒溫水浴中1h后測(cè)其劈裂強(qiáng)度；另一組在25℃恒溫水浴中浸泡23h，再放入15℃恒溫水浴中1h后測(cè)其浸水劈裂強(qiáng)度，

（3）凍融劈裂試驗(yàn)

將養(yǎng)生好的一組試件以標(biāo)準(zhǔn)的飽水試驗(yàn)方法真空飽水，再放入塑料袋中加入約10ml水，扎緊袋口，將試件放入-18℃的冰箱保持16h，取出試件立即放入60℃的恒溫水槽中，撤去塑料袋保溫24h。將兩組試件全部浸入溫度25℃的恒溫水槽中2h后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)。

3、最佳生產(chǎn)工藝確定

采用劈裂強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，確定室內(nèi)試驗(yàn)推薦的最佳乳化瀝青用量、水泥含量、預(yù)濕水的用量。

乳化瀝青冷再生混合料性能的試驗(yàn)結(jié)果和技術(shù)要求如表1所示。

參考文獻(xiàn)：

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