公路瀝青路面結(jié)構(gòu)層水穩(wěn)冷再生施工技術(shù)應(yīng)用探討

曲磊 劉剛 李艷

（山東宇通路橋集團(tuán)有限公司，山東 東營(yíng) 257300）

水穩(wěn)冷再生施工技術(shù)屬于新型瀝青路面結(jié)構(gòu)層修復(fù)技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)將舊瀝青路面水穩(wěn)碎石基層銑刨處理，并按照設(shè)計(jì)要求摻加水泥及粗細(xì)集料，經(jīng)充分拌和后形成全新混合再生料，用于舊瀝青路面修復(fù)。

一、工程概況

某起訖樁號(hào)k14+220～k53+650段公路全長(zhǎng)39.437km，原路基寬25.5m，按雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，路面結(jié)構(gòu)為4cm厚中粒式瀝青混凝土+8cm厚粗粒式瀝青混凝土+20cm厚二灰穩(wěn)定砂礫石基層+22cm厚二灰穩(wěn)定土底基層，路面在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中已出現(xiàn)大面積損壞，必須盡快修補(bǔ)。為改善路面基層整體質(zhì)量，充分利用舊路銑刨材料，應(yīng)用水穩(wěn)冷再生施工技術(shù)，在拌制水穩(wěn)碎石冷再生混合料時(shí)按25%的比例摻加破碎篩分后的舊路銑刨料，并按設(shè)計(jì)比摻加水泥、新集料。

水穩(wěn)冷再生施工技術(shù)主要利用舊瀝青路面現(xiàn)有水穩(wěn)碎石基層，將其徹底清洗和破碎并按設(shè)計(jì)比摻加水泥、粗細(xì)集料、添加劑后通過(guò)先進(jìn)的冷再生設(shè)備，開(kāi)展包括冷再生混合料拌制、攤鋪碾壓、養(yǎng)護(hù)等在內(nèi)的舊瀝青路面施工，最終形成全新的道路基層。

二、配合比設(shè)計(jì)

該舊瀝青路面結(jié)構(gòu)層水穩(wěn)冷再生施工使用P.C 32.5緩凝型水泥，初凝和終凝時(shí)間分別為290min和405min，雷氏夾法所測(cè)安定性為1.6min，3d和28d抗折強(qiáng)度均為4.9MPa，3d和28d抗壓強(qiáng)度分別為18.5MPa和37.5MPa，膠砂流動(dòng)度為210mm，均符合規(guī)范要求。水泥用量分別為3%、4%、5%、6%和7%時(shí)的最佳含水量和最大干密度如圖1所示。當(dāng)水泥用量增加后冷再生混合料最大干密度和最佳含水量均呈增大趨勢(shì)；最大干密度隨水泥用量增加而增大，達(dá)到5%后，最大干密度增速減緩；隨水泥用量增加，水泥水化反映所需水量增大，導(dǎo)致混合料最佳含水量增大。水泥水化程度在早期較低，且產(chǎn)生的水化產(chǎn)物數(shù)量少，但水泥和水化產(chǎn)物仍對(duì)試件密實(shí)度有增大作用。出于對(duì)施工質(zhì)量和成本的綜合考慮，該舊瀝青路面水穩(wěn)冷再生混合料水泥用量應(yīng)定為5%[1]。

圖1 水泥含量與最佳含水量、最大干密度的關(guān)系

粗集料為粒徑9.5mm～4.75mm、19mm～9.5mm及31.5mm～19mm的破碎石灰?guī)r，壓碎值19.6%，針片狀顆粒含量15.7%，平均含泥量0.7%，均符合規(guī)范要求；細(xì)集料為粒徑0mm～5mm的石灰?guī)r磨制石屑，塑性指數(shù)4.3%，砂當(dāng)量66%，亞甲藍(lán)值1.48g/kg，均符合規(guī)范要求。

銑刨料主要來(lái)自舊路面銑刨回收料和水穩(wěn)基層碎石銑刨回收料，銑刨深度和速度根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果確定。路面及基層銑刨過(guò)程中每間隔6h和4h開(kāi)展1次銑刨機(jī)性能檢測(cè)，破損刀頭應(yīng)及時(shí)更換。瀝青面層銑刨寬2m，銑刨速度6km/h，設(shè)計(jì)銑刨厚度9cm；基層銑刨寬2m，銑刨速度3km/h，設(shè)計(jì)銑刨厚度18cm。分級(jí)篩分瀝青路面銑刨混合料后得到的公稱粒徑最大值為20mm，且級(jí)配連續(xù)，可直接用于摻配，基層銑刨料公稱粒徑最大為31.5mm，必須按照不超過(guò)2m的高度分級(jí)堆放。

