冷再生技術(shù)在國(guó)道路面改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

覃建科

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，西安710038）

1 項(xiàng)目概述

某國(guó)道路面改造項(xiàng)目全長(zhǎng)37.231 km，其原路面主要由瀝青混凝土罩面段（占大部分）及水泥混凝土路面段組成，設(shè)計(jì)采用舊路面銑刨后加鋪新的路面結(jié)構(gòu)處理，對(duì)于既有路面的改造，應(yīng)遵循“充分利用、注重實(shí)效”的原則，公路路面材料使用堅(jiān)持以“零廢棄”為管理目標(biāo)，本項(xiàng)目對(duì)舊路面材料實(shí)施路面再生循環(huán)利用。

本項(xiàng)目郊區(qū)段現(xiàn)狀瀝青罩面改造后為水泥混凝土路面，需對(duì)現(xiàn)狀瀝青罩面進(jìn)行銑刨處理，銑刨后瀝青廢料采用廠拌冷再生方式進(jìn)行再利用，再生劑采用水泥。在具體施工中，本項(xiàng)目基層、底基層與瀝青調(diào)平層改造材料使用瀝青再生混合料。原瀝青罩面面層為2015—2016年設(shè)計(jì)施工，設(shè)計(jì)采用AC-13細(xì)粒式瀝青混凝土且使用時(shí)間較短，材料各項(xiàng)指標(biāo)經(jīng)檢驗(yàn)合格后可再生利用作為基層使用。

2 瀝青路面再生技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)

2.1 資源利用率高，環(huán)保性好

瀝青路面再生技術(shù)可大量利用舊瀝青材料和砂石材料，有利于降低路面施工對(duì)環(huán)境的影響和資源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展和建筑垃圾減量化的目標(biāo)。這種綠色再生的路面施工技術(shù)不僅能夠幫助控制工程造價(jià)，同時(shí)對(duì)開(kāi)山取石、土地利用及環(huán)境保護(hù)等也有積極意義。

2.2 工期短

瀝青路面再生技術(shù)可直接利用現(xiàn)有材料進(jìn)行施工，施工效率高，并且銑刨、破碎、混合料制備、澆筑攤鋪等施工工序的連續(xù)性較好，施工工期安排緊湊，可以在規(guī)定工期內(nèi)保質(zhì)保量地完成改造施工。

2.3 施工質(zhì)量高

瀝青路面就地冷再生技術(shù)所選擇的施工設(shè)備是就地冷再生設(shè)備，該設(shè)備具有智能化控制、精細(xì)化管理施工的特點(diǎn)，能夠精準(zhǔn)控制各個(gè)摻和料的劑量和攪拌時(shí)間，同時(shí)還能連續(xù)開(kāi)展作業(yè)，施工整體質(zhì)量良好。

3 再生混合料的工程性能評(píng)價(jià)

為了確保再生路面結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量，必須確保再生混合料的性能符合項(xiàng)目施工要求。對(duì)于季凍地區(qū)，氣候條件頗為特殊，因此，需要充分考慮再生混合料的綜合性能表現(xiàn)，例如，力學(xué)性能、穩(wěn)定性、抗沖刷性、抗收縮性。具體做如下分析：

1）力學(xué)性能。再生混合料的力學(xué)性能通常以力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)為判斷基準(zhǔn)，本項(xiàng)目力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)的關(guān)鍵因素包括抗壓回彈模型、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度及劈裂強(qiáng)度。

2）穩(wěn)定性。穩(wěn)定性反映的是冷再生混合料對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，具體考慮水穩(wěn)性和凍穩(wěn)性兩個(gè)方面，并且在季凍地區(qū)更應(yīng)充分考慮到冷再生混合料的穩(wěn)定性。受凍融循環(huán)的影響，基層材料的強(qiáng)度有降低的變化趨勢(shì)，易形成薄弱面，嚴(yán)重時(shí)可見(jiàn)薄弱面有不同程度的開(kāi)裂現(xiàn)象。為此，在基層的施工中，必須選擇性能穩(wěn)定可靠的材料，依托于材料的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到緩解基層開(kāi)裂破壞的效果。

3）抗沖刷性。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通量逐步增加，車輛荷載作用增強(qiáng)，且還存在降雨等外部環(huán)境因素的影響，此時(shí)路面易出現(xiàn)不同程度的沖刷破壞現(xiàn)象。在瀝青路面的早期損壞中，半剛性路面的水損害是關(guān)鍵原因，因此，需要注重冷再生混合料的抗沖刷特性，以便有效抵御外部因素的影響。

4）抗收縮性。隨著添加劑類型及用量的改變，再生混合料的收縮性能隨之發(fā)生變化，為此，有必要加強(qiáng)對(duì)材料抗收縮特性的研究。

4 舊瀝青路面材料的回收、預(yù)處理和堆放

為了降低路面集料破碎率，防止材料發(fā)生變質(zhì)，本項(xiàng)目在回收舊瀝青路面材料時(shí)采用了冷銑刨這一方式，其施工要點(diǎn)包括：

