高速公路維修中乳化瀝青冷再生施工技術(shù)的應(yīng)用

李星星

岳陽(yáng)市107國(guó)道建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心，湖南岳陽(yáng) 414000

高速公路養(yǎng)護(hù)維修的方法有很多，其中乳化瀝青冷再生屬于冷再生技術(shù)范疇，在瀝青路面病害處理施工中十分常用，是一種成熟、簡(jiǎn)單、效果明顯的公路維修技術(shù)。

1 乳化瀝青冷再生混合料設(shè)計(jì)

1.1 初始級(jí)配的確定

廠拌混合料的級(jí)配一般可分成粗型與中型兩種，考慮到保證路面強(qiáng)度，實(shí)際工程常用粗型，因?yàn)榇旨现g能產(chǎn)生嵌擠作用，可增大內(nèi)摩擦角。對(duì)舊銑刨料進(jìn)行篩分試驗(yàn)后可得，為使混合料成型后具有足夠強(qiáng)度，需要加入一定量的新料來(lái)對(duì)級(jí)配進(jìn)行改善。

1.2 含水量的確定

含水量達(dá)到最佳是使混合料強(qiáng)度及壓實(shí)度滿足要求的先決條件。按照現(xiàn)行規(guī)程的要求，可采用擊實(shí)試驗(yàn)的方法來(lái)確定含水量。乳化瀝青的摻加量初步確定為4%，含水量以0.5%的幅度于3%～6%范圍內(nèi)變化，以此確定7個(gè)試驗(yàn)混合料含水量。目標(biāo)、生產(chǎn)配比設(shè)計(jì)分別采用以下公式計(jì)算外摻水量：

式（1）、（2）中，Wa—外摻水量；W—總含水量；B—瀝青加熱前的總重；B'—瀝青加熱后的總重；WRAP—舊銑刨料的含水量[1]。

根據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果，在開始時(shí)，含水量越大，干密度越高，由于新、舊料之間的空隙，在吸水后會(huì)填充集料毛細(xì)孔，使細(xì)集料更好粘結(jié)，易于擊實(shí)，干密度有所提高；但含水量不斷增加，會(huì)使集料被水黏附，導(dǎo)致壓實(shí)難度增大。因此，需要確定一個(gè)最佳含水量。

1.3 瀝青用量的確定

以最佳含水量為依據(jù)，對(duì)不同瀝青用量的混合料進(jìn)行強(qiáng)度與空隙率試驗(yàn)，以此確定瀝青的最佳用量。在試驗(yàn)中，試件成型后放入常溫環(huán)境下進(jìn)行養(yǎng)生，24h后對(duì)其空隙率進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果即可確定最佳的瀝青用量范圍，一般在3%～5%范圍內(nèi)。對(duì)另一組試件進(jìn)行養(yǎng)生后，測(cè)定其劈裂強(qiáng)度，根據(jù)測(cè)定結(jié)果在3%～5%范圍內(nèi)縮小用量取值，最終得出最佳用量[2]。

1.4 設(shè)計(jì)結(jié)果

以某高速公路維修工程為例，按照以上方法對(duì)乳化瀝青冷再生混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)結(jié)果為：粗銑刨料：細(xì)銑刨料：新料：礦粉：瀝青：水=40.2：38：17：3：4.3：4.2。

1.5 混合料性能檢驗(yàn)

1.5.1 水穩(wěn)性

按上述配合比制作標(biāo)準(zhǔn)試件，用于凍融劈裂試驗(yàn)，以驗(yàn)證混合料的水穩(wěn)性。經(jīng)試驗(yàn)可知，按以上配合比生產(chǎn)的試件，其TSR值達(dá)85.2%，符合規(guī)范不低于70%的要求，說(shuō)明混合料有良好水穩(wěn)性。

1.5.2 高溫穩(wěn)定性

按上述配合比制作標(biāo)準(zhǔn)試件，用于高溫蠕變?cè)囼?yàn)，試驗(yàn)由SPT試驗(yàn)機(jī)完成。為了對(duì)混合料高溫穩(wěn)定性進(jìn)行界定評(píng)估，還采用了AC-25混合料實(shí)施對(duì)比，結(jié)果見圖1。

圖1 混合料與AC-25高溫蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果

由圖1可知，這兩種混合料的荷載重復(fù)施加次數(shù)和微應(yīng)變相互關(guān)系曲線相近，說(shuō)明混合料有與AC-25相當(dāng)?shù)母邷胤€(wěn)定性，可滿足設(shè)計(jì)與施工要求[3]。

