瀝青路面冷再生技術(shù)在高速公路施工中的應(yīng)用探討

王新田

江西省交通建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督管理局 江西 南昌 330096

隨著現(xiàn)代化步伐的不斷加快，我國(guó)高速公路的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，高速公路工程本身就是一項(xiàng)大型的建設(shè)項(xiàng)目，無(wú)論是公路建設(shè)環(huán)節(jié)，還是公路后期的維護(hù)工作都會(huì)使用到大量的瀝青材料，原先落后的施工技術(shù)不僅會(huì)造成大量資源的流失，而且由于一些工程部門(mén)對(duì)瀝青廢料的處理不得當(dāng)，導(dǎo)致對(duì)建設(shè)區(qū)域周邊環(huán)境造成了較大程度的污染。當(dāng)前為了能夠避免不必要的瀝青資源的損耗，維護(hù)我國(guó)穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，瀝青路面再生技術(shù)的使用是至關(guān)重要的通過(guò)瀝青路面再生技術(shù)的應(yīng)用，能夠很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)廢棄物的循環(huán)利用效果，從而為我國(guó)節(jié)約了大量的建筑材料和材料成本，所以當(dāng)前的高速公路建設(shè)部門(mén)務(wù)必要注重瀝青路面再生技術(shù)的合理化應(yīng)用。

1 瀝青路面再生技術(shù)的原理及國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況

瀝青路面材料主要是由膠質(zhì)、瀝青以及油分所構(gòu)成的混合物，而在瀝青路面的再生過(guò)程中，主要就是對(duì)油分、膠質(zhì)和瀝青這三種材料進(jìn)行重新的混合，以達(dá)到再生效果。當(dāng)前在高速公路的建設(shè)階段瀝青路面舊料的產(chǎn)生主要是因?yàn)闉r青路面的長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)致材料出現(xiàn)老化、黏度降低而引起的。為了能夠?qū)崿F(xiàn)瀝青舊料的再生，就需要結(jié)合這一情況在舊料中添加新的瀝青或者黏性較弱油料的再生劑，將這些成分進(jìn)行重新的調(diào)配和混合，以達(dá)到對(duì)瀝青舊料的再生效果。瀝青路面的再生技術(shù)其原理與石油調(diào)和瀝青材料的原理相同。不過(guò)，因?yàn)樵谙鄳?yīng)成分重新調(diào)配的階段中含有砂石的干擾，所以與石油調(diào)配瀝青這一工作相比具有一定的缺陷。

1.1 國(guó)外瀝青再生技術(shù)的應(yīng)用

從國(guó)外使用瀝青路面再生技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，瀝青再生技術(shù)的使用已經(jīng)非常廣泛。根據(jù)對(duì)美國(guó)瀝青再生技術(shù)的使用調(diào)查可以看出，美國(guó)瀝青再生技術(shù)與其他國(guó)家相比較為成熟，全國(guó)大部分的瀝青舊料都實(shí)現(xiàn)了循環(huán)再用。根據(jù)對(duì)日本瀝青再生技術(shù)的使用調(diào)查可以看出，瀝青舊料的循環(huán)再生效果已經(jīng)趨于領(lǐng)先地位。以及芬蘭的高速公路的建設(shè)已經(jīng)普遍使用了瀝青再生技術(shù)。

1.2 國(guó)內(nèi)瀝青再生技術(shù)的應(yīng)用

根據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)以前對(duì)瀝青再生技術(shù)的應(yīng)用并不廣泛。從20世紀(jì)七八十年代開(kāi)始我國(guó)在高速公路的建設(shè)階段使用了瀝青再生技術(shù)。但是由于一些高速公路建設(shè)部門(mén)對(duì)瀝青資源的循環(huán)再生沒(méi)有一個(gè)清晰的認(rèn)知，以及環(huán)境保護(hù)觀念低下的問(wèn)題，不僅導(dǎo)致瀝青材料的過(guò)度浪費(fèi)，而且對(duì)我國(guó)自然生態(tài)環(huán)境也造成了嚴(yán)重的污染?，F(xiàn)如今，隨著現(xiàn)代化步伐的不斷加快，人民群眾對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作予以高度重視。我國(guó)高速公路工程部門(mén)響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)的發(fā)展號(hào)召，對(duì)瀝青再生技術(shù)的使用予以了較高的關(guān)注。

