瀝青路面工程就地冷再生施工技術(shù)應(yīng)用研究

李城

重慶市智翔鋪道技術(shù)工程有限公司 重慶 400060

瀝青路面的就地冷再生技術(shù)，在合理使用道路面層材料和部分基礎(chǔ)瀝青混合料的基礎(chǔ)上，首先按照設(shè)計比預(yù)先鋪灑硅灰、瀝青等添加料，再后加入新型骨料以及粉煤灰綜合利用、乳化瀝青、適量水，并按照設(shè)計厚度，采用地冷再生機銑刨、粉碎舊路基，并將傳統(tǒng)民族文化料充分拌和后找平，最后經(jīng)由壓路機將再生的基層材料碾壓成形和養(yǎng)護，從而構(gòu)成了性能優(yōu)異、品質(zhì)達標的新路面基礎(chǔ)。就地冷再生技術(shù),具有節(jié)約資源、減少能源、節(jié)約資本、環(huán)保和對交通環(huán)境的影響較小等技術(shù)優(yōu)點。

1 概述

1.1 技術(shù)原理

就地冷再生施工技術(shù)，是在道路建設(shè)中使用的一項道路修復(fù)技術(shù)，一般是對付瀝青路面基礎(chǔ)損傷嚴重的問題。冷再生法是使用有瀝青混凝土道路耐久性的舊鋪層料作為基底，再添加上適當(dāng)?shù)男鹿遣?，把所需要使用的添加劑按的一定配比摻入其中并拌和均勻，所使用的添加劑分為泡沫瀝青、混凝土、乳化瀝青等。在所有材料全部生產(chǎn)完畢之后，再通過粉碎、澆筑、調(diào)拱、調(diào)坡等工藝，使道路或路面得到原有的承載強度，提高了道路的品質(zhì)。

就地冷再生技術(shù)的基本原理，主要是通過對原有柏油路面耐久性構(gòu)件進行銑刨加工，在新獲得的老舊瀝青面層混合料中加入部分粗集料顆?；蚣毤虾拖鄳?yīng)配比的混凝土、瀝青料、砂漿、c劑等，經(jīng)完全拌和后產(chǎn)生一個完整的建筑材料層，將其再次攤鋪于道路，再經(jīng)碾壓成形后產(chǎn)生可以承擔(dān)相應(yīng)負荷的道路工程構(gòu)件層。在此過程中必須小心，對原有的瀝青路面在進行銑刨時不要損傷路基下的結(jié)構(gòu)層，不然在其表面加鋪的瀝青混料時易形成反射裂紋。目前，就地冷再生技術(shù)一般用作半剛性基礎(chǔ)和柔性地面施工。

1.2 應(yīng)用范圍

就地冷再生技術(shù)的使用范圍非常廣泛，不但在很多較高等級路面的養(yǎng)護和改造過程中應(yīng)用廣泛，對部分鄉(xiāng)村路面的維護也一樣適用。隨著中國城市一體化建設(shè)的推進，路面修補、維護已經(jīng)成為了十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而地冷再生技術(shù)在國內(nèi)外的運用范圍一直以來都非常廣泛，也受到了極大的關(guān)注，常作為道路改擴建和預(yù)防性維護中的重要選擇技術(shù)。

2 就地冷再生施工的特點與原理

2.1 就地冷再生施工技術(shù)特點

路面就地冷再生技術(shù)屬于路面修理、改建的一部分，不但適合于高級路面的修理和改建，而且適合于普通路面和鄉(xiāng)村路面的修理和改建。它主要是解決柏油路面上基礎(chǔ)損傷的主要問題。更具體說，在過去大多是作為級別降低的路面或鋪砌基礎(chǔ)用，在國外則多用作普通鄉(xiāng)間路面的改造，但近年來已開始運用在重交通路面上。該裝備一般由柏油路面的耐久性銑刨裝置、乳化瀝青料噴射裝置、螺旋分料裝置、熨平裝置以及運行管理系統(tǒng)和控制器等裝置構(gòu)成。其基本工作流程是：隨著設(shè)備的正常運行，通過銑刨設(shè)備將舊路基刨削并粉碎，通過噴涂設(shè)備根據(jù)配比的需要噴人乳化瀝青，同時，通過銑刨設(shè)備將各種物料拌和平均，再通過分料螺線在攤鋪長度區(qū)域內(nèi)平均分料，然后再通過熨平設(shè)備熨平，最后通過用壓路機壓實路基而成形。對于較低一級道路尤其是鄉(xiāng)間道路，這些路基就是最終路基；而對于高等級公路，這些路基也可以視為高等級公路的基礎(chǔ)。

