公路工程施工中的瀝青路面冷再生技術

涂四根、何路平

（江西省公路交通工程有限公司，江西南昌 330000）

0 引言

在綠色交通背景下，路面再生技術應運而生，通過對廢舊瀝青路面材料進行二次利用，能夠達到節約材料、降低成本的目標，因此該技術現已在國內外公路工程中廣泛應用。我國部分公路建設年限久遠，隨著交通車流量不斷增加，公路受到不同程度的損壞，產生如裂縫、沉降等病害，以往維修施工時，多采用素土回填法，不但成本較高、工期較長，還會因廢料堆放污染環境。隨著施工工藝的不斷優化，冷再生施工技術投入使用，能夠有效利用廢舊瀝青路面材料進行回填節約大量資源，與建筑行業的節能發展要求相契合。

1 工程概況

某公路工程全長5.4km，采用瀝青路面結構，路面結構層為15cm 瀝青混凝土面層+20cm 水穩基層+30cm灰土底基層，設計行車速度為60km/h，正式通車運行15 年后，路面在外界環境與長期行車荷載的作用下，出現多處坑槽、裂縫、沉陷等病害。對此，通過瀝青路面冷再生技術進行施工，采用一次性破碎的方式，對瀝青路面就地挖掘、碾碎，再加入適量的再生劑、水泥等，依靠冷再生設備使舊瀝青路面得到重新利用，混合完畢鋪設到路面上，經反復碾壓、按時養護，確保滿足使用要求。再生路面結構為9cm 瀝青混凝土面層+15cm 瀝青廠拌冷再生上基層+20cm 水泥就地再生下基層+30cm 灰土底基層。冷再生施工方案如圖1 所示。

圖1 冷再生施工方案圖

2 瀝青路面冷再生技術應用要點

2.1 測量放樣

首先，全面清理原路面，禁止雜物摻入混合料，以免基層質量受到影響。其次，進行放樣工作，準確測量高程和平面，掌握原設計中高程與下層高程的差距，對比差值并畫線，以便后續工作的開展；最后，按照高程值開工，嚴格控制路面攤鋪厚度與高程，根據公路改造方案，精準計算混合料的使用量、待維修路段混合料的攤鋪厚度，放出與之相對的施工寬度邊線控制線、路面中線、邊緣控制線。該項目根據施工需求，選用徐工XLZ2103S 路面冷再生機，參數配置如表1 所示[1]。

表1 冷再生機技術參數

2.2 舊路面預處理

該項目中的舊路面年久失修，存在明顯沉陷、網裂、坑槽等病害，因此需要進行銑刨處理。首先，應按照事先設定的再生深度均勻銑刨路面，并將銑刨的瀝青路面材料整齊放置；其次，由專人清理舊路面上的垃圾、雜物，保證路面的清潔性，以免雜物混入混合料內；再次，針對舊路段翻漿等影響路基穩定的病害，可用挖掘機將較為松散的結構挖除，再填筑與原本基礎材料性能相同的材料；最后，采用分層施工法，用夯實機壓實，確保舊路段與周圍路段水平高度相同，以維護路面整體結構的平整性。對于局部深度不足5cm的坑槽，可用10% 劑量石灰土夯實；對于深度超過5cm 的坑槽，可用10%劑量石灰土摻加一定比例的石料填平、夯實，以保證冷再生基層強度，增強結構穩定性，使材料厚度均衡，以免高低不平。正式施工前，先選取長度200m 的路段進行試鋪，確定混合料的最佳配比、攤鋪厚度、再生混合料級配等，再采用平地機整平再生層，為后續攤鋪和碾壓打好基礎。

2.3 原材料選擇

根據公路瀝青路面再生技術規定，該項目采用馬歇爾法對泡沫瀝青冷再生混合料配合比進行設計。在設計過程中，選用中粒式再生混合料，利用標準擊實成型試件進行劈裂強度試驗，原材料選擇如下。

第一，泡沫瀝青。在泡沫瀝青發泡時，選用普通70#-A 道路石油瀝青，將瀝青溫度加熱到160～170℃，并選擇發泡用水量的2%進行發泡。道路石油瀝青參數如下，密度為1.015g·cm-3，軟化點為47.0℃，15℃延度＞100cm，60℃動力黏度為201Pa·s。

第二，集料。將回收的銑刨料破碎、篩分處理，分成0～10mm 和10～20mm 兩種規格，取樣后烘干水分備用。新集料選用10～25mm 的碎石，對破碎篩分完畢的兩檔RAP 料進行篩分試驗。集料篩分結果如表2所示。

表2 集料篩分結果

第三，水泥。選用P·O42.5 道路用普通硅酸鹽緩凝水泥，根據《通用硅酸鹽水泥》（GB 175—2007）要求進行檢測，檢測結果如表3 所示。

表3 水泥檢測結果

2.4 撒布水泥與泡沫瀝青

首先，該項目在撒布水泥之前，先用白灰畫出撒布邊界線，再根據水泥劑量準確計算各區域的撒布量，此后利用智能撒布機施工，一邊撒布一邊檢查水泥分布情況，以避免遺漏、過撒現象。

其次，對冷再生層充分養護后，加鋪封層，提高保護表面層、防水等效果。

再次，根據瀝青路面的交通等級，綜合分析道路設計年限、環境、氣候等因素，制訂最佳的冷再生結構設計方案。

最后，在再生拌和期間按照設計劑量噴灑乳化瀝青，并加入適量骨料，使混合料級配得以改善，路面平整度得到保證。施工時，再生機以6～8m/min 的速度行駛，將再生混合料的含水量控制在6.0%左右，對于受損或者龜裂明顯的路段，可適當減速行駛，加快銑刨轉子速度[2]。