為了能夠加快我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的步伐，在20世紀(jì)90年代我國(guó)對(duì)就地?zé)嵩偕夹g(shù)的使用予以了高度的關(guān)注，并引進(jìn)了日本、芬蘭先進(jìn)的地?zé)嵩偕O(shè)備。另外，我國(guó)西安筑路機(jī)械有限公司和德州工程機(jī)械有限公司加大了對(duì)冷再生技術(shù)的研究力度，并且在黑龍江、吉林等地區(qū)使用中取得了很好的反響。

2 高速公路瀝青路面冷再生技術(shù)優(yōu)勢(shì)與類(lèi)型

2.1 冷再生技術(shù)優(yōu)勢(shì)

以下是對(duì)高速公路的建設(shè)階段瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用所產(chǎn)生的積極影響：

(1)與原先傳統(tǒng)的公路施工技術(shù)相比，可以避免不必要的成本損耗。其中，瀝青路面后期的維護(hù)保養(yǎng)工作所產(chǎn)生的成本花費(fèi)占比較大的就是人工費(fèi)用和材料的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用，通過(guò)冷再生技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)r青的舊料進(jìn)行循環(huán)再生，能夠避免不必要的材料成本的消耗。

(2)與原先傳統(tǒng)的公路施工技術(shù)相比，瀝青冷再生技術(shù)可以有效提高高速公路的建設(shè)速度。在以往的高速公路瀝青路面維護(hù)保養(yǎng)工作過(guò)程中涉及了多方面的材料運(yùn)輸、更換等環(huán)節(jié)，會(huì)耗費(fèi)大量的施工時(shí)間。而通過(guò)冷再生技術(shù)的應(yīng)用可以有效簡(jiǎn)化瀝青路面的維護(hù)保養(yǎng)流程，通過(guò)直接對(duì)現(xiàn)有瀝青舊料的循環(huán)再生，就可以及時(shí)進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)的施工操作。并且冷再生設(shè)備能夠在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)銑刨、添加、拌和、攤鋪等操作的高速完成，從而進(jìn)一步提高高速公路的建設(shè)速度，在保證高速公路安全性和穩(wěn)定性的前提下避免不必要的人力成本的損耗。與此同時(shí)，冷再生技術(shù)在降低環(huán)境污染程度方面也具有極高的優(yōu)勢(shì)，對(duì)現(xiàn)有材料的直接循環(huán)利用可以降低粉塵含量。

(3)與原先傳統(tǒng)的公路施工技術(shù)相比，冷再生技術(shù)可以有效提高高速公路的建設(shè)品質(zhì)，因?yàn)槔湓偕夹g(shù)能夠貼合道路路面的力學(xué)特性，通過(guò)相匹配的添加劑的混合可以有效提高瀝青路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，不僅強(qiáng)化了道路路面的性能，而且有效提高了高速公路的建設(shè)品質(zhì)。

(4)與原先傳統(tǒng)的公路施工流程相比，冷再生技術(shù)可以達(dá)到很好的流程簡(jiǎn)化效果，能夠快速實(shí)現(xiàn)銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪等多環(huán)節(jié)操作有序高效的完成。并且冷再生機(jī)械設(shè)備每天可以完成8000平方米的公路建設(shè)，大大提高了高速公路的建設(shè)速度。

2.2 冷再生技術(shù)類(lèi)型

在高速公路的建設(shè)階段被廣泛應(yīng)用到的冷再生技術(shù)根據(jù)所使用的材料不同劃分為兩種類(lèi)型：

(1)泡沫瀝青冷再生技術(shù)。該技術(shù)主要是借助專(zhuān)門(mén)的設(shè)備在建設(shè)區(qū)域進(jìn)行冷銑刨，向?yàn)r青舊料中添加水泥、水以及泡沫瀝青等材料，進(jìn)行均勻的攪拌、壓實(shí)和攤鋪操作，以達(dá)到瀝青舊料的再生效果。由于高速公路的路面會(huì)因?yàn)椴煌獠凯h(huán)境因素的影響而產(chǎn)生路面開(kāi)裂、承載強(qiáng)度下降、路面變形的情況，為了能夠鞏固公路路面結(jié)構(gòu)，可以借助泡沫瀝青冷再生技術(shù)將洗泡料、水泥使用在基層的建設(shè)工作中，提高路面的穩(wěn)定性。