1）要保證下臥層路面結(jié)構(gòu)不受到破壞，必須控制好冷銑刨厚度；同時(shí)，要將舊瀝青路面材料分類堆放。

2）對(duì)基層廢料、水泥混凝土廢料、雜物、土等雜質(zhì)做好把關(guān)工作，以免雜質(zhì)混入回收與存放環(huán)節(jié)中。

3）以再生混合料最大公稱粒徑及設(shè)計(jì)骨料粒徑為依據(jù)篩分舊瀝青路面材料，從而更好地保障篩孔尺寸的合理性。篩分材料需滿足以下要求：（1）篩孔通過(guò)率大于18%；（2）最大粒徑小于再生混合料最大公稱粒徑；（3）篩除超粒徑材料。

4）舊瀝青路面材料必須經(jīng)處理后方可投入使用。

5 材料及配合比選用

5.1 材料

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的回收瀝青路面材料集料規(guī)格參照DB 41/T864—2013《公路水泥穩(wěn)定碎石抗裂設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》，并摻入40%碎石骨料，該碎石骨料可采用舊混凝土路面經(jīng)破碎篩分并檢驗(yàn)合格后的破碎料。瀝青銑刨料和混凝土破碎料按粒徑篩分為A料19～26.5 mm、B料9.5～19 mm、C料4.75～9.5 mm和D料0～4.75 mm，骨料按照參配比例A∶B∶C∶D=16∶35∶16∶33組成。

本項(xiàng)目所運(yùn)用材料需滿足以下要求：（1）骨料保證潔凈且干燥，同時(shí)無(wú)風(fēng)化現(xiàn)象或雜質(zhì)；（2）拌和用水應(yīng)為經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證合格的非飲用水；（3）水泥作為再生結(jié)合料，可優(yōu)先選擇緩凝型水泥，即初凝時(shí)間＞3 h、終凝時(shí)間＞6 h，嚴(yán)禁使用快硬水泥、早強(qiáng)水泥，水泥應(yīng)疏松、干燥，無(wú)聚團(tuán)、結(jié)塊、受潮變質(zhì)，水泥強(qiáng)度等級(jí)宜選用P·O42.5[1]。

5.2 最大干密度和最佳含水量

本項(xiàng)目在將舊路面瀝青銑刨料、混凝土破碎料及水泥按擬定風(fēng)化后，對(duì)其進(jìn)行了重型擊實(shí)試驗(yàn)，目的在于更精確地確定配合比。經(jīng)試驗(yàn)，再生混合料最佳含水量為6%，此時(shí)混合料的最大干密度2.005 g/cm3，水泥含量6%，具體結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1 不同含水量時(shí)混合料的各項(xiàng)參數(shù)

表2 混合料水泥含量

6 施工工藝

為了進(jìn)一步確保施工質(zhì)量，建設(shè)單位在施工準(zhǔn)備階段需與設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位等進(jìn)行技術(shù)交底；而施工單位在獲取對(duì)應(yīng)技術(shù)交底資料后，應(yīng)開(kāi)始設(shè)計(jì)施工方案并對(duì)相關(guān)施工人員進(jìn)行培訓(xùn)。下承層驗(yàn)收合格后，方可以進(jìn)行上結(jié)構(gòu)層施工。正式開(kāi)工之前，應(yīng)鋪筑不小于200 m的試驗(yàn)段，確定施工工藝和質(zhì)量控制要求。

本項(xiàng)目為了讓各工序緊密銜接，決定使用流水作業(yè)法施工，以更好地保證材料拌和到碾壓結(jié)束的時(shí)間，從而使項(xiàng)目按時(shí)、按質(zhì)地完成。

6.1 拌和

為保障混合料的穩(wěn)定性，本項(xiàng)目將混合料集中于水穩(wěn)拌和站進(jìn)行施工，該環(huán)節(jié)需注意以下內(nèi)容：（1）拌和用水量應(yīng)當(dāng)符合設(shè)計(jì)時(shí)的最佳含水率6%。（2）拌和時(shí)，質(zhì)檢人員和機(jī)械操作手隨時(shí)且連續(xù)地觀測(cè)拌和是否均勻，如混合料出現(xiàn)灰條、灰團(tuán)、花面或離析等情況，則需及時(shí)停止生產(chǎn)并上報(bào)；同時(shí)，要分析原因并采取整改措施，符合設(shè)計(jì)要求后再繼續(xù)拌和生產(chǎn)。

6.2 路面銑刨

聯(lián)合應(yīng)用2臺(tái)2200CR一機(jī)兩用設(shè)備，銑刨深度控制在20 cm內(nèi)，銑刨的材料篩分速度為8～10 m/min，條件允許時(shí)穩(wěn)定在8 m/min，此時(shí)可兼顧銑刨材料篩分效果和施工效率的雙重要求。對(duì)于復(fù)加的二次銑刨的深度，以15 cm以內(nèi)為宜[2]。

