銑刨料冷再生技術在瀝青路面養護中的應用

帖向龍

（山西交通控股集團有限公司忻州高速公路分公司，山西 忻州 034000）

0 引言

隨著我國公路通車里程的不斷增加，很多公路相繼進入大修期[1]，在瀝青路面大修養護過程中產生了大量的銑刨料。銑刨料直接丟棄不僅會造成建筑材料的浪費，還會污染周邊環境[2-3]。銑刨料冷再生養護技術就是為了降低公路養護成本，利用廠拌冷再生法將銑刨料重新利用作路面下面層的技術，即按照一定比例加入銑刨料，與新骨料、瀝青、再生添加劑等拌和成為再生料[4-5]，作為路面基層或下面層使用。廠拌再生可以提高再生混合料的拌和質量[6]，混合料配合比更加準確，再生路面結構層路用性能更好。本文就銑刨料冷再生養護技術在瀝青路面養護中的應用進行介紹，并分析養護后的效果。

1 工程概況

1.1 路面結構破壞情況

某公路建成于1994年，按照一級公路建設標準，近年來交通量增幅較大，路面結構破損嚴重。該路線重載車輛較多，長時間運營使用后路面出現大面積破損，期間經過多次養護維修。通過現場調查，路面結構破壞情況嚴重，主要破壞形式有以下幾種：（1）面層開裂。K21+500～K22+600段、K22+950～K23+800段路面多處開裂，局部有沉陷，但總體平整度較好；（2）面層嚴重龜裂、塊狀裂縫，承載力下降。個別路段瀝青路面出現了嚴重的龜裂和塊狀裂縫，局部瀝青面層松散破壞嚴重，承載力不足，分析原因是由于長期在重載交通作用下，路面結構出現整體性破壞，應采取措施進行補強加固；（3）局部路段路面翻漿嚴重。由于車輛荷載重復作用，路面病害沒有及時修復，導致局部路段產生翻漿，路面結構破壞嚴重。

1.2 養護方案

根據現場調查結果，對路面破損程度較輕微路段，維修路面病害后進行罩面補強。對路面結構破損嚴重路段，銑刨原路面面層，對個別路段基層或路基存在質量問題進行處理。采用廠拌冷再生技術，將銑刨料運輸到攪拌站進行冷再生，通過配合比設計確定銑刨料、集料、再生添加劑加入比例，拌制混合料后運輸到施工現場，攤鋪壓實后作為路面下面層使用。再生后本項目路面下面層設計厚度為8cm，上面層和中面層厚度分別為4cm和6cm。

2 冷再生混合料配合比設計

2.1 原材料選擇與要求

銑刨料再生混合料中添加劑采用慢裂慢凝型陽離子乳化瀝青，利用廠拌冷再生技術生產再生混合料。銑刨料經破損篩分后得到再生骨料，為提升再生混合料使用性能，按比例添加20～30mm碎石。水泥選用P·O 32.5水泥，分別選取礦粉、銑刨料、碎石、乳化瀝青等原材料送實驗室進行檢驗，滿足設計要求方可選用。銑刨料堆放場地應做好處理，不得混入其他雜物，并做好防雨保護。雨天不得進行銑刨料篩分，以防粘篩影響集料篩分結果。應在晴天低溫時進行篩分，防止高溫季節瀝青融化粘篩影響集料級配。

2.2 礦料級配設計

銑刨料再生混合料作為瀝青路面下面層使用，礦料級配按照粗粒式進行設計。銑刨料篩分時應控制含水量[7]，含水量過高時應堆放晾曬后再進行篩分，通常含水量控制在3 %以下。含水量過高，細集料會粘附到粗集料上，篩分過程中不能篩除，影響礦料級配。另外，含水量過大不僅會影響銑刨料篩分級配，還會對混合料和易性產生影響。

銑刨料再生混合料配合比設計中，將銑刨料按照集料的要求進行檢測。主要檢測項目包括含水量、瀝青含量、砂當量等[8]，其中銑刨料中瀝青檢測項目包括針入度、60℃黏度、軟化點、15℃延度等。另外，還應該對銑刨料中粗集料的顆粒組成和壓碎值進行檢測，對細集料的棱角性進行檢測。銑刨料篩分完成后，根據再生混合料配合比設計要求調整含水量[9]，確定施工配合比。再生混合料中銑刨料摻量按85%控制，水泥含量占比為1.5 %，碎石和礦粉用量占比為13.5%，礦料級配如表1所示。

表1 再生混合料礦料級配

3 冷再生混合料下面層的施工

3.1 銑刨料回收

舊瀝青面層銑刨采用冷銑刨，在施工現場通過銑刨機將舊路面面層瀝青混合料銑削、破碎后輸送到自卸汽車，直接運輸至攪拌站分類堆放。攪拌站應做好場地硬化，將銑刨料分開堆放，并做好防雨保護。銑刨料應單獨堆放，不得混入雜物，對其中的超粒徑顆粒進行破碎處理，以便于后期篩分。

3.2 施工準備

下面層施工前對施工作業面進行處理，修復基層和路基病害，保證工作面平整密實。再生混合料下面層施工前徹底清理基層表面，并灑布一層乳化瀝青透層，徹底破乳后方可進行面層混合料攤鋪。如基層表面粘附有土等雜物，應采用壓縮空氣或高壓水沖洗，表面干燥后再灑布透層瀝青。