(2)乳化瀝青冷再生技術(shù)。在路面面層銑刨操作結(jié)束后，通過(guò)該技術(shù)的應(yīng)用按比例混合水、乳化瀝青、水泥等材料，并進(jìn)行充分的碾壓和攤鋪，以達(dá)到保障路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與安全、預(yù)防病害問(wèn)題產(chǎn)生的效果。乳化瀝青冷再生技術(shù)在施工方面具有一體化優(yōu)勢(shì)，可以在常溫狀態(tài)下達(dá)到很好的施工品質(zhì)。當(dāng)前在低等級(jí)公路中下層、高速公路的上層施工階段，乳化瀝青冷再生技術(shù)的使用較為廣泛，可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)收益和生態(tài)效益。不過(guò)，由于乳化瀝青再生技術(shù)所使用的材料是普通乳化瀝青，與熱拌瀝青混合料的強(qiáng)度相比較低，導(dǎo)致乳化瀝青再生技術(shù)無(wú)法在高速公路建設(shè)環(huán)節(jié)得到普遍性的應(yīng)用。而如果將添加了改性材料的改性乳化瀝青代替普通乳化瀝青，將可以提高各方面耐高溫、耐低溫、防水性等性能，有效提高高速公路的建設(shè)品質(zhì)。

3 實(shí)例探析高速公路瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程概況

這一工程項(xiàng)目是在2004年建設(shè)完畢開(kāi)始使用的。隨著現(xiàn)代化步伐的不斷加快，該高速公路在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了不同程度的老化、磨損情況，并且由于一些外界環(huán)境因素、氣候問(wèn)題的干擾造成了高速公路路面出現(xiàn)開(kāi)裂、坑槽、車(chē)轍等病害問(wèn)題，大大降低了高速公路路面結(jié)構(gòu)的承載強(qiáng)度和安全性能。當(dāng)前為了能夠進(jìn)一步延長(zhǎng)該高速公路的使用壽命，工程部門(mén)在深入研究后決定采取泡沫瀝青冷再生技術(shù)進(jìn)行改善[1]。

3.2 泡沫瀝青冷再生設(shè)備與再生料配制

施工機(jī)械設(shè)備的選擇：工程部門(mén)需要選擇最大工作寬度和深度為3.048m、0.5m國(guó)內(nèi)的輪胎式就地再生機(jī)械設(shè)備，并準(zhǔn)備兩臺(tái)罐車(chē)：一臺(tái)罐車(chē)主要進(jìn)行水源的供給，另一臺(tái)罐車(chē)進(jìn)行泡沫瀝青的供給。另外，還設(shè)置了雙鋼輪、單鋼輪壓路機(jī)以及膠輪壓路機(jī)。

再生料的制作：在泡沫瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用階段，需要嚴(yán)格按照配合比要求進(jìn)行冷再生料的制作，其中施工人員需要采用隨機(jī)抽取的方式進(jìn)行再生料樣品的選擇。根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，合理規(guī)劃瀝青的用量和集料級(jí)配。另外，根據(jù)高速公路路面的性能指標(biāo)要求和經(jīng)濟(jì)性原則合理進(jìn)行基質(zhì)瀝青的選擇，通過(guò)擊實(shí)試驗(yàn)確定泡沫瀝青的含水量。以及利用劈裂試驗(yàn)、最佳油石比試驗(yàn)，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的材料混合比[2]。

3.3 泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)要點(diǎn)