2.5 再生路面施工

第一，再生層整形。半幅路段拌和后，先用50t 振動壓路機穩壓2～3 遍，再用平地機初步整平，根據設計縱斷高程、橫坡度，每間隔10m 為一斷面，設置3 個測點，檢測高程，并按照1.05～1.10 的松鋪系數定位基準點，若高程不足，可用富裕路段材料補充，高出的位置用平地機整平。通過舊路整形達到“調坡”“調拱”的目標，使平整度與設計要求相符合。在整形過程中，堅持“寧刮勿補”的原則，若找補的厚度不足，在找補前要先將低洼處壓穩，并將表層5cm 耙松后再找補，以確保碾壓成型一致，避免松散、離析情況。

第二，碾壓工藝。該項目選用鋼輪振動壓路機，在再生機作業完畢后進行路面初壓，其間應確保高頻低幅碾壓，還要合理控制碾壓次數，使深層底部70%厚度范圍內的壓實度滿足標準，碾壓速度為2.5km/h左右。初壓結束后，利用平地機整形，針對局部低洼處，采用新拌和料找平。在路面整形期間，應嚴格禁止路段車輛通行，以免材料離析。整形結束后，應在最佳含水量狀態下利用光輪壓路機再次碾壓，設備行駛速度應保持在1.5～2.5km/h 之間。終壓階段利用26t 膠輪壓路機碾壓5 次，以確保再生層平整、密實。

第三，養護工藝。為提升再生混合料質量，達到預期公路施工效果，應重視養護工作的開展。前期施工完成后，應及時將草袋、土工布覆蓋在路面上，灑水養護，養護時間應超過7d，直至路面強度滿足要求，道路才可通行。養護期間必須加強交通管制，并由專人負責瀝青再生混合料的含水量檢測，嚴格按照規定進行灑水養護，確保路面始終處于適宜的濕潤狀態[3]。

2.6 應用效果檢驗

為檢驗冷再生技術的應用效果，該工程選取5 個具有代表性的路段，對再生基層施工質量和承載力進行測試，再生基層檢測結果如表4 所示。根據表中數據可知，舊路面冷再生施工質量良好，成型后的水泥穩定基層具有較強的承載力，符合設計要求。舊路面銑刨料與水泥混合后，在水分作用下發生凝絮反應，充分碾壓后形成穩固的骨架結構，可增強結構層的承載力；再生基層芯樣的抗壓強度滿足設計要求，可確保車輛的安全通行。

表4 再生基層檢測結果

2.7 質量保障措施

在公路工程施工中應用瀝青路面冷再生技術，不但要求再生材料滿足施工工藝要求，還要把握原材料配比，優化含水量、瀝青溫度及最佳穩定劑用量等參數，使施工后的路面基層、基底層均符合要求，具體如下：

第一，含水量。在瀝青路面冷再生施工中，應密切關注含水量問題，若該項指標較小，礦料間的間隔便會縮小，無法使瀝青均勻分散；若含水量過高，容易出現再生混合料過度潮濕的情況，會增加瀝青裹覆難度。在碾壓環節，若路面含水量超過標準值，會增加后期壓實難度。因此，應使含水量始終處于合理范圍，以免影響施工順利開展。對此，可開展重型擊實試驗，并將土的含水量與干密度繪制成曲線圖，在壓實過程中，土的干密度會隨含水量增加而增加，達到某一數值后二者開始呈反比關系，由此可得出路基填土干密度對應的最佳含水量。

第二，瀝青溫度。在施工期間應密切關注瀝青發泡效果，一般情況下，瀝青用于面層，在冷再生基層作業中需要補加瀝青，并合理控制溫度，使瀝青充分包裹常溫石料，進而提高路面結構的穩定性。若瀝青溫度不足，便很難充分覆蓋石料；若溫度高于標準值，泡沫瀝青便會膨脹破裂，也難以確保石料被有效包裹，從而影響施工質量。因此，應加強瀝青溫度控制，可將溫拌技術與再生技術相結合，實現優勢互補，此舉不但可提高路面材料質量，還可實現較低溫度下的拌和與壓實，達到路面材料循環利用、節能減排的雙重目標。

第三，最佳穩定劑用量。根據國家頒布的公路路面基層施工細則可知，合理的水泥用量與最佳含水率可保證路基強度穩定、可靠。水泥劑量與7d 抗壓強度為正比關系，劑量為5%時，可滿足規定要求；若劑量高于11%，便會超出二級與二級以下路面要求，且水泥劑量過高，雖然會提高無側限抗壓強度，但容易使基層產生溫縮裂縫，使抗疲勞性能受損。對此，在瀝青路面冷再生施工中，為提高工程的經濟性，水泥劑量滿足無側限抗壓強度要求即可[4]。

3 結語

綜上所述，當前國內交通運輸需求量不斷增加，給公路路面帶來了較大壓力，容易出現車轍、坑槽、裂縫等病害，影響正常運行。對此，可將冷再生技術應用到舊路面改造、修補與養護工作中，通過測量放樣、舊路面預處理、原材料選擇、撒布水泥與乳化瀝青、再生路面整形、碾壓與養護等技術，有效促進公路瀝青路面質量的提升，降低病害發生率，延長公路使用壽命，保護駕駛人員的生命安全，促進交通運輸行業的穩定發展。