廠拌冷再生技術在瀝青路面維修項目中的應用分析

薛 白 玉

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司，山西 大同 037006)

0 引言

在長期自然環境和重載交通的共同作用下，部分路段出現了嚴重的瀝青路面病害，嚴重影響了公路瀝青路面的通行能力。傳統的路橋大修施工技術是在瀝青路面的承載能力大部分或者完全喪失的情況下，將原有瀝青路面銑刨后重新鋪筑，由于完全破壞了瀝青路面的結構體系，在養護大修過程中要重新鋪筑底基層、基層及面層，不但施工周期長，而且大修施工成本居高不下，給道路通行造成嚴重的不便。

瀝青路面再生技術是基于傳統養護技術之上，將原有瀝青混合料經銑刨、破碎、篩分等流程，并添加一定比例的新拌和瀝青、集料等，通過廠拌或者路拌后直接攤鋪壓實，是一種高效的再生養護施工技術。本文以常用的廠拌瀝青混合料再生技術為研究對象，詳細分析了廠拌冷再生技術在高速公路瀝青路面維修中的應用情況。

1 廠拌冷再生瀝青混合料強度形成機理分析

通過工程實踐經驗可知，在公路瀝青路面養護施工過程中，最常用的廠拌瀝青混合料類型為乳化瀝青冷再生混合料，為了明確廠拌冷再生乳化瀝青混合料的工程應用情況，應先掌握該材料的強度形成機理。

乳化瀝青混合料的強度形成主要依賴于乳化瀝青和瀝青混凝土內的集料，借助廠拌冷再生技術將集料和水充分拌和均勻，保證集料表面清潔濕潤，并均勻加入乳化瀝青。以上各材料在拌和過程中發生化學反應，產生表面均勻的且具備吸附性的薄膜，薄膜表面的吸附性作用能夠實現瀝青顆粒的快速排列；在外界環境適宜的條件下，乳化瀝青開始“破乳”，最終形成類似熱拌和瀝青混合料的完全包裹結構，見圖1。

廠拌冷再生瀝青混合料在性能劃分上可以細分為施工性能和路用性能兩方面，其中，施工性能主要是針對于冷再生瀝青混合料的廠拌、攤鋪及壓實環節，冷再生瀝青混合料的施工和易性直接決定了其施工性能和后期的路用性能。路用性能主要包括壓實度、承載能力及高溫穩定性等指標，表1為冷再生乳化瀝青混合料路用性能的主要影響因素。

表1 冷再生乳化瀝青混合料路用性能的主要影響因素

在以上統計的影響因素中，乳化劑類型對路面主要性能均有影響，在冷再生瀝青混合料中添加礦料后，以礦料的特性確定乳化瀝青選型，拌和回收瀝青面層材料的瀝青混合料，結合瀝青混合料的起始強度、黏附性、破乳時間等進行選定；除了乳化瀝青本身外，相關集料的級配設計標準對冷拌乳化瀝青混合料的早強和后期強度指標均有決定性影響。應優化冷再生瀝青混合料的級配類型，以提高乳化瀝青混合料的級配碎石骨架特性，提高承載能力等路面性能。

通過科學的配合比設計，冷再生混合料的劈裂強度比可以超過90%，甚至出現超過100%的情況，說明冷再生混合料有卓越的抗水損害能力，見圖2。

2 廠拌冷再生瀝青路面維修施工應用分析

2.1 廠拌冷再生施工技術分析

廠拌和生產技術在瀝青路面養護維修施工過程中可不犧牲瀝青路面原有的幾何外形基礎上優化路面的總體結構，并適用于多種病害的維修處治要求。經廠拌后的各種再生瀝青混合料的施工和易性良好，為了保證維修及養護施工質量，最好在冷再生層之上加鋪上封層，以提升瀝青路面的密封防水性和耐磨性。

為了提升廠拌瀝青混合料的拌合效率和拌合質量，滿足廠拌機械設備的可移動性和機動擴容工作特點，相關機械零部件在運輸至固定施工場地后能夠快速安裝就位，一套完善的廠拌瀝青混合料攪拌設備包括：輸料倉、泵送設備、輸料噴嘴及雙輪攪拌機械，成套廠拌機械設備應滿足計算機程控要求，可以結合施工現場的混合料需求量動態控制生產效率。廠拌和冷再生施工技術可以細分為以下基本流程，具體如圖3所示。

