淺談瀝青路面就地冷再生技術的施工工藝控制

王淑娟

瀝青路面的就地冷再生是指利用舊瀝青路面材料以及部分基層材料進行現場破碎加工,并根據級配需要加入一定量的新集料,同時加入一定劑量再生劑和適量的水,根據基層材料的試驗方法確定出最佳的再生劑用量和含水量,從而得到混合料現場配合比,在自然的環境溫度下連續完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實成型的作業過程,重新形成路面結構層的一種工藝方法。S239公路連接常州和高淳,為雙向四車道一級公路,設計行車速度80 km/h,是江蘇省內重要的干線公路,交通量大,重載交通多,自1997年建成通車后已經經過2002年和2007年兩次大的路面維修,路面損害主要表現形式為車轍和裂縫。本次省道239路面維修工程的施工分為湟里段(K44+476～K45+931東半幅)和儒林段(K56+480～K62+000東半幅)兩個部分。主要工作是原路面銑刨、基層修補、原瀝青路面就地冷再生處理和加鋪瀝青上下面層,其中K60+000～K62+000段老路面就地冷再生處理為省公路局科研項目。

1 施工工藝

工藝流程:準備工作→施工放樣→水泥和碎石的攤鋪→再生破碎拌和→再生層整形→再生層碾壓→接縫處理→再生層養護及交通管制。

1.1 準備工作

1)配方設計。通過對舊瀝青路面材料取樣進行抽提,測定舊料級配,對舊瀝青路面材料性能進行評價,確定舊料與新料的比例,設定配方和級配。本工程設計配方如下:水泥2%,碎石5%,瀝青乳化劑為3.8%,水2.8%,孔隙率12%～15%。2)原路面整修。冷再生基層施工前必須對原路局部坑槽、翻漿路段及路肩下沉和路面偏拱部位要提前用天然砂礫或級配砂(礫)石土換填、補料、碾壓修整。3)材料的準備。水泥提前運至路邊分段集中堆放,就近找好水源。

1.2 施工放樣

在路面上按路線設計線型和寬度用白灰撒出邊線、中線,按計算好的水泥用量以每一定量水泥所需的長度用白灰按半幅撒出方格。

1.3 水泥和碎石的攤鋪

先將5%的碎石用撒布車將計算好的數量均勻撒布至路面,然后水泥采用人工撒布,設計水泥用量為5%,施工現場按6%控制。用石灰縱橫向打出尺寸為213 m×1 183 m的方格。然后每方格放2袋水泥(每袋50 kg),人工用鐵锨均勻布滿方格,確保水泥布撒均勻、一致、等厚。同時嚴格控制過路車輛,防止車輛帶走水泥。人工預撒水泥法工藝簡單,只是在施工過程中容易產生水泥粉塵。但這種方法有一個很大的優點,就是既不增加設備,在控制用量方面方便又非常準確。

1.4 再生層破碎拌和

本工程中采用美國ROADTEC RX-900型路面就地冷再生設備,最大工作寬度3 810 mm,最大切削深度300 mm,按半幅施工,翻拌深度控制為200 mm,前半幅施工時,應加寬25 cm,利于另半幅冷再生的搭接施工。根據再生設計,設定再生機的進水、進乳化瀝青量。再生機對路面進行再生。再生機將舊路面強制破碎,然后由切削和拌合轉子將舊路面銑刨到規定的深度,并進一步將大塊料粉碎到設定的尺寸。與此同時,兩個噴嘴噴入所需的水分和乳化瀝青。轉子將新舊石料、水泥、乳化瀝青和水拌和均勻,考慮到水泥的初凝時間以及各道工序的銜接,以100 m長度作為破碎施工長度。冷再生機單幅破碎拌和100 m后,返回第二幅破碎拌和。對剛完成的100 m進行保濕穩壓。

