瀝青路面冷再生技術(shù)在公路大修中的應(yīng)用

閆智楊

（石家莊公路橋梁建設(shè)集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

近年來，許多道路路面病害層出不窮，這些道路主要是面層和基層破損嚴(yán)重，但是路基較為完整，需要進行較大工作量的修理。冷再生技術(shù)是將舊瀝青路面結(jié)構(gòu)銑刨后加入水泥、粉煤灰、碎石集料、舊瀝青材料組成混合料，經(jīng)拌和、攤鋪、壓實成型，充分利用舊瀝青材料，節(jié)約資源[1]。本文依托具體工程，在試驗路段采用不同碎石級配和水泥用量制備混合料進行攤鋪施工，并結(jié)合冷再生施工工藝，研究不同碎石級配和水泥用量對路面冷再生技術(shù)施工質(zhì)量的影響。

1 原材料

1.1 水泥

瀝青路面冷再生技術(shù)中新拌和料中水泥主要起到黏結(jié)作用，因此水泥質(zhì)量是否符合施工要求尤為重要，本文對試驗路段所用水泥進行性能檢測，優(yōu)選符合冷再生技術(shù)施工要求的水泥。

1.2 粉煤灰

粉煤灰作為填料不僅可以提高新拌和料穩(wěn)定性能，還可以提高新拌和料后期強度與耐久性。本文對試驗路段所用粉煤灰進行性能檢測，優(yōu)選符合冷再生施工技術(shù)要求的粉煤灰。

1.3 碎石

本文為探究不同撒布碎石級配對路面冷再生技術(shù)施工質(zhì)量的影響，本文選用花崗巖作為集料碎石，并通過試驗對各項性能指標(biāo)進行檢測。

2 工程實例

2.1 工程概況

某瀝青路面位于西北山區(qū)地段，起點樁號為K200+000，終點樁號為K220+200，全線長20.2km，該高速公路自2005年建成已經(jīng)使用了15年，對該條道路檢測發(fā)現(xiàn)水穩(wěn)基層承載能力較好，路表出現(xiàn)較多嚴(yán)重裂縫和深度較深的車轍，對于基層結(jié)構(gòu)強度較為完整，但面層損壞嚴(yán)重的路面，決定使用水泥冷再生技術(shù)進行維修。原公路路面結(jié)構(gòu)為5cm中粒式瀝青混凝土+2cm瀝青石屑+3cm中粒式瀝青混凝土+16cm石灰穩(wěn)定碎石+20cm天然砂礫；再生公路路面結(jié)構(gòu)為4cmAC-13細粒式混凝土+1cm改性乳化瀝青黏層（0.5kg/m2）+5cmATB-25瀝青穩(wěn)定碎石+2cm改性乳化瀝青黏層（1.0kg/m2）+20cm水泥冷再生基層。

2.2 施工工藝

（1）準(zhǔn)備工作

首先通過試驗檢測水泥、粉煤灰、碎石等原材料的各項性能指標(biāo)，保證每個原材料使用質(zhì)量滿足施工要求，選取該公路K210+000—K210+800作為水泥冷再生技術(shù)施工的試驗路段，對原路面5cm的瀝青路面上面層進行挖除工作，并進行清掃，保證面層工作面整潔[2]。

（2）級配設(shè)計

冷再生混合料級配影響路面強度、抗滑能力等路用性能，為探究混合料級配對再生路面路用性能的影響，本文選用三種不同混合料級配，并以2.36mm篩孔通過率作為冷再生混合料級配關(guān)鍵尺寸，級配1∶2.36mm篩孔通過率為20.9%，級配2∶2.36mm篩孔通過率為9.0%，級配3∶2.36mm篩孔通過率為5.1%，探究級配2.36mm篩孔通過率對冷再生混合料性能的影響。

選取該公路K210+000—K210+300作為水泥冷再生技術(shù)施工的試驗路段，將300m的試驗路段平均分成3段，級配1、級配2、級配3攤鋪試驗路段A、B、C，三種不同混合料碎石級配表如表1所示。

表1 三種不同混合料級配表

（3）再生銑刨與壓實施工

舊路面清掃工作完成后，銑刨舊路面5m的中粒式瀝青混合料，銑刨施工后期需要控制銑刨速度不宜過快，過快會對路面結(jié)構(gòu)造成破壞，銑刨時及時檢查銑刨深度、寬度是否滿足施工要求，不允許銑刨超過5cm的路面結(jié)構(gòu)，將銑刨的混合料進行檢測，滿足施工規(guī)范要求后，再加入再生劑，制備冷再生混合料進行施工。

冷再生混合料制備完成后，對攤鋪機進行預(yù)熱處理，攤鋪機預(yù)熱溫度應(yīng)該控制在120℃，沒有達到120℃不允許進行攤鋪施工，攤鋪施工應(yīng)注意松鋪厚度控制8cm，攤鋪機應(yīng)勻速行駛，速度控制在3km/h，不允許出現(xiàn)速度過快導(dǎo)致松鋪厚度不均勻的現(xiàn)象，否則碾壓施工時，路面厚度不均勻。

