面向農村公路的乳化瀝青冷再生技術研究與應用

徐肖華

（湖州市交通工程質量安全監督站，浙江 湖州　313001）

面向農村公路的乳化瀝青冷再生技術研究與應用

徐肖華

（湖州市交通工程質量安全監督站，浙江 湖州313001）

依托湖州市農村公路大中修工程，采用乳化瀝青冷再生技術對農村公路進行改造，通過實體工程的驗證，確定了冷再生混合料的施工工藝，證明了乳化瀝青冷再生技術具有很好的實用效果，在農村公路改造工程中可大面積推廣使用。

農村公路；乳化瀝青；冷再生混合料；施工工藝

0　引言

農村公路包括縣道、鄉道和村道，是公路網的重要組成部分，是保障和促進農村地區經濟發展最重要的基礎設施之一。自2003年，浙江省開始實施“鄉村康莊工程”，在全國率先拉開了大規模建設農村公路的序幕。截至2013年底，累計建成農村聯網公路突破13 000 km。目前，浙江省農村公路里程10余萬km。新建公路里程不斷增加，但隨之而來的“老齡化”公路也急需改建或重修，傳統改造方法，是將原路進行銑刨，并將廢料運輸到指定地點進行填埋和堆放，挖除的部分采用新材料重新鋪筑。如此，大量的廢舊瀝青材料被視為建筑垃圾而遭遺棄或填埋，浪費了大量資源，造成了巨額經濟損失，增添了巨大環保壓力。面對占浙江省路網總里程90%以上的鄉道和村道，如能應用再生瀝青混合料實施建設與養護，無疑將積極緩解農村公路建設與養護的資金、技術以及環境保護等方面的壓力［1-2］。

依托湖州市農村公路大中修工程，采用乳化瀝青冷再生技術對農村公路進行改造，通過實體工程檢測再生混合料的施工工藝和應用效果，為大面積推廣乳化瀝青冷再生施工技術做實際論證。

1　試驗路工程概況

試驗路段位于安吉縣的曉南線上，長約500 m。原路面為瀝青路面，縱向坡度大，超過6%。存在兩處小轉彎半徑。周邊有幾個采石場和一個水泥廠。雖然是農村公路，來往的交通量相對少，但是重車比例高，主要是來往運輸開采的石料和土方。經了解此類卡車一般滿載載重約50 t，最大可達70 t。

1.1原瀝青路面狀況調查與評價

曉南線最突出的問題是縱向平整度差，橫向波浪起伏，最大處超過10 cm；局部路段路表光滑，抗滑不足，且有一些坑槽，已嚴重影響了行車質量。曉南線原瀝青路面路況調查結果見表1。調查結果表明，曉南線路面狀況已不能滿足行車舒適性及安全性的要求。

表1　曉南線原瀝青路面狀況調查結果

1.2路面改造方案設計

雖然曉南線路段重車較多，但總的交通量并不大。在缺少準確交通資料的前提下，根據《公路瀝青路面設計規范》（JTGD50-2006）［3］，該段道路按照中等交通軸載進行設計。將路面結構厚度擬定為：12 cm乳化再生層做下面層，面層加鋪4 cm AC-16熱拌瀝青混合料作上面層。其路面結構方案見圖1。

圖1　路面結構方案

2　試驗路段用材料

2.1乳化瀝青的選擇

本路段采用的乳化瀝青由阿科瑪（上海）公司提供。根據《公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規程》（JTG E20-2011）［4］中相關試驗方法進行乳化瀝青材料的指標測定，結果見表2。由表可知該型乳化瀝青滿足規范要求，并具有較好的拌合性能。

表2　試驗用乳化瀝青性能測試結果

2.2集料和級配

研究中采用的集料包括RAP料、新集料和礦粉。RAP料為曉南線原瀝青路面經銑刨后所得到的再生集料，包括粗集料（最小粒徑大于4.75 mm）和細集料（最大粒徑小于4.75 mm）兩種級配的集料，其技術性質見表3；新集料為15～25 mm碎石和0～5 mm石屑，技術性質見表4；礦粉為石灰石礦粉，技術性質見表5。