2 乳化瀝青冷再生施工工藝

2.1 舊料預(yù)處理

對(duì)舊料進(jìn)行銑刨、破碎與加工后，將粒徑在9.5～19mm范圍內(nèi)的視為粗料，將粒徑在0～9.5mm的視為細(xì)料進(jìn)行堆放，堆放的高度應(yīng)控制在2m以內(nèi)，并要在15d以內(nèi)使用。對(duì)舊料進(jìn)行鏟運(yùn)時(shí)，需要在相同的水平面中進(jìn)行。

2.2 混合料拌和

新、舊料的摻入量采用冷料倉(cāng)進(jìn)行控制。在拌和之前，測(cè)定集料實(shí)際含水量，根據(jù)設(shè)計(jì)確定的配比，依次投加并混合各種原材料。在進(jìn)行攪拌時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)拌和方式進(jìn)行調(diào)整，確保瀝青完全裹住集料。

2.3 混合料運(yùn)輸

混合料拌和完成后應(yīng)在破乳前運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)使用，基于此，拌和站和施工現(xiàn)場(chǎng)之間的距離不能過(guò)遠(yuǎn)，否則將使混合料提前破乳，造成浪費(fèi)。如果環(huán)境條件對(duì)混合料不利，則要在運(yùn)輸前對(duì)車廂進(jìn)行覆蓋。

2.4 混合料攤鋪

采用攤鋪機(jī)配合人工的方法對(duì)混合料進(jìn)行攤鋪，攤鋪機(jī)應(yīng)緩慢、勻速形式，速度控制在2～4m/min范圍內(nèi)。攤鋪時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)做好檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理離析的部位。對(duì)于局部攤鋪機(jī)無(wú)法到達(dá)的部位，應(yīng)由人工進(jìn)行攤鋪，注意和整個(gè)表面保持平齊[4]。

2.5 混合料碾壓

碾壓是混合料成型并形成強(qiáng)度的關(guān)鍵工序，也要在破乳之前完成，混合料碾壓共分為三個(gè)階段，即初壓、復(fù)壓與終壓，各階段壓路機(jī)類型、數(shù)量與組成，碾壓方式、遍數(shù)及速度如表1所示。

表1 各階段壓路機(jī)類型、數(shù)量與組成，碾壓方式、遍數(shù)及速度

此外，在碾壓中相鄰兩個(gè)碾壓帶還要有壓路機(jī)輪寬1/3左右的重疊，以保證碾壓的均勻性，防止漏壓。

2.6 混合料養(yǎng)生

混合料形成一定強(qiáng)度需要一定時(shí)間，在這一過(guò)程中不允許后續(xù)施工，應(yīng)做好交通管制，禁止無(wú)關(guān)人員及車輛進(jìn)入。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)混合料的實(shí)際含水量進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行灑水養(yǎng)生。當(dāng)混合料實(shí)際含水量低于2%時(shí)，即可進(jìn)行后續(xù)施工，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，如果天氣狀況良好，需要連續(xù)養(yǎng)生3～7d。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）乳化瀝青冷再生混合料實(shí)際強(qiáng)度伴隨水分不斷蒸發(fā)與瀝青的破乳不斷提高，通常情況下混合料強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定需要近1年的時(shí)間，若想要加快混合料強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定的速度，可向混合料當(dāng)中摻入一定量的水泥。

（2）在乳化瀝青冷再生混合料設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要重點(diǎn)考慮初始級(jí)配、含水量與瀝青用量，采用試驗(yàn)檢測(cè)的方法結(jié)合工程情況與要求確定最佳配比。同時(shí)，在確定最佳配比以后，還要制作試件進(jìn)行水穩(wěn)性及高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)，以驗(yàn)證混合料能否達(dá)到要求，在必要的情況下還要與其它常用混合料進(jìn)行對(duì)比。

（3）乳化瀝青冷再生施工工藝主要包含以下環(huán)節(jié)：舊料預(yù)處理、混合料拌和、混合料運(yùn)輸、混合料攤鋪、混合料碾壓與養(yǎng)生。每個(gè)環(huán)節(jié)都有不同的要點(diǎn)，需要在實(shí)際施工中予以嚴(yán)格控制，既要嚴(yán)格按照規(guī)程執(zhí)行各項(xiàng)操作，又要做好檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決潛在的問(wèn)題。

（4）乳化瀝青冷再生是一種合理可行的高速公路維修方法，具有能充分利用舊料、適合大面積修補(bǔ)、施工簡(jiǎn)單快速等優(yōu)勢(shì)，在技術(shù)條件允許的情況下，宜優(yōu)先考慮該方法。