瀝青路面施工中冷再生面層施工技術的應用

摘要 為提升瀝青路面的施工質量，保證其承載性和動穩定度，文章以某地區的公路改建工程為例，研究瀝青路面冷再生面層施工技術的應用情況。結合該改造路面的病害情況，對路面進行銑刨處理后獲取再生瀝青料，并將其與水泥、乳化瀝青、水等材料按照配合比混合，形成乳化瀝青冷再生混合料；并設計瀝青冷再生施工工藝流程；完成瀝青路面施工。通過承載力、動穩定性和變異系數分析后：路面結構強度指數最大值分別為90.22，瀝青路面的動穩定度良好，其值均在2 007次/mm以上，其中最大值達到2 206次/mm；強度變異系數最高為7.4%，應用效果良好。

關鍵詞 瀝青路面施工；冷再生；面層施工技術

中圖分類號 U414文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）02-0081-03

0 引言

隨著公路交通量的不斷增加，公路路面破損的問題日益突出。為了延長路面的使用壽命，提高路面的舒適性和安全性，需要采用新的技術和方法對路面進行修復和升級[1]。瀝青路面冷再生技術是一種具有顯著優勢的技術，它能夠有效地利用舊路面的材料，并重新按照合理的材料配合比例進行混合料制備，再利用一系列施工工藝完成路面施工，形成具有較好承載性能的瀝青路面，并且可提升原有路面等級[2]。該技術可減少資源浪費、降低環境污染，并且能夠縮短施工周期、提高施工效率。因此，研究瀝青路面冷再生技術的應用具有重要意義[3]。

該文為研究瀝青路面冷再生面層施工技術的應用，以某地區的公路改建工程為例，分析瀝青路面施工中冷再生面層施工技術，為相關工程提供參考和借鑒。

1 瀝青路面施工中冷再生面層施工

1.1 工程概況

該文以某地區的公路改建工程為例研究瀝青路面冷再生面層施工技術的應用，該工程為原有公路路面改造工程，總長度為22.8 km，整個工程中包含一條主干路和支干路，屬于該地區的重要交通通道，其中主干路全長為17.8 m，支干路全長為5 km。原瀝青路面和改造設計路面結構詳情如表1所示。

該公路在服務過程中承擔該地區重載以及超載交通服務，并在重載、自然氣候和環境的影響下，該公路瀝青路面已經發生不同程度、不同類別的病害。對該公路進行現場勘查后發現，該瀝青路面存在龜裂、擁抱、沉降等病害，嚴重影響公路駕駛安全性和舒適性。因此，需對該瀝青路面進行改造。

1.2 材料選擇

1.2.1 瀝青再生混合料

進行瀝青再生混合料制備前，先對原始瀝青混凝土路面進行破碎處理，該破碎主要采用大型銑刨機銑刨完成，處理的主要目的是清除病害瀝青路面[4]，并且將原有的瀝青混凝土路面進行碎化處理，使其形成緊密嵌鎖的礫石，獲取再生瀝青料（RAP）。將獲取的RAP進行烘干處理后進行級配篩分，其篩分級配詳情如表2所示。

1.2.2 乳化瀝青冷再生混合料制備

將篩分獲取的RAP和水泥、乳化瀝青、水等材料進行混合，按照配合比進行設計，生成滿足相關標準的乳化瀝青冷再生混合料，其性能參數如表3所示。

1.3 瀝青冷再生施工技術

依據上述小結完成乳化瀝青冷再生混合料配合比確定，則進行該混合料的施工，為保證施工質量，結合實際工程情況，設計施工工藝流程，如圖1所示。

1.3.1 瀝青再生混合料拌制

瀝青冷再生施工前，需對完成配合比設計的乳化瀝青冷再生混合料進行拌制，選擇間歇式拌和設備完成，為保證混合料滿足工程需求，瀝青用量和集料偏差需在技術標準范圍內，同時施工人員需保證拌制設備的正常運行[5]。并且為保證混合料拌制后的出場溫度滿足技術標準，需將拌和場瀝青存儲箱和瀝青罐相連接，并利用導熱油進行加熱。

工程選擇的拌和設備最大產量為400 t/h，平均產量在350～380 t/h之間，瀝青加熱溫度控制在165～170 ℃之間，集料加熱溫度控制在190～220 ℃之間；瀝青混合料的出場溫度需控制在170～185 ℃之間，當溫度超過195 ℃以后，混合料需廢棄，不可繼續用于施工；除此之外，混合料運送至施工現場后，溫度變化需≤10 ℃。

1.3.2 瀝青再生混合料攤鋪

完成瀝青混合料拌和后，進行混合料攤鋪施工，在施工前，需保證基層清潔，并且滿足施工標準；并且完成公路中央分隔帶路緣石和填土施工。為保證攤鋪質量，確定基準鋼絲標高的精準性，支撐桿的段距為200～300 m，擺放間距為12 m，確保上拉力不小于150 kN后將其固定。

在進行攤鋪過程中，攤鋪機的溫度不可低于65 ℃，攤鋪速度為2 m/min，并且保證攤鋪機熨平板仰角角度；在攤鋪開始前，將攤鋪機上的電子感應器接觸到預設的基準鋼絲上，通過人工調整升降桿，當指示燈全部不亮以后，啟動機器進行鋪設，保證鋪設的連續性。

攤鋪機在進行混合料攤鋪時，攤鋪質量和攤鋪速度、振搗頻率等因素存在直接影響，該文中改造工程設計的瀝青冷再生層厚度為8 cm，在實際施工過程中，攤鋪寬度均小于路面寬度，因此，每一個橫斷面均需采用多次攤鋪的方式完成；如有攤鋪寬度較寬，瀝青混合料會發生明顯離析現象，如果攤鋪寬度較窄，需進行多次攤鋪，對于相同斷面的整體性造成影響，降低攤鋪質量。因此，在攤鋪過程中，為保證攤鋪質量，需確定攤鋪次數N，其計算公式為：