2.2 冷再生技術(shù)的工作原理

就地冷卻再生技術(shù)的主要施工設(shè)備是集破碎加工和施工于一身的冷再生機，冷再生機的核心技術(shù)是配備大量專用刀頭的銑刨和拌和旋子。轉(zhuǎn)子向前旋轉(zhuǎn)時銑刨原路面材料，當(dāng)冷再生機向前行走時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，同時水流通過軟管在與再生機連接的水車中運送到出去，并在再生機的混合均勻倉中噴灑。而水流的送出量通過采用由微處理器控制的泵送系統(tǒng)精確控制。銑刨轉(zhuǎn)子將水泥和銑刨材料充分拌和，并獲得所需要的最高水分率，以便獲得生混合物料的最高壓實率。要提高可再生材料的硬度值往往還必須加入穩(wěn)定性劑，穩(wěn)定性劑主要有混凝土材料、普通水泥稀漿、乳化瀝青、發(fā)泡瀝青料、石灰、粉石灰等液體穩(wěn)定性劑。

3 就地冷再生施工技術(shù)的優(yōu)點

第一，成本低。路面就地冷再生由于全部使用了原有的鋪層材質(zhì)，因此大大減少了路面修復(fù)以及更新中原墊層材質(zhì)的挖起使用、廢置和新料的購置，從而節(jié)省了投資，并由此使得生產(chǎn)成本大幅降低。據(jù)海外的數(shù)據(jù)報道，與在原有墊層上加鋪新材質(zhì)的修復(fù)方式比較，淺層就地再造大約可降低成本20%，而深度就地冷卻再造則大約可降低成本46%。

第二，效率較高。道路用地的冷再生設(shè)備施工，一次即可進行銑刨、粉碎、添加、拌和以及攤鋪，也因此縮短了施工流程，并減少了施工時間。采用了地冷再生設(shè)備,一天施工下來即可實現(xiàn)5000～8000m2以上的工程量。開創(chuàng)了中國道路改造工程快速實施的又一個里程碑。

第三，使用范圍廣。就地冷再造材料可以針對不同道路舊墊面層材料的實際狀況加以重新設(shè)計，并選用不同的食品添加劑，搭配更加精確，因而可以提高再造材質(zhì)的優(yōu)良質(zhì)量與施工技術(shù)質(zhì)量，并實現(xiàn)對建筑成形厚且平整的粘接層,因而保障了修補后道路的應(yīng)用期限，使再造后的瀝青路面與剛鋪設(shè)性能基本相等。并且，由于可以對舊建筑材料加以重復(fù)使用，在施工期間道路的幾何線形與材料厚度都可以獲得很好地保護。

第四，環(huán)境污染小。采用單一的路面養(yǎng)護方式，瀝青路面廢棄物數(shù)量非常大，對環(huán)境產(chǎn)生危害大，新型建筑材料的開發(fā)，還將導(dǎo)致土地節(jié)約和生態(tài)的危害。使用冷再生工藝則可以完全避免這些問題。因為資源可以完全再生使用,因此大大減少了新逐鹿資源的開采量；又不會產(chǎn)生舊資源的搬運和儲存困難，是一種環(huán)保的工藝。這不但能夠節(jié)省大量投入，更有助于環(huán)保，所以被我們稱為“綠色”的技術(shù)。

第五，干擾性較低。水冷再生措施的主要優(yōu)點是大規(guī)模設(shè)備，高密度實施，把由于建筑施工所產(chǎn)生的交通影響減至了最低點。該設(shè)備還具有密閉式的手動加載控制系統(tǒng)，能夠避免粉塵飛舞，便于文明實施。不像新增路面工程項目一樣，很多建筑施工都可在總體工程建設(shè)階段一起完成，冷再生建筑工程則可以集中到某個特定的地點。

