廠拌乳化瀝青冷再生施工技術的應用

竇鴻云 梁鑫

【摘 要】瀝青路面在服務幾年后，其破壞速度會大大加快，但通過人為的及時維修，如重新罩面或循環利用等方法可以保持路面的質量并延長道路的使用壽命。由于我國還沒有完全掌握舊瀝青路面的再生技術，也沒有可供工程應用的瀝青再生設備，一些為數巨大的舊瀝青混凝土層翻挖后只能白白廢棄掉。不僅浪費了資源，也對環境造成了嚴重的污染。采取合適的再生技術妥善應用舊混合料，對降低改造工程的造價、減少廢棄混合料對環境的污染和堆放土地占用等都具有重大的意義。因此，我省今年在S201線馬黃段養護維修工程中首次采用廠拌乳化瀝青再生技術進行路面修補施工試驗，這對指導這項技術在全省的全面推廣具有舉足輕重的作用。

【關鍵詞】廠拌乳化瀝青 冷再生 施工技術

1 前言

廠拌乳化瀝青冷再生路面是采用銑刨、開挖等方式從瀝青路面上獲得的舊瀝青面層材料，同時用石油瀝青與水在乳化劑、穩定劑等的作用下，經乳化加工制得的均勻瀝青乳液，并將回收瀝青路面材料（RAP）運至拌和廠，經破碎、篩分，以一定的比例與新集料、瀝青類再生結合料、活性填料（水泥、石灰等）、水進行常溫拌和，常溫鋪筑形成路面結構層的瀝青路面再生技術。

2 工程概況

S201線馬黃段地處永登縣境內，由于多年未經大規模的改建，加之行車量大，在重載、超載車輛的反復碾壓下，路面破損嚴重，網裂、坑槽等病害突出，部分路段的瀝青表層已經完全消失。夏天塵土飛揚，冬天泥濘不堪，給沿線居民的出行帶來了極大的不便，也給行車帶來很大的安全隱患。圖1-2所示：

3 施工過程

3.1 試驗路段選擇

S201線原路整體結構承載力偏低，面層龜網裂、松散病害嚴重，為節省材料的運輸、加工成本，且使原路面能有效的重復利用，對部分路段采取乳化瀝青廠拌冷再生后用于下面層結構處理。由于S201線K24+000-K25+000段位于蘭州高養中心樹屏拌合場附近，可以充分利用拌合廠大量的銑刨料，同時運輸距離短，因此選擇此段落作為冷再生的試驗段。

3.2 施工準備階段

3.2.1 施工機械及設備準備

（1）拌合設備；拌和設備應配備3～5個冷料倉、1個礦粉罐、1個水泥罐、1個乳化瀝青罐和1個水罐。拌和設備應具備準確的計量功能。圖3-圖4所示：

（2）壓實設備；壓實設備應配有輪胎式、單鋼輪振動式和雙鋼輪振動式壓路機。其中，輪胎式壓路機單輪配重不少于3t，噸位不小于30t；單鋼輪振動式壓路機激振力應大于35t（或噸大于18噸，本項目使用22噸壓路機）；雙鋼輪振動式壓路機不小于12t。圖5所示：

（3）銑刨料破碎和篩分設備；根據冷再生混合料的生產能力配備銑刨料破碎和篩分設備；根據RAP的分檔情況安裝振動篩，至少應配10mm和30mm兩個尺寸的篩網。圖6所示：

（4）其他；履帶式攤鋪機一臺（本項目使用維特根1900-3L型），雙橋自卸汽車（載重量大于20T），掃路機，乳化瀝青灑布車，路面吹風機，槽鋼（槽鋼數量滿足鋪筑長度的70%，且高度與冷再生壓實后厚度相匹配）。圖7-圖9所示：

（2）混合料運輸；再生料宜采用載重量不小于20t的大噸位自卸車運輸。運輸過程中不得在施工現場急制動、急轉彎掉頭以免損傷透層和下承層。自卸車的數量，應根據拌和機生產能力、運輸距離、道路狀況、車輛噸位綜合考慮確定運料車的運力應稍有富余，施工過程中攤鋪機前方應有運料車等候，一般情況下待等候的運料車多于3輛后開始攤鋪。圖11所示：

