瀝青路面就地冷再生施工技術(shù)

祁東 蘭紅偉 戴佑才

收稿日期：2024-01-11

作者簡介：祁東（1978—），男，本科，高級工程師，研究方向：道路與橋梁隧道施工管理。

摘要 瀝青路面冷再生施工技術(shù)具有效率高、施工質(zhì)量好、成本低、綠色環(huán)保等技術(shù)優(yōu)勢。文章通過工程實(shí)例，分析了瀝青路面就地冷再生的級配設(shè)計，總結(jié)了骨料的撒布、原路面銑刨與拌和、攤鋪、碾壓及整形、接縫處理、養(yǎng)生等施工工藝流程中的操作要點(diǎn)。工程實(shí)踐表明：在應(yīng)用瀝青路面就地冷再生施工技術(shù)時，應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求，確定合理的混合料配合比，可確保再生瀝青路面路用性能符合要求。

關(guān)鍵詞 瀝青路面；乳化瀝青；就地冷再生

中圖分類號 U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）09-0092-03

0 引言

瀝青路面就地冷再生技術(shù)是采用就地冷再生設(shè)備對原路面進(jìn)行銑刨和粉碎，在利用部分原瀝青混合料的基礎(chǔ)上，添加新型骨料、乳化瀝青、粉煤灰、水泥等，重新設(shè)計瀝青混合料的配合比和級配，在施工現(xiàn)場充分拌和后進(jìn)行攤鋪和碾壓施工，從而形成新的具有較好路用性能的路面結(jié)構(gòu)[1]。瀝青路面冷再生施工技術(shù)因具有施工效率高、施工質(zhì)量好、綜合成本低、綠色環(huán)保等優(yōu)勢而廣泛應(yīng)用于各等級公路瀝青路面的建設(shè)和維修養(yǎng)護(hù)工程中。

1 工程概況

某高速公路路面結(jié)構(gòu)為設(shè)計厚度20 cm的水泥穩(wěn)定碎石基層、設(shè)計厚度18 cm（其中下面層為8 cm，中面層為6 cm，上面層為4 cm）的面層瀝青混凝土。該高速公路當(dāng)前出現(xiàn)了沉陷、龜裂、斷裂、車轍等路面質(zhì)量缺陷，需要進(jìn)行修復(fù)重建。施工單位通過對原路面結(jié)構(gòu)、交通量大小、路面質(zhì)量缺陷的原因進(jìn)行綜合分析后決定，采用瀝青路面就地冷再生技術(shù)進(jìn)行施工。

2 級配設(shè)計

依據(jù)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5521

—2019）和《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG

E20—2011）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，通過80 ℃的烘箱對該工程銑刨后的混合料進(jìn)行烘干處理，然后置于鐵板上進(jìn)行平攤晾曬，風(fēng)干水分后使用四分法對樣品開展篩分試驗[2]。試驗結(jié)果顯示：該工程原瀝青混合料中規(guī)格0.075～4.75 mm的細(xì)集料和16～31.5 mm的粗集料含量較少，需添加水泥、粗細(xì)集料等礦料重新進(jìn)行拌和，以達(dá)到級配設(shè)計要求。原瀝青混合料礦料篩分的試驗結(jié)果詳見表1：

采用擊實(shí)試驗法確定最佳含水量。根據(jù)施工單位開展的擊實(shí)試驗結(jié)果，當(dāng)含水量為6%、水泥劑量為5.5%時，瀝青混合料的干密度為2.4 g/cm?，為最大干密度，此時的含水量即為最佳含水量。同時，對混合料進(jìn)行級配與強(qiáng)度測試，以確定最佳的水泥摻入量。

根據(jù)乳化瀝青摻入量為3%～4%的試驗經(jīng)驗，制作5種乳化瀝青用量不同的馬歇爾試件。然后，將試件采用馬歇爾擊實(shí)儀兩面各擊實(shí)25次后，在室溫下冷卻12小時進(jìn)行脫模，此時獲得成型馬歇爾試件。再將成型馬歇爾試件放入25 ℃恒溫水浴中浸泡23 h后，再放入15 ℃的恒溫水浴中持續(xù)1 h。最后，根據(jù)浸水24 h與15 ℃劈裂試驗的結(jié)果確定最佳的乳化瀝青用量。

經(jīng)過以上試驗操作，最后得出該工程RAP、石、石屑和水泥等集料的使用比例為55∶30∶13.5∶1.5。

3 施工工藝流程

瀝青路面冷再生施工的工藝流程，如圖1所示：

圖1 瀝青路面冷再生施工工藝流程圖

3.1 瀝青舊路面的清理與骨料的撒布

采用高壓水槍對原瀝青路面進(jìn)行雜物清洗，驗收合格后，撒布新骨料。根據(jù)規(guī)范要求和試驗路數(shù)據(jù)，骨料粒徑通常控制在10～30 mm。