1.5 再生層整形

半幅路段拌和完畢后,先用50 t振動壓路機穩壓2遍～3遍,用平路機初步整平,測量人員根據設計縱斷高程和橫坡度,每20 m為一個斷面分左、中、右3個點測出高程,按經驗松鋪系數人工放出基準點,用白灰作標記,高程不足時及時調節富余路段材料,高出段落用平地機刮平。施工中嚴禁薄層找補,若找補厚度過薄時,先將穩壓后的局部低洼處用齒耙將表面5 cm耙松,再找補成型,做到不起皮、不松散、無離析現象。

1.6 再生層碾壓

再生層整形完成后應及時碾壓,并檢測其含水量,含水量必須不小于最佳含水量。碾壓順序為:振動壓路機振壓2遍～3遍,再用膠輪壓路機靜壓1遍～2遍,保證表面平整濕潤。碾壓后要保證外觀平整,無明顯輪跡,并檢測其壓實度,壓實度必須滿足規范要求。使用50 t雙幅/雙頻振動壓路機要確保:初壓時使用高幅/低頻振動模式,以保證整個深度內具有良好的壓實度,復壓采用低幅/高頻以保證攤鋪層上部的壓實度。從冷再生機加水翻拌到碾壓終了必須控制在4 h內結束。

1.7 接縫處理

兩工作段的橫向接縫和兩半幅的縱向接縫均采用搭接的形式,縱向前半幅施工時在中線處應寬出0.25 m,良好的重疊接縫對再生層的最終性能有重要影響。施工時應通過在現有路面上噴涂醒目標志或架設基準線的方法建立導向提示,幫助駕駛員正確操縱再生機,避免相鄰作業面間存在未再生的夾帶。橫縫嚴重影響再生材料均勻性,只有當施工停止時才會出現。因此施工中盡量減少停機現象,再生機組只能在罐車用空后或類似情況下才能停機。

1.8 再生層養護及交通管制

再生層養生采取灑水保濕的方法,養生期不少于7 d,養生期內禁止車輛通行。即使養生7 d后也應禁止大噸位車輛通行。開放交通初期,應限制行車速度。

2 施工質量控制

1)在施工過程中,主要是檢測再生深度,乳化瀝青和水的添加量以及拌和的均勻性。再生深度是通過開挖然后用直尺量測來檢查的。乳化瀝青和水的添加量是通過目測和經驗的手攥法檢查的。拌和均勻性主要是通過目測顏色檢查的。

2)施工完成后,主要是對現場取的樣品進行相關的試驗,確定路面材料的物理指標,并將其與規范對比。進行的試驗包括:再生混合料的強度指標試驗,再生混合料的液體含量試驗,壓實后再生混合料的干容重試驗,乳化瀝青含量試驗。

3 瀝青混凝土冷再生技術質量控制要點

1)嚴格控制水泥、瀝青乳化劑用量以及最佳含水量,保證破碎拌和均勻、無夾層。2)確定合理的施工段落和施工作業時間,從加水拌和到碾壓成型應確保在水泥終凝前完成,最好不超過4 h。3)嚴禁壓路機在碾壓區域內掉頭或急剎車。4)在保證壓實度的同時,不能造成過度壓實,過度壓實容易降低其密實度。5)雨季施工時注意收聽天氣預報,盡量縮短施工作業段,遇雨時及時對正在施工的冷再生表面進行覆蓋,避免雨水浸泡。6)養生期間除灑水車外嚴禁其他車輛通行。7)施工中“寧刮勿補”,嚴禁“薄層貼補”。

該工藝在舊路面加固改造工程中具有廣闊的推廣應用前景,對設備進行補充后可將該技術應用到場拌冷再生施工,將添加劑采用乳化瀝青或泡沫瀝青后即可用于高速公路大修工程取代原有的“罩面”工藝。瀝青路面冷再生技術可節約大量的建設和養護資金,減少了資源的浪費和環境的破壞,具有巨大的經濟效益和社會效益。在強調可持續發展的今天,進一步加強研究路面冷再生技術,對我國公路的建設發展將有著特別重要的意義。

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