6.3 運(yùn)輸

在確認(rèn)運(yùn)輸車數(shù)量上，要以混合料實(shí)際生產(chǎn)能力等因素為依據(jù)。在具體裝料過(guò)程中，可按照前—后—中順序來(lái)進(jìn)行處理。運(yùn)輸車在運(yùn)輸時(shí)要用防雨篷布全面覆蓋混合料，以避免其損失水分或受到天氣變化影響。

卸料時(shí)，運(yùn)輸車與攤鋪機(jī)的距離要保持在安全范圍內(nèi)，以免發(fā)生碰撞；在完成卸料后，工作人員需對(duì)車廂進(jìn)行清理。

6.4 攤鋪

本項(xiàng)目在攤鋪時(shí)選用了攤鋪機(jī)作為作業(yè)設(shè)備，需注意以下幾點(diǎn)：（1）將防黏劑均勻涂抹于攤鋪機(jī)，并遵循“低頻高幅”原則進(jìn)行施工。（2）攤鋪機(jī)夯錘頻率要以具體攤鋪時(shí)速度、厚度、寬度等因素為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整，從而保障碾壓前的混合料的密實(shí)度大于80%。（3）為避免攤鋪機(jī)底面發(fā)生離析、打料等現(xiàn)象，要使螺旋送料器中混合料的高度不少于螺旋器直徑的2/3。（4）攤鋪速度控制在2～4 m/min，在整個(gè)過(guò)程中，嚴(yán)禁隨意變更速度，不得隨意中斷、急轉(zhuǎn)彎等，也要保證攤鋪機(jī)的夯錘或夯板的振搗頻率均勻一致[3]。

6.5 壓實(shí)成型

本工程選擇噸位適中的壓路機(jī)進(jìn)行廠拌冷再生混合料壓實(shí)，根據(jù)施工要求，合理確定壓實(shí)遍數(shù)，碾壓時(shí)，遵循“先輕后重、先慢后快、從低到高”的原則。碾壓施工一般分3階段完成，本項(xiàng)目采用單鋼輪壓路機(jī)組合輪胎壓路機(jī)的方式進(jìn)行碾壓施工，具體流程有：

1）初壓時(shí)，緊隨攤鋪機(jī)后面，通過(guò)單鋼輪壓路機(jī)先進(jìn)行1遍靜壓施工，隨后進(jìn)行1遍振動(dòng)壓實(shí)，速度控制在25 m/min。

2）初壓流程結(jié)束后需及時(shí)進(jìn)行復(fù)壓：（1）保持30 m/min行駛速度內(nèi)使用單鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～4遍振壓；（2）采用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行揉壓，遍數(shù)可控制在2～4遍，行駛速度控制在50 m/min，直到路面明顯輪跡基本消除，路面平整。

3）終壓時(shí)，采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1～2遍碾壓即可，行駛速度控制在50 m/min，以此起到收面作用，總體碾壓遍數(shù)約控制在10遍即可滿足設(shè)計(jì)要求。

6.6 橫縫的處理

施工中，應(yīng)盡量減少停機(jī)。在不可避免的情況下，應(yīng)對(duì)所形成的橫縫進(jìn)行認(rèn)真處理。攤鋪前的橫縫必須切除松散部位，做成垂直豎縫，在縫的側(cè)面噴適量的水泥凈漿，保證連接牢固。

6.7 縱縫的處理

縱縫應(yīng)垂直相接，嚴(yán)謹(jǐn)斜接。半幅施工時(shí)，在靠路面中央的一側(cè)預(yù)留約5～10 cm寬度，不碾壓，待下一幅施工時(shí)用平地機(jī)刮除，刮除的舊料必須廢棄嚴(yán)禁使用，在縫的側(cè)面灑水泥凈漿，保證黏結(jié)牢固后再攤鋪另一幅。

6.8 養(yǎng)護(hù)處理

養(yǎng)護(hù)及交通管制該項(xiàng)工程完成后，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為7 d，為保證路面強(qiáng)度的穩(wěn)定性，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)嚴(yán)格封閉交通。

7 結(jié)語(yǔ)

在既有瀝青路面的改造中，冷再生技術(shù)是一項(xiàng)綜合應(yīng)用效果突出的技術(shù)手段，其充分利用了廢舊路面材料，實(shí)現(xiàn)了“變廢為寶”，由此減少新材料的外購(gòu)量，縮短了材料采購(gòu)時(shí)間，提高了施工效率及經(jīng)濟(jì)效益；配合撒布、碾壓、養(yǎng)護(hù)等相關(guān)方法，有效建成質(zhì)量可靠的瀝青路面，以滿足既有路面的改造要求。