3.3.1 機(jī)械設(shè)備檢查與調(diào)試

在泡沫瀝青冷再生施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，施工人員務(wù)必要掌握泡沫瀝青就地能再生施工技術(shù)的要點(diǎn)內(nèi)容，其中，在施工任務(wù)正式開(kāi)始之前，施工人員務(wù)必要對(duì)機(jī)械設(shè)備的功能進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試，確保機(jī)械設(shè)備能夠在施工過(guò)程中正常發(fā)揮作用。其中，需要對(duì)就地冷機(jī)、罐車(chē)等設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)故障問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行維修，以及在設(shè)備的使用過(guò)程中將冷再生機(jī)整齊排列在同一水平線上，確保系統(tǒng)內(nèi)部沒(méi)有殘余的空氣干擾設(shè)備運(yùn)行，以及確保閥門(mén)處于全開(kāi)狀態(tài)、再生路段設(shè)置有相應(yīng)的導(dǎo)向標(biāo)識(shí)[3]。

3.3.2 試驗(yàn)段施工

(1)泡沫瀝青冷再生技術(shù)在試驗(yàn)階段，務(wù)必要確保施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫維持在超過(guò)10℃的范圍標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

(2)為保障泡沫瀝青冷再生技術(shù)達(dá)到很好高的施工效果，施工人員還需要根據(jù)能再生機(jī)械設(shè)備的型號(hào)和參數(shù)制定更加完善的行進(jìn)速度與轉(zhuǎn)子速度組合方案，擇優(yōu)選擇。

(3)在路面銑刨操作結(jié)束后，施工人員需要根據(jù)配合比要求進(jìn)行樣品、再生料的混合，并進(jìn)行攤鋪、壓實(shí)等操作，其中要確保級(jí)配指標(biāo)符合要求。

(4)選擇相匹配的穩(wěn)定劑添加于試驗(yàn)階段的施工操作中，依據(jù)施工流程要求進(jìn)行碾壓操作，在將樣品進(jìn)行含水量、劈裂強(qiáng)度、密度的測(cè)試。

(5)將樣品的平整度、彎承值和壓實(shí)程度進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定再生機(jī)的運(yùn)行速度、材料級(jí)配等。

3.3.3 正式施工

(1)封閉交通。你在施工期間需要封閉該路段的交通并在該路段設(shè)置具有封閉時(shí)間、封閉原因的警示牌。施工全面落實(shí)后可以解除封閉。

(2)原路面處理。為了能夠避免障礙物、雜質(zhì)物、雜草對(duì)工程施工造成干擾，施工人員就需要預(yù)先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的雜物進(jìn)行清掃，對(duì)井蓋等障礙物需要做好標(biāo)識(shí)。按照要求取下井蓋進(jìn)行挖掘，挖掘完成后利用鋼板封閉井口。接下來(lái)對(duì)原路面進(jìn)行改善，依據(jù)冷再生技術(shù)的應(yīng)用要求設(shè)置橫坡、縱坡，在路肩處設(shè)置間隔20cm的泄水溝[4]。

(3)新料準(zhǔn)備。該項(xiàng)目在公路建設(shè)階段需要依據(jù)就地冷厚度標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)置新料的添加含量和厚度，并對(duì)于新料的運(yùn)輸和安放需要確定好間隔的堆放距離，避免新料的數(shù)量缺失等問(wèn)題出現(xiàn)[5]。

(4)冷再生。冷再生機(jī)的行進(jìn)速度需要依據(jù)路面的受損程度進(jìn)行確定，一般情況下，需要設(shè)置在每分鐘10m的標(biāo)準(zhǔn)下。并且針對(duì)路面裂縫程度較嚴(yán)重的區(qū)域需要降低再生機(jī)的行進(jìn)速度。并在工作兩側(cè)設(shè)置水平的控制樁，以保證再生深度維持在正常的指標(biāo)范圍內(nèi)。