三、水穩(wěn)冷再生施工技術(shù)要點(diǎn)

（一）施工準(zhǔn)備

施工前1周封閉半幅交通，并在路口增設(shè)指示牌和減速標(biāo)志，用錐形桶隔離，杜絕安全隱患。在公路兩側(cè)按照20m的間距設(shè)置標(biāo)樁并作為施工基準(zhǔn)線，同時(shí)徹底清除舊瀝青路面基層雜物、積水。綜合考慮施工條件、施工季節(jié)、氣候溫度、再生段寬度、水泥材料初凝時(shí)間等確定作業(yè)段長(zhǎng)度，該工程每個(gè)作業(yè)段長(zhǎng)200m。

（二）舊路面銑刨

采用運(yùn)輸車輛直接銑刨舊路面，再將銑刨料直接運(yùn)輸至拌和廠再生利用，在堆放過(guò)程中采用分類堆放方式，堆放高度不應(yīng)超過(guò)2m，并適量摻水以清洗并避免發(fā)生銑刨料結(jié)塊。在料倉(cāng)內(nèi)設(shè)置拱色板，待結(jié)束拌和后及時(shí)將料倉(cāng)放空。銑刨料運(yùn)輸至拌和廠后必須采用10mm和37.5mm兩種規(guī)格的篩網(wǎng)集中篩分，粒徑在10mm以下的銑刨料為細(xì)集料，粒徑在10mm～37.5mm的銑刨料為粗集料，粒徑37.5mm以上的銑刨料繼續(xù)破碎后使用。

（三）冷再生混合料制備及運(yùn)輸

舊瀝青路面銑刨料篩選和處理后通過(guò)水穩(wěn)碎石施工工藝配制，水泥用量5%，水泥和銑刨料的配合比為5∶100，粗、細(xì)集料分別從兩個(gè)料倉(cāng)同時(shí)進(jìn)料，并通過(guò)控制進(jìn)料流量嚴(yán)控進(jìn)料比。

在干凈清潔的車廂內(nèi)部均勻噴灑防黏結(jié)溶液，按照車廂“前部→尾部→中部”的次序分堆裝料，防止冷再生混合料黏結(jié)和離析。根據(jù)設(shè)計(jì)攤鋪速度確定混合料運(yùn)輸車輛[2]，按照設(shè)計(jì)攤鋪速度，運(yùn)料車數(shù)量為6輛～8輛。運(yùn)輸過(guò)程中用篷布全面覆蓋，防止水分過(guò)度散失，確保在混合料初凝前到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，不符合要求的混合料應(yīng)棄置不用。

（四）攤鋪及碾壓

施工采用一層攤鋪壓實(shí)技術(shù)，含水量控制在0.5%～1%。在攤鋪前徹底清理下承層，灑水潤(rùn)濕，并根據(jù)工程實(shí)際條件確定并調(diào)整冷再生拌和機(jī)生產(chǎn)能力和攤鋪機(jī)攤鋪能力，確保兩者協(xié)調(diào)配合，避免運(yùn)料車長(zhǎng)時(shí)間等待卸料。攤鋪完成后及時(shí)檢查是否存在集料成窩現(xiàn)象，對(duì)于成窩集料清除后補(bǔ)填混合料。為保證施工質(zhì)量，攤鋪過(guò)程應(yīng)連續(xù)開(kāi)展，對(duì)于特殊情況難以連續(xù)攤鋪中斷且時(shí)間在2h以上的，必須增設(shè)橫向接縫。

碾壓采用重型輪胎振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，且壓路機(jī)行駛速度控制在2.5km/h以下，若施工過(guò)程中氣候干燥，則應(yīng)及時(shí)灑水。為保證碾壓效果，采用弧形碾壓法，如圖2所示。一般情況下，碾壓結(jié)束后應(yīng)養(yǎng)護(hù)7d，并在每段施工結(jié)束后覆蓋土工布灑水養(yǎng)生。

圖2 弧形碾壓法

四、結(jié)語(yǔ)

舊瀝青路面采用水穩(wěn)冷再生施工技術(shù)大修后路表彎沉值明顯降低，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面荷載承受能力及路用性能均明顯改善，水穩(wěn)冷再生材料強(qiáng)度符合規(guī)范要求。水穩(wěn)冷再生施工后路面基層壓實(shí)度和平整度均顯著提升，施工質(zhì)量較好，舊銑刨料的二次利用降低了施工成本，符合綠色環(huán)保施工理念。