3.3 冷再生料攤鋪

3.3.1 確定攤鋪機攤鋪速度

冷再生混合料可采用熱拌瀝青混合料攤鋪方法進行攤鋪，冷再生混合料的攤鋪速度應調整到與供料速度平衡，必須緩慢、均勻、連續不斷地攤鋪。攤鋪過程中不應隨意變換速度或中途停頓。如果拌和機生產率降低，則可采取放慢攤鋪機的攤鋪速度的辦法相對應。根據S201線施工測算，攤鋪速度宜控制在3-4m/min范圍內，如混合料供應不及可容許放慢到1-2m/min。圖12所示：

3.3.2 攤鋪過程控制

當供料不足時，宜采用運料車集中等候，集中攤鋪的方式，盡量減少攤鋪機的停頓次數。此時攤鋪機每次均應將剩余的冷再生混合料鋪完，做好臨時接頭。如等料時間過長，冷再生混合料完成破乳過程，影響繼續攤鋪時，應將破乳的冷再生混合料挖除。冷再生混合料攤鋪前，不必將熨平板加熱，只需涂少量防粘劑（柴油∶水=1：3）即可。在攤鋪過程中，應合理選擇熨平板的振幅和夯錘振動頻率。一般情況冷再生混合料宜采用“夯錘振動頻率大于熨平板振幅”的方式，以提高冷再生混合料的初始壓實度。熨平板加寬鉸接處的縫隙應仔細調節緊密，防止攤鋪后路表面留有痕跡。

3.3.3 松鋪系數的確定

冷再生混合料的松鋪系數和松鋪厚度，必須從實際施工中測得。首先在試驗段施工中求取，隨后在大面積施工中進行校核調整。每天在開鋪后，必須進行松鋪厚度的測試，以利于路面攤鋪厚度和橫坡度得到準確控制。利用水準儀每次測量應不少于兩個橫斷面，每個斷面上不少于三個點。在攤鋪過程中，技術員應隨時檢查攤鋪的松鋪厚度，并及時通知操作手。應指派專人指揮運料車輛在合適時間掀起車廂頂的覆蓋物。指派專人清掃干凈攤鋪機兩條履帶板的行駛路線，使攤鋪機能平穩前進，以保證攤鋪平整度。由于S201基層鋪筑完畢到冷再生開始鋪筑時間間隔3個月之久，加上重載、超載車輛多，路面受到嚴重的破壞，表面出現大面積坑槽，經多次測量有一定的波動，最終確定S201線松鋪系數為1.27—1.32左右，平均值為1.30，故此值只做參考，建議在其他路段施工時應當實地測算指導施工。

3.4 壓實

（1）初壓。采用12t雙鋼輪壓路機靜壓1遍，并保持較短的初壓區長度（30～40m）。（2）復壓。采用20t以上單鋼輪壓機路靜壓1遍，低頻高幅振壓4遍，再高頻低幅1遍；（3）終壓。采用30t以上輪胎式壓路機揉壓6遍，以基本消除輪跡為宜。終壓應緊跟復壓，經終壓后已無明顯輪跡時，可完成終壓。圖13所示：

3.4.1 碾壓工藝

碾壓時，應將壓路機的驅動輪面向攤鋪機，行駛路線和碾壓方向不宜任意改變。壓路機在碾壓過程中，不允許突然加速、急制動、中途掉頭、左右搖擺行進。在回程過程中，要做到慢起步、慢回程、慢停。振動壓路機必須先停振回程后再起振，防止冷再生混合料在碾壓過程中形成推移、印痕和擁包等病害。壓路機從外側向中心碾壓，在超高路段則由低向高碾壓，在坡道上應將驅動輪從低處向高處碾壓。相鄰碾壓帶應每次重疊1/2～1/3輪寬，最后直到碾壓完全幅寬度為一遍。當路緣外側無支撐物時，碾壓輪應伸出邊緣外10cm以上。在外側邊緣處開始初壓時，應先預留30～40cm寬不進行碾壓，待壓完一遍后，使壓路機大部分重量重疊壓在已壓實的面層上，再將未壓實的30～40cm壓實，防止邊緣處冷再生混合料外移和發生縱向微小裂縫。壓路機不宜在同一斷面處回程碾壓，每次回程應前后錯開不少于1m距離。初壓、復壓和終壓的回程應都不在相同斷面處，前后相距應在5～10m以上。本次碾壓長度應與前一段碾壓段搭接重疊不小于10m。壓路機改變進退方向，應在已完成碾壓的路面上進行。