3.2 冷再生機(jī)銑刨與拌和

冷再生機(jī)驅(qū)動水車或稀漿車，應(yīng)沿舊瀝青路前進(jìn)，前進(jìn)速度控制在6～12 m/min，銑刨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制在2 000～2 200轉(zhuǎn)，銑刨深度控制在15 cm內(nèi)，與設(shè)計深度相差不得超過±1 cm，單個再生作業(yè)工作面一般控制在150～250 m。銑刨施工現(xiàn)場如圖2所示。再生機(jī)在銑刨、破碎原瀝青路面的同時，應(yīng)加入水、骨料和再生劑，使舊瀝青混合料和新加入的骨料拌和均勻。再生劑60 ℃黏度控制在50 000～60 000 mm2/s，閃點(diǎn)控制在220 ℃以上，飽和分含量控制在30%以下，薄膜烘箱試驗前后質(zhì)量變化不得超過±2%，黏度比不得超過3[3]。同時，還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場自檢，安排施工人員緊跟再生機(jī)后按每30～50 m測1次的頻率。采用鋼釬插入混合料的方式，檢測混合料再生深度是否符合設(shè)計要求。若采用多列銑刨刀具施工時，還應(yīng)及時清理混合料中的雜質(zhì)和每刀起始位置的余料，確保橫、縱向接縫再生物料的緊密型，保證搭接寬度和平整度符合要求。

圖2 銑刨施工現(xiàn)場圖

3.3 攤鋪

當(dāng)采用水泥和石灰作為添加劑時，攤鋪厚度應(yīng)控制在200～300 mm，采用泡沫瀝青、乳化瀝青作為添加劑時，攤鋪厚度則應(yīng)控制在100～200 mm。無論添加何種添加劑，混合料攤鋪時都不得出現(xiàn)離析、拉痕、裂痕和波浪等質(zhì)量問題。攤鋪可選用攤鋪機(jī)或平地機(jī)進(jìn)行施工，冷再生攤鋪的施工現(xiàn)場如圖3所示。使用攤鋪機(jī)施工時，攤鋪機(jī)應(yīng)均勻、緩慢前進(jìn)，攤鋪速度應(yīng)控制在2～4 m2/min，且中途不得停頓或任意改變速度。使用平地機(jī)施工時，應(yīng)先由輕型鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～3次初碾壓，再進(jìn)行平地機(jī)平整，部分低洼處采用人工補(bǔ)料的方式進(jìn)行修復(fù)。平地機(jī)整形時，要確保坡度與路拱符合規(guī)范要求。整形后，外表不能出現(xiàn)車轍與集料的分離情況。

圖3 冷再生攤鋪施工現(xiàn)場

3.4 碾壓整形

（1）輕型鋼輪壓路機(jī)靜壓后，應(yīng)采取高幅低頻的方式進(jìn)行碾壓。壓實(shí)區(qū)域為施工起點(diǎn)段至再生段邊緣，應(yīng)確保每段壓實(shí)遍數(shù)相同且再生層底部2/3厚度范圍內(nèi)的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求。碾壓整形前，應(yīng)先將車轍之間的疏松物料壓實(shí)，路的兩邊應(yīng)加壓2～3次，輕型鋼輪壓路機(jī)的碾壓速度不得超過3 km/h。

（2）應(yīng)及時使用平地機(jī)對初壓結(jié)束后的再生段進(jìn)行整形。在直線區(qū)，平地機(jī)應(yīng)采取中間到兩邊的整平方式；在平曲線區(qū)，則應(yīng)采取從里到外的整平方式。粗、細(xì)集料應(yīng)拌和均勻，無明顯分離。

（3）整平完成后，采用單鋼輪振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，前兩次碾壓速度控制在1.5～1.7 km/h，之后碾壓速度調(diào)整為2.0～2.5 km/h，壓實(shí)遍數(shù)要求為4～6遍。在直線與無曲線超高路段，壓實(shí)順序應(yīng)從路肩開始緩慢壓實(shí)到路中央?yún)^(qū)域。同時，為保證壓實(shí)質(zhì)量，碾壓時應(yīng)交疊輪寬的1/2。

（4）壓路機(jī)壓實(shí)過程中禁止掉頭和緊急制動，避免損壞再生層表層。壓實(shí)過程中，再生層表層應(yīng)保持潮濕狀態(tài)，再生混合料的含水量可適當(dāng)比最佳含水量高1%～2%。水分蒸發(fā)過多的區(qū)域應(yīng)噴灑適量水霧，但不宜過多。若出現(xiàn)松散、起皮和彈簧等情況，應(yīng)立即加入適量的添加劑進(jìn)行返工。

3.5 接縫的處理

3.5.1 縱向接縫處理

（1）當(dāng)?shù)缆穼挘? m且縱向重疊較多時，應(yīng)采用全幅作業(yè)的施工方式，而不得采用半幅作業(yè)。采用全幅作業(yè)可縮小縱向接縫的數(shù)量而提高施工效率，最小重疊寬度一般為100 mm。