3.3 再生混合料拌和

按照再生混合料拌制要求調試標定攪拌設備，保證混合料拌制質量。冷再生混合料拌制可采用強制間歇式拌和設備和連續式拌和設備[9]，其中強制間歇式拌和設備配合比較準確，而連續式拌和設備生產效率高，出料快。為了保證冷再生混合料拌制質量，可施工延長拌和時間，保證混合料拌制均勻，但也應考慮乳化瀝青的破乳速度。乳化瀝青如果存放時間較長[10]，在拌制混合料前應該提前攪拌，防止乳化瀝青離析影響拌和質量。冷再生混合料拌制流程為：在攪拌站通過裝載機將集料、銑刨料裝入料斗中，稱重后按比例將各種原材料輸入攪拌器中，利用計量泵將水、乳化瀝青泵入攪拌器中，拌制均勻后通過出料口卸入自卸汽車料斗。

3.4 再生混合料運輸

為了縮短運輸時間，防止乳化瀝青破乳，應合理選擇攪拌站位置，盡量選擇養護路段中間部位。自卸汽車裝料時應移動車輛分幾次裝料，防止混合料離析。自卸汽車應根據運輸距離、拌和機和攤鋪機生產能力確定自卸汽車數量，并略有富余。自卸汽車可排隊等待，以保證再生混合料攤鋪的連續性。

3.5 再生混合料攤鋪

冷再生混合料攤鋪應選擇在晴天進行，環境溫度不得低于5℃，如攤鋪過程中下雨應立即停止攤鋪。按照松鋪系數、路拱橫坡度、攤鋪厚度等調整攤鋪機作業參數，做好攤鋪準備。再生混合料攤鋪應連續進行，攤鋪速度均勻、緩慢，盡量不停頓，攤鋪速度按2～4m/min控制。攤鋪過程中注意控制攤鋪厚度，如單層厚度超過150mm，應分層攤鋪。攤鋪過程中個別超尺寸材料安排人工清理，并對路面材料不均勻位置進行人工處理。

3.6 再生混合料壓實

冷再生混合料下面層壓實施工前合理組織壓實機械，安排壓實作業工序。由于銑刨料的強度較新集料強度低，因此碾壓過程中應選用中型壓路機，以防銑刨料碎裂降低面層強度。通過試驗段確定碾壓遍數、碾壓速度等施工參數，本項目壓路機選用中型靜力式壓路機、雙鋼輪振動壓路機和輪胎壓路機。初壓采用中型靜力式壓路機靜壓1～2遍，將面層材料壓實穩定；復壓采用雙鋼輪振動壓路機碾壓3～5遍，使混合料達到規定的壓實度；終壓采用20t以上輪胎壓路機和關閉振動的雙鋼輪振動壓路機靜壓1～2遍，收面、消除輪跡提高平整度。

3.7 養生及交通管制

再生混合料強度增長需要一定時間，因此壓實后開始養生，養生時間不少于一周。養生期間封閉交通，嚴禁重型車輛駛入，養生1d后可限制通行，控制行車速度不得超過40km/h。

4 再生混合料下面層施工質量檢驗

銑刨料再生混合料施工完成后，養生7d后進行質量檢驗，檢驗項目主要包括平整度、面層厚度、壓實度等。

4.1 平整度檢測結果分析

平整度檢測采用3m直尺，按照每200m檢測兩處的檢測頻率，人工檢測并做好記錄。本文選取K11+200～K12+000段平整度檢測結果作為研究對象，整理數據后繪制平整度檢測結果分布曲線。

分析圖1所示平整度檢測結果，得出各處平整度檢測結果平均值均<5mm，達到了下面層的平整度要求，施工質量合格。

圖1 完工后路面平整度檢測結果分布曲線

4.2 面層厚度檢測結果分析

本項目瀝青路面下面層設計厚度為8cm，本文選取K11+200～K12+000段作為研究對象，在行車道、超車道、路中和路側選取多個測點檢測面層厚度，整理數據如表2所示。

表2 再生下面層厚度檢測結果

分析表2數據，各測點實測值均高于8cm，且各測點厚度相差不大，路面面層厚度均勻，滿足設計要求。

4.3 壓實度檢測結果分析

再生混合料下面層養生期滿后，在施工現場進行鉆芯取樣，送實驗室對芯樣密度和壓實度進行檢測，確定壓實質量。本文選取K11+000～K14+200段作為研究對象，每200m檢測一處，各處檢測結果如表3所示。

表3 再生下面層壓實度檢測結果

分析表3 壓實度檢測結果，各測點壓實度均高于96%，滿足設計要求。各芯樣成型質量良好，無明顯孔洞，說明再生混合料下面層壓實質量合格。

5 結束語

本文以某一級公路大修養護作為研究背景，采用廠拌冷再生法對銑刨料進行回收利用，用作路面下面層以降低養護成本。文章從銑刨料回收、施工準備、再生混合料施工和養生等方面對再生混合料下面層施工技術進行全面闡述，總結了施工中的常見問題，并提出解決措施。完工后對再生混合料下面層平整度、壓實度和厚度進行檢測，各技術指標均滿足設計要求，施工質量合格。實踐證明，銑刨料冷再生養護技術能夠較好地利用銑刨料，不僅減少環境污染，還降低了工程造價，值得推廣。