4 就地冷再生混合料配比設(shè)計

4.1 確定級配

施工物料品質(zhì)也會對最后的施工技術(shù)使用效果形成很大負面影響，在采用冷再生攪拌料時需要加大對級配的品質(zhì)管理?？蓪?dāng)前現(xiàn)狀路面材料通過取樣測試與原路面材料的級配具體情況，為基本來制定具體級配方法，并適當(dāng)調(diào)配原料運用方式。

4.2 確定最佳水泥用量

水泥在道路混合材料中的占比例比較大，因此如果將就地冷再生層材料使用在道路層，也可以采用適量的混凝土添加劑，從而改善了道路的施工品質(zhì)，但具體用量標準也可以采用擊實試驗確定，以便獲得最佳含水率和干燥密度的控制標準；然后取出已成型試件，并對其進行抗裂度試驗，以確定具體的混凝土用量指標。另外，在澆筑時所用混凝土的整體強度也應(yīng)當(dāng)相同，不然易發(fā)生局部強度不同的狀況。

4.3 確定最佳乳化瀝青用量

基于施工實踐，乳化瀝青在就地低溫再生道路施工中有較高的使用效益。關(guān)于熱乳化瀝青用量的確定，目前比較有效的方法是凍融劈裂實驗、馬歇爾試驗等。

5 就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用

5.1 施工準備

第一，裂縫檢查。確定的施工區(qū)域，在全面考察后確認裂縫病害的出現(xiàn)地點，記錄開始與結(jié)束的具體位置，確定危險程度。第二，挖補處理。如有些道路發(fā)生了龜裂、網(wǎng)裂等較嚴重的蟲害現(xiàn)象，此時需要采用挖補的方法解決，該過程中二灰基礎(chǔ)處理料的選用也相當(dāng)重要，以冷補料或熱料比較適宜。第三，清理廢棄物。經(jīng)過上述步驟后，原來路面容易形成廢棄物，為盡量減少對就地冷再生建筑效能的負面影響，必須及時清理廢棄物，不得產(chǎn)生雜物等存放問題。第四,放樣劃線。制定了具體的寬度線，以作為后期工程建設(shè)的管理基石。第五，對機械準備中重要機械須經(jīng)及時檢驗和調(diào)試，以保證再生機和提升機在實際建筑中的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。配備了精密的測量控制系統(tǒng)，采用計算機實時控制的方法，以保證了乳化瀝青質(zhì)量的可靠性；采用監(jiān)控界面提供技術(shù)參數(shù)，如銑刨深淺和斜坡等，已成為了正規(guī)建筑施工的主要指引[1]。

5.2 清潔整理

在應(yīng)用就地冷再生的方法之前，必須先全面掌握瀝青路面的實際情況，并進行最基本的清理技術(shù)。然后，等到所有的整理工作基本完成后，在較舊的道路上再加入一些較新的骨料，并采用方格網(wǎng)的樣式將混凝土用量的大小加以全面計量。舉例來說，標準的再生層最厚一般是20cm。而根據(jù)計算作業(yè)的實際范圍，檢測工作人員要根據(jù)混凝土的實際使用量大小控制攤鋪面積。除此以外，施工人員還必須對原來的道路進行有效勘測，以準確收集樣本并進行相關(guān)的測試工作。從測量內(nèi)容出發(fā)，一般需要先對舊道路的材料配比情況加以掌握，并測算出混凝土的實際用量大小以及含水率等技術(shù)參數(shù)。然后，選擇加冷再生機層或搭配合適的瀝青料加以鋪設(shè)。在制作新混凝土量(料)時，還必須要先充分混勻新混凝土量和原材料。等到全部的操作完成之后，必須將其中的土壤含水量大小進行全方位測試，以去除不同程度的環(huán)境因素影響。同時測試人員還必須關(guān)注周邊的環(huán)境變化情況,以混合出具有高強度的混合材料[2]。

5.3 拌和

拌和是就地冷卻再生工藝中實施的一個關(guān)鍵施工步驟，在拌和進行的同時，主要是通過推桿對的冷再生機組的所有管路進行接通，這主要是通過對就路面原材料進行破碎施工工序，以使混凝土與路面的建筑材料完全地拌和到一起，從而達到對資源回收使用。同時，在施工的同時，必須對其車速加以嚴密的管理，通常應(yīng)將其車速限制在7～10min。此外，在施工的同時，必須適當(dāng)加以灑水管理，其灑量主要依據(jù)施工的狀況決定，以免降低了地冷再生技術(shù)的施工效率。