（2）當(dāng)路面材料越厚、材料粒度越粗時，應(yīng)加大重疊寬度。若兩次冷再生施工間隔時間超過12 h，應(yīng)加大重疊寬度。

（3）根據(jù)已經(jīng)完成的再生層的結(jié)束時間，對縱向接縫內(nèi)水的噴灑量作出合理的調(diào)整和控制。在慢行車輛和重型車輛車轍處不得設(shè)置縱向接縫[4]。

3.5.2 橫向接縫的處理

（1）瀝青路面冷再生施工過程應(yīng)保持連續(xù)，盡量減少停機(jī)次數(shù)。如果停機(jī)時間過長，冷再生機(jī)需向已完成再生的路面至少倒退1.5 m，并重新撒布骨料，才能重新進(jìn)行施工。冷再生設(shè)備停機(jī)后再開機(jī)時，應(yīng)加大動力使設(shè)備快速達(dá)到正常施工速度，方能開展施工。冷再生機(jī)行駛速度低于2 m/min時，不得進(jìn)行瀝青路面的冷再生施工。

（2）冷再生設(shè)備水管內(nèi)的氣體必須在液體到達(dá)噴灑桿前排出。為防止橫向接縫的含水量過高，應(yīng)對再生層的含水量進(jìn)行檢測，確?，F(xiàn)場施工的混合料含水量與設(shè)計的最佳含水量一致。

3.6 養(yǎng)護(hù)及交通管制

（1）每段再生路面完成碾壓且經(jīng)檢驗壓實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才能進(jìn)行養(yǎng)生。冷再生瀝青路面可采用灑水、濕砂和乳化瀝青等方式進(jìn)行養(yǎng)生，不得使用濕黏土。

（2）基層的養(yǎng)生可使用乳化瀝青，一般分2次進(jìn)行噴灑，瀝青用量控制在0.8～1.0 kg/m。第一次在基層上噴灑緩裂瀝青乳液，含量控制在35%左右，讓其慢慢深入基層表面，第二次則應(yīng)噴灑高濃度的瀝青乳液。養(yǎng)護(hù)期間若需作業(yè)車輛通行，則需要在噴灑的瀝青乳液分離后，鋪撒3～8 mm小碎（礫）石，將其作為下封層。

（3）養(yǎng)生期間，瀝青路面表層應(yīng)一直處于濕潤狀態(tài)，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)時應(yīng)結(jié)合施工區(qū)域的天氣狀況確定灑水次數(shù)和灑水量。

（4）養(yǎng)生時間應(yīng)至少保持7天以上。采用覆蓋方式進(jìn)行養(yǎng)生時，應(yīng)避免重型車輛通行，其他車輛通行時行駛速度不得超過30 km/h，以免破壞養(yǎng)生效果。

4 工程實(shí)踐效果

為檢測瀝青混凝土路面冷再生施工技術(shù)的實(shí)踐效果，在施工結(jié)束后對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測。主要檢查內(nèi)容如下：

（1）銑刨深度：應(yīng)與設(shè)計深度保持一致，偏差不得超過±1 cm。

（2）橫坡、縱斷面：完成輕型壓路機(jī)初壓后，根據(jù)試驗檢測要求確定松鋪系數(shù)，然后每間隔20 m設(shè)置一個測量斷面，共布置3個檢測點(diǎn)。采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行檢測，橫坡的偏差應(yīng)控制在±0.3%內(nèi)，中線高程偏差控制在±10 mm范圍內(nèi)。

（3）壓實(shí)度：按施工技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，混合料空隙率應(yīng)不超過10%。

（4）平整度：采用3 m直尺進(jìn)行檢測，偏差控制在8 mm內(nèi)。

（5）彎沉值：采用貝克曼梁法進(jìn)行全面檢測，每間隔20m進(jìn)行一次測量。

該工程選取10 km冷再生瀝青混凝土路面中的5個代表性路段進(jìn)行施工質(zhì)量檢測。檢測結(jié)果如表2所示：

通過表2的質(zhì)量檢測結(jié)果可以看出，乳化瀝青就地冷再生施工方案在高速公路路面施工中應(yīng)用效果良好，施工質(zhì)量的各項關(guān)鍵指標(biāo)均滿足施工技術(shù)規(guī)范和設(shè)計方案要求。

5 結(jié)束語

瀝青路面冷再生施工技術(shù)能有效利用原路面瀝青混合料，節(jié)約工程造價成本。經(jīng)工程實(shí)踐，瀝青混凝土路面銑刨后，經(jīng)過一定的級配設(shè)計，在與乳化瀝青等添加劑、骨料和水的拌和作用下，能產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，再經(jīng)過攤鋪壓實(shí)后，能形成密實(shí)的骨架結(jié)構(gòu)支撐路面，完成施工后的再生瀝青路面能滿足高速公路對路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、防滲性能等要求，具有較好的路用性能，能滿足高速公路車輛通行的要求。

參考文獻(xiàn)

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