2.2 廠拌冷再生乳化瀝青混合料維修施工技術

在正式開展維修施工前，應先對原始瀝青路面進行銑刨，銑刨厚度應以設計厚度為基準，銑刨機的推進速率應控制在75 mm/s～90 mm/s，銑刨作業應保證勻速推進。在銑刨的同時，應開展多線同步施工作業，將待拌合的RAP(回收瀝青面層材料)材料和乳化瀝青材料運輸至拌合廠，運輸車輛作業過程中應避免車輛碾壓待拌合的銑刨材料，防止銑刨材料在荷載作用下結塊硬化。銑刨完畢后，為了保證后續冷拌瀝青混合料的攤鋪和壓實施工成效，必須增加粘結層的粘附性能，在攤鋪前應對粘附層進行適當的鑿毛處理，并及時清理粘附層的雜物，保持粘附層清潔，在攤鋪冷拌瀝青混合料時，應提前均勻灑布透層油，確保接縫位置的透層油灑布均勻。

再生混合料配合比設計宜采用擊實法、修正馬歇爾法和路用性能檢驗的綜合設計方法。廠拌冷再生混合料配合比設計取料時，應從處理后的回收瀝青路面材料(RAP)拌和場料堆取樣；就地冷再生混合料的配合比設計時，應采用現場取樣。如使用其他取樣方式取樣，還應使用上述取樣方法進行設計檢驗。

再生混合料工程設計級配范圍應在本指南規定的級配范圍內，根據公路等級、工程性質、交通特點、材料品種等因素，通過對工程條件大體相當的工程使用情況進行調查研究后確定。根據再生混合料目標配合比設計結果，進行廠拌冷再生混合料生產配合比設計與驗證，應按以下方法：

1)確定各冷料倉的材料類型及規格后，標定各冷料倉下料滾軸轉速與下料速度的對應關系，即每轉一圈下料的質量(kg/轉)，根據各冷料倉的材料用量比例和拌料速度，確定各冷料倉下料滾軸轉速。

2)根據各冷料倉下料滾軸轉速，進行廠拌冷再生混合料試拌，并取試拌再生混合料進行礦料級配檢驗。將舊路面材料級配與新集料級配合成的礦料級配作為基準設計級配，添加再生膠結料拌制出混合料進行干篩和抽提篩分，根據篩分試驗結果，得出干篩法或抽提篩分法礦料級配與基準設計礦料級配的偏差，用于修正再生混合料礦料級配。

3)取試拌再生混合料進行劈裂強度、浸水劈裂強度、馬歇爾穩定度、浸水馬歇爾穩定度、高溫車轍、低溫彎曲、凍融劈裂強度等性能驗證，確定符合要求的生產配合比結果。

4)根據試拌生產配合比結果，選取200 m～300 m路段進行生產配合比試鋪驗證，從施工工藝、工程質量、施工管理、施工安全等方面驗證施工方案的可行性，確定再生混合料鋪筑關鍵工藝及參數，為正式施工提供技術依據。

冷拌瀝青混合料維修施工過程中的攤鋪和壓實是兩個重要施工環節。瀝青混合料攤鋪應使用配套有自動整平功能的瀝青攤鋪機，為了抑制瀝青混合料中的水分蒸發，在攤鋪過程中應做好局部密封性，以降低瀝青混合料中的水分散失，保證瀝青混合料的施工和易性滿足要求。攤鋪過程中，單位作業面上的攤鋪機械應選用至少兩臺及以上的施工機械配合施工，相鄰配合攤鋪機械的前后布置間距應控制在15 m～20 m范圍內，攤鋪機械設備應勻速推進，在攤鋪階段不能隨意調整推進速率，攤鋪過程中應委派專人進行跟機檢查，一旦發現瀝青混合料出現機械粘附現象應使用施工鏟刮蹭熨平板，保證瀝青混合料在攤鋪階段不出現集料離析病害。

攤鋪機運行過程中應定時檢測攤鋪實際厚度、預拱度及橫坡等參數，保證攤鋪厚度和松鋪系數滿足設計要求。瀝青混合料壓實應使用鋼輪壓路機和膠輪壓路機聯合施工，壓實施工應趕在乳化瀝青“破乳”時進行，壓實施工過程中應妥善控制瀝青混合料的含水率指標，保證含水率滿足壓實潤滑性要求。壓實應細分為初壓、復壓及終壓三部分組成，初壓以靜壓實為主，復壓雙鋼輪振動壓路機和膠輪壓路機配合壓實，終壓施工應使用雙鋼輪壓路機靜壓，以消除壓實機械輪跡。

3 結語

以往的路橋大修施工是等到瀝青路面承載能力大部分甚至是完全喪失的情況下，將原有瀝青路面銑刨后重新鋪筑，在養護大修過程中要重新鋪筑底基層、中面層及面層，不但施工周期長，而且大修施工成本很高，不利于實現公路養護的長期可持續發展。廠拌冷再生瀝青混合料施工技術不但解決了瀝青混合料集中拌合問題，還提高了瀝青混凝土路面的維修養護施工效率，應在后續的維修施工中繼續推廣使用。