表3　RAP料技術性質

表4　新集料技術性質

表5　礦粉技術性質

2.3水泥

為了提高乳化瀝青混合料的早期強度，向乳化瀝青混合料中加入少量的水泥。本路段采用的水泥為425號普通硅酸鹽水泥，摻量為2%。

3　生產配合比設計

3.1混合料設計要求

針對本工程的技術特點，結合《公路瀝青路面再生技術規范》（JTG F41-2008）［5］中的規定，確定乳化瀝青冷再生混合料的設計要求，具體見表6。

表6　乳化瀝青冷再生混合料設計技術要求

3.2生產配合比設計

根據乳化瀝青冷再生混合料設計要求，確定目標配合比，其中各檔集料及礦粉質量比為：粗RAP∶細RAP∶新15～25∶新0～5∶礦粉=27∶53∶14∶2∶4，最佳含水量為3.7%，最佳瀝青用量為3.7%，水泥摻量為2.0%。實際施工中，為了使實際配合比貼近目標配合比，進行生產配合比調整，調整后各檔集料及礦粉質量比為：粗RAP∶細RAP∶新15～25∶新0～5：礦粉=63∶37：0∶0∶0。調整后級配曲線見圖2。

圖2　生產配合比設計級配曲線

由圖2可以看出，生產配合比級配曲線與目標配合比級配設計曲線非常接近，且均在規范規定的級配上下限范圍內。

3.3最佳生產乳化瀝青用量確定

目標配合比設計確定的最佳瀝青用量為3.7%，在此基礎上分別采用3.5%，3.7%和3.9%的瀝青用量成型馬歇爾試件，水泥用量為2%，用水量根據集料含水量調整。試件性能檢測結果見表7。

由表7可以看出，各乳化瀝青用量下的混合料的試驗結果均滿足規范要求（15℃干濕劈裂強度比不小于 75%，40℃馬歇爾穩定度不小于6.0kN）。因此，最終確定乳化瀝青冷再生混合料生產配合比的最佳乳化瀝青用量為3.7%。

4　試驗路段施工和養生

施工前，清除路表面的浮塵、松散的顆粒和表面積水，待表面干燥后澆灑粘層油。粘層油瀝青用量約為0.6～0.8 L/m2，撒布1 d后方可鋪筑。施工時，采用6輛以上的重型卡車組成運輸車組成運輸車隊，形成接力運輸。攤鋪與普通瀝青混合料的攤鋪基本一致，預估松鋪系數為1.3，實際攤鋪厚度為16 cm。

對于乳化瀝青混合料，不宜直接采用振動壓實，防止乳液流失。待碾壓路面壓實，且乳化瀝青破乳并有水流出后再采用振動壓路機。碾壓工藝為：先靜壓、再輪胎、再振動。碾壓分為初壓、復壓、終壓三個階段，具體碾壓工藝見表8。

表8　碾壓組合參數

拌和至壓實結束時間不宜超過水泥初凝時間和乳化瀝青凝結時間。現場基本上是貨到、卸料、攤鋪和碾壓連續進行。

本路段采用開放交通的方式進行路面的養生，待施工完成1 d后，即對外開放交通，但限制車輛在40 km/h速度內均速慢行通過，且不得急剎車、原地掉頭，以避免車輪對表層的破壞。后續觀測發現：路面無花白料、無彈簧現象，施工質量良好。

5　結　語

依托湖州市農村公路大中修工程，采用乳化瀝青冷再生技術對農村公路進行改造，通過在曉南線上實體鋪筑試驗路段，確定了乳化瀝青冷再生技術的施工工藝，后續檢測結果表明試驗路段性能良好，可大面積推廣應用。

［1］郭法霞，賈建彪，王玉勤，等.論我國農村公路的養護管理［J］.中外公路，2007，27（1）:226-228.

［2］李慶華.淺析農村公路設計的特點和要點［J］.交通科技，2009（11）: 154-156.

［3］JTGD50-2006，公路瀝青路面設計規范［S］.

［4］JTG E20-2011，公路工程瀝青基瀝青混合料試驗規程［S］.

［5］JTG F41-2008，公路瀝青路面再生技術規范［S］.

U414

B

1009-7716（2016）07-0324-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.07.096

2016-04-12

徐肖華（1963-），男，江西南昌人，高級工程師，從事公路水運工程建設與管理工作。