瀝青路面冷再生技術(shù)在基層施工中的技術(shù)分析

于健

（德州市公路事業(yè)發(fā)展中心平原分中心，山東 德州 253100）

隨著交通量的增加，瀝青路面早期損壞嚴(yán)重，我國(guó)修建的許多高等級(jí)路面都陸續(xù)出現(xiàn)了車轍等病害，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)管理也因此受到關(guān)注。瀝青路面在已建成高等級(jí)路面中占比較大，舊瀝青路面材料廢氣量每年達(dá)200多萬(wàn)噸，僅采用拋棄的處理方式會(huì)占用大量土地，造成材料浪費(fèi)。采用再生技術(shù)利用舊路面材料符合可持續(xù)發(fā)展的理念，而且冷再生技術(shù)是新興的路面維修改造方法，具有節(jié)約自然資源，提高路面結(jié)構(gòu)層質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，研究瀝青路面冷再生施工技術(shù)應(yīng)用對(duì)指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要意義。

一、瀝青路面冷再生技術(shù)概述

冷再生技術(shù)是綠色環(huán)保技術(shù)，可解決路面開(kāi)裂等問(wèn)題。冷再生技術(shù)將瀝青路面銑刨后組成新的路面，通過(guò)重新發(fā)揮膠凝材料功效恢復(fù)老化瀝青黏結(jié)性[1]，具有方便快捷的特點(diǎn)，因此得到大量應(yīng)用。

路面基層冷再生技術(shù)原理是按設(shè)計(jì)要求加入水泥等外加材料，就地完成舊路破碎拌和碾壓等。現(xiàn)場(chǎng)冷再生可修復(fù)原有路面車轍導(dǎo)致的路面塊狀開(kāi)裂等問(wèn)題，瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生施工把路面通過(guò)改造變成新的路基，把再生層作為底基層使用，導(dǎo)致改造后路面標(biāo)高增加。相比傳統(tǒng)改造方法，冷再生技術(shù)對(duì)公路改造具有很多優(yōu)勢(shì)，例如施工效率高、成本較低、有利于環(huán)保等方面。改造中就地利用原有路面建材，可以省略挖掘等工作，可使利用原有路面材料，再生層厚度增大、成本降低[2]。此外，現(xiàn)場(chǎng)冷再生在平常溫度下施工，對(duì)嚴(yán)重坑槽需預(yù)處理，確?，F(xiàn)場(chǎng)冷再生一次性通過(guò)，提高施工生產(chǎn)效率。

20世紀(jì)70年代石油危機(jī)爆發(fā)，美國(guó)將瀝青再生技術(shù)列為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，80年代美國(guó)回收瀝青混合料占路用材料的1/2。德國(guó)較早將瀝青混凝土再生料應(yīng)用于公路維修，1998年我國(guó)引進(jìn)首臺(tái)冷再生機(jī)，使用專用機(jī)械銑刨舊路面結(jié)構(gòu)層，將新混合料攤鋪在路面形成新結(jié)構(gòu)層，節(jié)約大量瀝青等原材料，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

二、瀝青路面冷再生技術(shù)工藝

瀝青混凝土冷再生技術(shù)需要符合施工規(guī)范要求。首先要準(zhǔn)備路面冷再生材料，在再生路面上鋪蓋磨耗層，其次施工需根據(jù)路面損壞度取樣獲取級(jí)配曲線，最后計(jì)算水泥與舊路面可再生材料比值，確定瀝青路面最佳含水量。

瀝青混凝土路面冷再生材料準(zhǔn)備完成后，確定路面再生幅數(shù)。要確定合理的再生幅數(shù)保證利用混合料完成再生。沿作業(yè)面縱向解封保證相接作業(yè)面接縫連續(xù)，利用再生機(jī)破碎要保證拌和灑水，利用平面地機(jī)刮平。需要用塑料薄膜覆蓋再生層，養(yǎng)生期大于7d，達(dá)到冷再生強(qiáng)度后開(kāi)放交通[3]。應(yīng)用瀝青路面冷再生技術(shù)分析舊路面情況，采用不同取料實(shí)驗(yàn)測(cè)算數(shù)據(jù)。