5.4 攤鋪材料

所有基礎(chǔ)工作完畢后，地面的濕潤灑水工作是至關(guān)重要的。與此同時，必須對施工區(qū)域進行清掃，保持建筑表面的清潔性。然后，選取適當(dāng)?shù)耐叩[材料實施混凝土攤鋪施工，并根據(jù)設(shè)計的參數(shù)內(nèi)容調(diào)整混合料攤鋪強度。一般會選用平地機作為混合料攤鋪施工的基礎(chǔ)設(shè)備，選用多功能的銑刨路拌機械作為混合料攤鋪施工的關(guān)鍵裝置，可以在壓實的環(huán)境中達到材料的均勻分布[3]。

5.5 再生施工

再生機組運行工作完畢后，便可驅(qū)動水罐車展開建筑施工。首先將原有路基銑刨碎,粉碎后深達水到底基層，并與外摻料一起加以適當(dāng)拌和，拌和后深入到達舊水穩(wěn)定層底。在整體再造施工過程中，還要指定專人對緊隨再生機情況加以觀察。隨時檢測再生機的拌合深度，并對砂漿、水等濃度加以計算，確保其一直保持在最高的濃度范圍。當(dāng)開啟再生機后，便可展開連續(xù)不斷的施工，在整個再生施工中，應(yīng)保持勻速、慢慢地前進，行駛車速可限制在40m/min之間。為減小銑刨后的等級改變，較大時一般以6m/min為準[4]。

5.6 找平與整形

為確保路基的密實程度達到一定施工標準，在再生施工時，首先應(yīng)采用單鋼輪壓路機進行碾壓。然后再采用平地法找路平和整形。在該工程施工階段，道路不允許車輛通行時，應(yīng)確保沒有發(fā)生骨料的分層離析現(xiàn)象，如混合材料表面水分散失過多，要加以相應(yīng)水分補償。在整平施工后，如出現(xiàn)部分道路上仍出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象，應(yīng)及時補充料，并銑刨除去，然后再重新進行碾壓，直到全部道路整平。

5.7 再生層碾壓

當(dāng)建筑工程完成之后，就需要進行再生整平或者碾壓處理了，在進行建筑施工的同時首先需要使用平地機對新生層的外表進行處理，同時針對于那些坑洞處理不了的地方，還需要使用人力進行處理，以提升新生層的平順度。同時，再生層碾壓的過程中，主要包括了初壓、復(fù)壓以及終壓，因此需要根據(jù)各個執(zhí)行步驟選用合適的建筑機械，同時需要對碾壓方式作出嚴密的限制，以確保碾壓的穩(wěn)定性，如此方可達到較好的建筑施工品質(zhì)[5]。

5.8 路面養(yǎng)護

當(dāng)就地冷再造技術(shù)施工完畢之后，要在規(guī)定的時間內(nèi)進行路面維護作業(yè)，一般都是利用土工布條將路面加以覆蓋，這主要是為了防止暴曬而造成施工技術(shù)缺陷，從而影響到就地冷再造技藝的實施質(zhì)量。此外，在實施維護階段，應(yīng)當(dāng)進行交通管制，防止汽車碾壓對公路產(chǎn)生危害，需要等待公路能力到達要求以后，方可放開道路交通，以提高就地冷再生技術(shù)的實施品質(zhì)[6]。

5.9 檢查成果

①經(jīng)過多次測試檢驗證明壓實機械的壓實度有效，并按時進行了相應(yīng)的記錄工作；②對建設(shè)項目施工現(xiàn)場的土壤含水量進行全面的監(jiān)測，并選取最恰當(dāng)?shù)目刂品绞剑虎垩刂囟üば蛲巴埔?，去除不確定性影響，選取最好的檢測方法以達到更高的目標。

6 結(jié)束語

綜上所述，就地冷再生建筑科技在道路建筑保養(yǎng)、維修、更新技術(shù)方面，其施工技術(shù)效益是相當(dāng)好的，能夠給道路建筑提供良好的效益。但是，在就地冷再造科技施工及具體運行管理的過程中，項目人員還必須對其施工工藝加以全方位地熟悉與理解，如此才能確保就地冷再生工藝的各種技術(shù)指標均達到設(shè)計規(guī)范和工程質(zhì)量要求。