3.4.2 注意事項

（1）每天在正式開鋪前，壓路機應做好加油、加水、維修、調試、保養等全部準備工作，不宜向膠輪壓路機碾輪涂刷柴油。（2）施工中，混合料盡量在拌合后1小時內攤鋪，初壓應在攤鋪完成30分鐘內開始，終壓開始時間不晚于攤鋪后1小時，整個施工過程最好（即混合料拌出至終壓完畢）控制在3小時以內，不得大于4小時。壓路機碾壓過程中不得在當天鋪筑的路面上長時間（超過30min）停留或過夜，以防壓出坑槽。（3）攤鋪作業前應當提前掌握近三天的天氣情況，宜選擇晴天及氣溫較高的時段施工，不宜選擇陰天及多云低溫的天氣，堅決禁止在雨天施工。如果在鋪筑過程中突遇降雨要立即停止施工，同時將已經鋪筑的路段用隔水材料覆蓋，待雨挺后立即拆除使水分蒸發。

3.5 養生

（1）冷再生混合料的強度形成需要經歷一段時間，冷再生層加鋪上層結構前必須進行養生。（2）在封閉交通的情況下養生時，可進行自然養生，一般無需采取措施。（3）在開放交通條件下養生時，再生層在完成壓實至少1d后方可開放交通，但應嚴格限制重型車輛通行，行車速度應控制在40km/h以內，不得急制動和原地掉頭。（4）在通常情況下，冷再生養生時間為7d，當滿足一下兩個條件之一時，可以提前結束養生：A、再生層可以取出完整的芯樣；B、再生層含水率低于2%。圖14所示：

4 經濟效益分析

經合理設計的乳化瀝青廠拌冷再生混合料的性能能夠滿足瀝青路面下面結構層的要求，故本部分結合省道201工程的實際生產情況，根據工程項目的技術等級、項目所在地的環境及運輸條件等因素對乳化瀝青廠拌冷再生瀝青路面與常規瀝青路面的經濟性進行比較分析。

本工程采用乳化瀝青冷再生層可充當柔性基層（或下面層），厚度平均約為10cm，現對乳化瀝青混合料直接經濟性進行分析表1所示：

5 總結

根據S201線馬黃段的施工發現以下優缺點：

5.1 優點

（1）可在不改變路面縱橫線形的前提下處治多種類型的路面病害，改善路面結構承載力。（2）與傳統的路面維修技術相比，該技術可減少路面施工過程中對集料、瀝青和能源等資源的消耗，從而降低工程成本。（3）同時該技術可節約自然資源的消耗，解決廢物堆置問題等，可以減少環境污染，具有重要的環保意義。

5.2 局限性及缺點

（1）必須擁有一整套廠拌冷再生拌合及RAP料的破碎、篩分設備，同時有大量的銑刨料儲備。（2）對下承層的強度有一定的要求，若為年久失修的鄉鎮道路或下承層軟弱路基就不建議采取先處理路基再做冷再生結構層的方案，這樣產生的費用則會寅吃卯糧。（3）養生期過長，一般為3-7天。在車流密集或平交路口較多的路段封閉交通的難度遠大于施工難度。（4）后期養護及保養有難度，由于設備采購費用高，對養路單位來說不可能隨時有同種材料處理病害。

5.3 建議

（1）選擇施工路段最好避開車流量大及平交路口較多的區域，同時不要選擇兩側樹木茂密地段，因為會長期欠缺日照影響強度。（2）建議銑刨料堆存最好將同一路段或設計配合比相同項目的RAP料堆存在一起，不同的RAP料最好分區堆存。雖然RAP料會經破碎、篩分，但是在S201線施工中發現，由于RAP料源的多樣化和復雜化，造成新生混合料的配比的不固定性和調節頻率的增加，施工的可控性增大。（3）待此工藝嫻熟后運用于高速公路中充當下面層或柔性基層，因為同路段路面銑刨后的RAP料更穩定，可控性更強，施工質量也最好。

6 結語

瀝青現場冷再生技術是一門新興技術，在國內的深入研究也只是剛剛起步。隨著現場冷再生技術的推廣應用必將給社會節約大量的資金，減輕環境污染，其不僅對交通干擾小、改善路面級配、降低孔隙率、還能延緩路面老化，給我國舊瀝青路面改建帶來不可估量的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1] 瀝青路面乳化瀝青廠拌再生技術規范.江西省地方標準，2010.

[2] 殼牌 Recycle Plus 廠拌冷再生混合料施工指南，2010.

[3] S201線馬家山至黃羊頭路段乳化瀝青冷再生配合比設計.甘肅省交通勘察設計院養護研究院，2014（4）.