(5)冷再生混合料的攤鋪。在原有路面上再生機(jī)的不斷推動(dòng)作用下，銑刨機(jī)會(huì)隨之向前慢慢移動(dòng)，車(chē)輛的行駛速度是由再生深度、原路面損壞程度等確定的，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需要會(huì)不斷調(diào)整銑刨機(jī)的行駛速度。常規(guī)情況下,為確保銑刨結(jié)束以后不會(huì)影響路面,車(chē)輛行駛速度宜控制在6～12 m / min，如果一些路段中存在網(wǎng)裂等嚴(yán)重病害,則需要適當(dāng)降低行駛速度，同時(shí)應(yīng)對(duì)銑刨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行適當(dāng)提高。當(dāng)再生機(jī)進(jìn)行行駛時(shí)，施工人員需要緊隨再生機(jī)，對(duì)再生深度進(jìn)行隨時(shí)檢查，同時(shí)需要測(cè)試混合料的含水率與水泥含量，一旦發(fā)現(xiàn)存在不達(dá)標(biāo)情況，一定要及時(shí)進(jìn)行有效調(diào)整,直到滿(mǎn)足施工要求以后方可繼續(xù)施工。若在實(shí)際施工過(guò)程中需要采取多幅施工的方式，為了保證實(shí)際的施工效果和質(zhì)量，則應(yīng)當(dāng)對(duì)搭接寬度尺寸進(jìn)行合理確定。此外，實(shí)際施工過(guò)程中需要及時(shí)處理邊線，清理掉混合料中的雜質(zhì)，為保證路面的平整度，所使用的材料均需要在密實(shí)度方面達(dá)標(biāo)，并要避免出現(xiàn)縱橫向接縫問(wèn)題。若實(shí)際施工過(guò)程中出現(xiàn)混合料級(jí)配、再生深度不滿(mǎn)足要求等問(wèn)題時(shí)，施工單位應(yīng)當(dāng)暫停施工，直至問(wèn)題解決之后才能夠恢復(fù)施工。

(6)碾壓成型。在壓路機(jī)進(jìn)行材料的壓實(shí)處理工作中，需要嚴(yán)格按照試驗(yàn)施工的指標(biāo)要求確定好碾壓參數(shù)，通過(guò)雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓，利用單鋼輪壓路機(jī)通過(guò)幅度高、頻率低的方法進(jìn)行碾壓操作。在碾壓施工的過(guò)程中，壓路機(jī)的行駛速度需要得到嚴(yán)格的控制，不得超過(guò)3km/h，同時(shí)需要保持勻速前行。接下來(lái)借助平地機(jī)保障路面的平整性，之后借助單鋼輪壓路機(jī)通過(guò)低頻幅的運(yùn)行方式進(jìn)行壓實(shí)處理。此外，碾壓施工時(shí)需要遵循由慢到快、由兩側(cè)到中間的基本施工原則。需要注意的是，壓路機(jī)應(yīng)當(dāng)著重碾壓兩段以上的接縫，且碾壓過(guò)程中不得出現(xiàn)掉頭、急轉(zhuǎn)彎等現(xiàn)象。碾壓施工與攤鋪施工之間的時(shí)間間距不得超過(guò)2h，且碾壓過(guò)程中不得出現(xiàn)壓路機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停留在路面的情況。

(7)養(yǎng)護(hù)。碾壓施工完成之后，需要及時(shí)對(duì)路面進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，當(dāng)確定路面質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之后，即可進(jìn)行后續(xù)的養(yǎng)護(hù)階段。路面養(yǎng)護(hù)一般直接使用草簾對(duì)路面表層進(jìn)行覆蓋，減少陽(yáng)光直射，且需要根據(jù)當(dāng)?shù)販囟?、溫差采取相?yīng)的措施，如灑水等，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于7d。養(yǎng)護(hù)完成，并確定路面質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后即可恢復(fù)交通。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上本文對(duì)瀝青冷再生技術(shù)在高速公路建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用后產(chǎn)生的積極影響進(jìn)行的分析，可以看出該技術(shù)能夠在原先傳統(tǒng)高速公路施工技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高瀝青路面的建設(shè)品質(zhì)和建設(shè)速度，在滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性原則的基礎(chǔ)上降低高速公路建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境的污染程度。因此，當(dāng)前高速公路建設(shè)部門(mén)必須要掌握瀝青冷再生技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，嚴(yán)格按照工程要求實(shí)現(xiàn)瀝青材料的可再生效果。