碾壓施工完成后，進行壓實施工，初壓工作中壓實速度控制在1km/h，靜壓3遍；復(fù)壓工作中壓實速度控制在1.5km/h，重壓5遍；終壓速度控制在1.5km/h，靜壓2遍。碾壓成型后采用核子密度儀對基層壓實度進行檢測判別是否滿足規(guī)范要求[3]。碾壓成型后再進行養(yǎng)護處理。

2.3 性能檢測

（1）碎石級配

為探究級配2.36mm篩孔通過率對冷再生混合料性能的影響，本文選取該公路K210+000—K210+300作為試驗路段，采用2.36mm篩孔通過率為20.9%、9.0%、5.1%三種級配制備混合料攤鋪試驗路段，竣工后，在試驗路段輪跡帶處隨機鉆芯取樣，采取5個試樣，試樣尺寸為直徑10cm，高度8.50cm，在室內(nèi)進行車轍試驗和無限抗壓強度試驗，檢測動穩(wěn)定度和無限抗壓強度，檢測結(jié)果如表2所示。

表2 試驗路段7d無側(cè)限抗壓強度值和動穩(wěn)定度記錄表

圖1 級配與試件限抗壓強度值和動穩(wěn)定度關(guān)系圖

由表4可知，級配1試件2.36mm篩孔通過率為20.9%抗壓強度為9.28MPa，動穩(wěn)定度為3971次/mm，級配2試件2.36mm篩孔通過率為9.0%，抗壓強度減小率為19.2%，動穩(wěn)定度減小率為10.9%，級配3試件2.36mm篩孔通過率為5.1%，抗壓強度減小率3.7%，動穩(wěn)定度減小率14.3%，混合料級配1的試驗路段抗壓強度、動穩(wěn)定度最好。對級配2.36mm篩孔通過率與無側(cè)限抗壓強度極限線性分析：y=-1.03x+10.06、R2=0.8498，無側(cè)限抗壓強度隨著級配2.36mm篩孔通過率減少而逐漸減?。粚壟?.36mm篩孔通過率與動穩(wěn)定度線性分析：y=-470x+4462.3、R2=0.9939，試件動穩(wěn)定度隨著級配2.36mm篩孔通過率減少而逐漸減小，這是由于級配2.36mm篩孔通過率較多時，有較多細集料填充骨料空隙，增加混合料整體穩(wěn)定性，因此可以適當(dāng)提高混合料級配2.36mm集料占比，提高再生路面強度和高溫穩(wěn)定性能

（2）水泥用量

為研究不同水泥用量對水泥冷再生技術(shù)施工質(zhì)量的影響，本文在選取該公路K210+300—K210+800作為試驗路段，本文選用五種水泥用量3%、3.5%、4%、4.5%、5%制備混合料攤鋪試驗路段D、E、F、G、H，竣工后，在試驗路段輪跡帶處隨機鉆芯取樣，采取5個試樣，在室內(nèi)進行車轍試驗，檢測其動穩(wěn)定度，檢測結(jié)果如表3所示。

表3 試驗路段動穩(wěn)定度記錄表

由圖2可知，試驗路段D水泥劑量為3%動穩(wěn)定度為3050次/mm，試驗路段E水泥劑量為3.5%動穩(wěn)定度增加率為21.2%，試驗路段F水泥劑量為4%動穩(wěn)定度增加率為7.4%，試驗路段G水泥劑量為4.5%動穩(wěn)定度增加率為12.7%，試驗路段H水泥劑量為5%動穩(wěn)定度增加率為18.8%，水泥劑量為5%時試驗路段動穩(wěn)度最大為5318次/mm，水泥用量與試驗路段動穩(wěn)定度進行線性分析：y=531.5x+2507.9，R2=0.972，水泥用量增加，試驗道路動穩(wěn)定度隨之增加。因此路面冷再生技術(shù)在瀝青路面施工過程中，適量增加水泥用量，提高道路高溫穩(wěn)定性能。

圖2 水泥用量與試驗路段動穩(wěn)定度關(guān)系圖

3 結(jié)語

瀝青路面冷再生技術(shù)已經(jīng)在道路維修養(yǎng)護中廣泛運用。故本文依托工程實例，在試驗路段使用不同水泥用量和級配碎石制備混合料進行攤鋪施工，探究這兩個因素對公路大修施工質(zhì)量的影響，研究結(jié)果表明：

（1）使用碎石級配1的試驗路段強度、高溫穩(wěn)定性能最好；

（2）可以適當(dāng)增加撒布碎石中2.23mm碎石占比；

（3）水泥用量為5%時，路面性能最好。