圖1 施工工藝流程

冷再生技術(shù)能有效改善工程施工條件，利用再生機(jī)按比例加入定量膠結(jié)材料，可高效解決路面開(kāi)裂問(wèn)題，施工工藝簡(jiǎn)單；施工中充分利用原路面材料，可節(jié)省工程成本，不必挖除原路面結(jié)構(gòu)，降低施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度；能提高基層承載力，減少路面結(jié)構(gòu)破壞，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較大損害。

三、瀝青路面冷再生在基層施工中的應(yīng)用

某段環(huán)城高速公路長(zhǎng)15.3km，原路面結(jié)構(gòu)上下為2cm細(xì)粒、20cm厚二灰碎石基層。路面出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，采用冷再生技術(shù)修補(bǔ)瀝青路面。為保證工程質(zhì)量，工程應(yīng)用工藝為：材料準(zhǔn)備、基礎(chǔ)整平、攤鋪水泥、定型養(yǎng)生。冷再生結(jié)構(gòu)骨料主要源于瀝青混凝土面層，工程要求骨料粒徑大于5mm。選取強(qiáng)度等級(jí)為32.5的硅酸鹽水泥[4]，配合比由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)確定為5.8%。

表1 PO.32.5水泥指標(biāo)

工程采用Wirtgen2500型冷再生機(jī)對(duì)路面銑刨處理，根據(jù)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在刨銑中安排專人實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并采用掛線測(cè)量法控制高程。對(duì)舊路整平處理后需調(diào)整含水量，冷處理最佳含水量為9.5%。灑水量高于最佳含水量1.0%，灑水量為：

L=100T/w×h×(k+1-k0)×d

其中，w為路幅寬度(m)，T為灑水車載水量(kg)，d為最大干容重(kg/m)；k0為最佳含水量（%）。冷再生技術(shù)水泥添加方式包括利用再生機(jī)攤鋪、利用專用水泥攪拌車攤鋪；工程選擇二次拌和水泥與混合料結(jié)合方法攤鋪，將單位體積水泥導(dǎo)入畫出框線內(nèi)，工序禁止在大風(fēng)天氣作業(yè)，每袋水泥攤鋪面積為：

N=100G/h×d×（t+1）

其中，t為理論水泥用量；G為每袋水泥重量kg。

表2 配合比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 冷再生混合料擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

水泥攤鋪利用方格網(wǎng)法，使用水泥劑量為25t/1000m，確定水泥擺放行數(shù)，最后均勻攤鋪水泥。碾壓中先輕后重，初步使用YZ18振動(dòng)壓路機(jī)穩(wěn)壓，最后使用20t胎壓路機(jī)碾壓兩遍，碾壓軸需從路邊向中間碾壓。終壓完成時(shí)間控制在水泥終凝時(shí)間內(nèi)，測(cè)量壓實(shí)度，冷再生機(jī)平均速度控制在6m/min，路段作業(yè)時(shí)間控制在4.5h。利用潮濕帆布覆蓋路面養(yǎng)生，保證覆蓋材料潮濕度[5]。

水泥攤鋪后二次拌和，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拌和深度，利用輕型膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓，先使用耙子耙送表層5cm，去除混合料后整平。二次拌和時(shí)混合料含量少，應(yīng)補(bǔ)充水分。不同作業(yè)段銜接采取合理搭接方法，橫向接縫平滑順治，上施工段預(yù)留5m不碾壓，最佳碾壓含水量應(yīng)比最佳含水量大1%。利用灌砂法跟蹤檢測(cè)壓實(shí)度，攤鋪水泥前檢查舊路狀態(tài)，保證再生后路基強(qiáng)度符合要求。通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定現(xiàn)場(chǎng)混合料干密度，通過(guò)方格網(wǎng)劃分標(biāo)定水泥用量，壓實(shí)度采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)計(jì)算值。

四、結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)舊路路面施工采用廢棄處理方式、浪費(fèi)資源，冷再生作為新興施工技術(shù)，完全利用廢舊材料、減少環(huán)境污染，為舊路更新改造提供了新途徑。目前，瀝青路面再生技術(shù)可參考經(jīng)驗(yàn)較少，應(yīng)對(duì)完成再生的公路實(shí)施跟蹤測(cè)試，深入分析再生劑選用，探討各種自然因素對(duì)再生瀝青路面質(zhì)量影響，為冷再生技術(shù)的大面積推廣提供參考。