（1）

式中，B——瀝青層寬度；L——攤鋪機熨平板長度；x——攤鋪區域的重疊寬度。

依據該公式確定文中的攤鋪次數為2，攤鋪寬度為5.75 m。

1.3.3 瀝青混合料碾壓

通過上述步驟完成攤鋪后，則進行混合料碾壓施工，該碾壓主要分為3個步驟，分別為初壓、復壓以及終壓，3個步驟使用的碾壓設備分別為鋼輪壓路機、輪胎壓路機以及振動壓路機。

初壓的主要目的是提升瀝青混合料密度，碾壓次數為2次，在碾壓過程中，應由高處向低處碾壓；同時為保證壓實度，碾壓設備后輪需重疊二分之一輪寬，除此之外，為避免碾壓過程中發生位移以及擁包等現象，驅動輪方向和攤鋪機方向一致，不可對其大量噴水。復壓的主要目的是提升瀝青混合料的緊實度，在該步驟中，混合料的溫度不可低于120 ℃，該步驟使用的壓路機氣壓不可小于0.7 MPa，碾壓次數為6次。終壓的主要目的是提升瀝青路面的平整度，在該步驟中瀝青混合料溫度不可低于90 ℃，并且碾壓過程中不可進行振動操作，碾壓次數為3次，面層溫度需在90 ℃以上。

1.3.4 下面層接縫處理

通過上述小結完成碾壓處理后，路面會存在橫向施工縫隙，因此需對其進行平接縫處理，通過直尺進行測量后，將平整度超過31 m的部分垂直切下，以此形成垂直面。將黏層油涂刷在面層和接縫面內，實現新舊下面層的有效融合，在接頭25 cm左右處，采用熱瀝青混合料進行填充后，通過壓力機進行橫壓，完成下面層接縫處理。

1.4 瀝青路面冷再生施工效果分析

1.4.1 承載力分析

通過上述小結完成瀝青路面冷再生面層施工后，路面承載力是其衡量冷再生施工質量的重要標準，以路面結構承載力作為測試指標，進行施工質量分析，如果路面結構強度指數用PSSI表示，其計算公式為：

（2）

式中，η0、η1——初始路面彎值系數以及沉降彎值系數；SSI——路面結構強度系數。瀝青路面結構承載力評價標準如表4所示。

依據公式（2）計算冷再生技術施工前、后，不同路面位置處的PSSI和SSI結果，并獲取施工前后的評價等級結果，如表5所示。

對表5測試結果進行分析后得出：冷再生技術施工前，不同路面位置的PSSI和SSI結果最大值分別為65.28和0.64；表示路面結構承載力等級為中級；冷再生技術施工后，不同路面位置的PSSI和SSI結果最大值分別為90.22和1.13；表示路面結構承載力等級為優級。因此，冷再生施工技術具有較好的瀝青路面施工效果，可保證路面的承載力。

1.4.2 動穩定性和變異系數分析

動穩定性是指瀝青路面施工后，在車轍試驗下，路面的勁度模量變化情況。在不同溫度下進行瀝青路面的車轍試驗，獲取路面動穩定對應和變異系數結果，并將試驗結果和技術指標進行對比，其中在重交通和超重交通下，60 ℃下的路面動穩定度標準為大于2 000次/mm；強度變異系數低于15%。

如果瀝青路面動穩定度用Ds表示，強度變異系數用ψ表示，兩者的計算公式分別為：

（3）

（4）

式中，Δt——荷載作用時間；Δd——路面在荷載作用時間內發生的變形；v——碾壓速度；C1、C2——試驗設備類型修正系數和試驗系數；σ——標準偏差；μ——平均值。

依據公式（4）計算冷再生技術施工后，不同路面位置處的路面動穩定度和強度變異系數結果，如圖2所示。

對圖2測試結果進行分析后得出：冷再生技術施工后，瀝青路面的動穩定度良好，其值均在2 007次/mm以上，其中最大值達到2 206次/mm左右；強度變異系數最高為7.4%。因此，瀝青冷再生施工技術的應用效果良好，能夠有效提升瀝青路面施工質量。

2 結論

瀝青路面在長時間交通荷載作用下，會在不同位置發生不同程度的病害，影響交通的安全性，需實現該瀝青路面的改造施工。為保證瀝青路面的改造施工質量，該文以某地區的改造公路為例，研究瀝青路面施工中冷再生施工技術的應用效果。并通過測試分析得出：瀝青冷再生施工技術能夠保證瀝青路面的施工效果，提升路面的承載性，并且保證路面的動穩定性，保證交通安全性。

參考文獻

[1]梁帆. 瀝青路面基層冷再生技術在市政道路維修工程中的應用[J]. 居業， 2022（7）： 16-18.

[2]楊永平. 瀝青路面維修廠拌冷再生施工技術應用[J]. 運輸經理世界， 2022（1）： 134-136.

[3]宋雪波， 吳燦. 乳化瀝青廠拌冷再生技術在國省干線路面大修中的應用[J]. 交通節能與環保， 2021（3）： 70-73.

[4]彭霞. 泡沫瀝青廠拌冷再生技術在深汕高速公路大修中的應用[J]. 公路與汽運， 2022（2）： 74-76.

[5]劉健昌. 乳化瀝青廠拌冷再生混合料施工工藝研究[J]. 城市建筑， 2021（17）： 111-113.

收稿日期：2023-11-27

作者簡介：杜云龍（1990—），男，本科，工程師，從事公路養護管理工作。