浅谈沥青路面冷再生技术的运用

浅谈沥青路面冷再生技术的运用

摘要：沥青路面是我国公路的主要路面结构型式，本文依托南昌至九江高速公路（简称昌九高速）技术改造工程实施情况，简要介绍沥青路面冷再生新技术的施工方法。

关键词：高速公路，沥青路面，冷再生，配合比设计

高速公路改建扩建工程在对新旧沥青路面拼接以及对老路面修补过程中，会有大量废旧的路面结构层被铣刨，如果铣刨材料被废弃，不仅占用土地资源，也会对周围环境造成污染，而冷再生技术就是将沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分后，与再生剂、新材料和适量的水，按一定比例重新拌和成混合料，在自然温度条件下摊铺、压实成型，重新形成新的路面结构层的一种施工工艺。

1 概述

昌九高速公路号称“江西第一路”，自建成通车以来，随着经济的飞速发展，交通量日益增长，路面损坏加剧，主要病害是网裂水和车辙，道路服务水平明显下降。现有的以挖补、罩面为主的养护方式，费用高且治标不治本，已难见成效。这一方面说明昌九高速公路原路面结构已满足不了日益增长的交通需求；另一方面，从使用年限看，昌九高速公路原路面结构也已接近使用寿命，急需改建。

在制定面层的维修方案时，为减小半刚性基层对面层的不利影响，可在原基层上加铺一层模量较小的新基层（柔性基层），昌九高速公路的技术改造工程就是基于这一思想进行的。昌九高速公路场拌冷再生技术，是将要废弃的沥青路面，经过銑刨、回收、破碎、筛分，用新集料（矿粉）、乳化沥青、水泥、水适当配合，重新拌拌制，形成符合路用性能要求的再生沥青混合料，铺筑在基层之上形成上基层的整套技术。

2 冷再生稳定料的反应原理

改建工程的厂拌法冷再生施工，就是在自然环境下，将老路面材料分层铣刨，分别运到拌合厂内，经过破碎加工、筛分，然后存放，再以水泥为再生剂，掺加适量水的条件下，将各种铣刨材料按一定配比经充分拌和混合后，会发生一系列物理化学反应，主要包括：1)物理过程：旧沥青混合料、碎石经过机械破碎、拌和，混合料的压实以及水泥稳定材料强度的形成。2)化学过程：水泥的水化和水解作用，有机物质的聚合作用，颗粒的凝聚作用等。

3 旧沥青路面铣刨处理方案

结合九景高速公路的实际情况，为做好本次技术改造项目，对旧沥青路面采用如下处治方案：

方案A：采用ATB-25或冷再生处理局部破损的原油面层，主要的加铺结构形式为：从原路表面开始算第一层，再往上为第二层，依次类推。

①、第一层：厚1cm的封层，设于原油面层或冷再生沥青砼表面。

②、第二层：厚10cm左右的AC-25C下面层，兼作路面全幅调整标高的调平层。

③、第三层：厚4cm的AC-13上面层。

本方案用于表面出现病害，大部分基层尚完好，平均代表弯沉在70（0.01mm）以内的路段。

方案B：铣刨原油面层，处理已破坏的水稳基层，在处理完的基层上再铺12cm的冷再生沥青砼，其上再铺筑与A方案相一致的加铺结构层。

本方案用于损坏严重，面层和基层均有较大面积的破坏，代表弯沉在70-95（0.01mm）左右的路段。

方案C：铣刨原油面层和基层，挖除局部松散的底基层，回补30cm新级配碎石层，再铺20cm的水泥稳定碎石进行基层补强，然后铺12cm的冷再生沥青砼，其上再铺筑与A方案相一致的加铺结构层。

本方案适用于行、超车道路面结构发生严重的结构性破坏，代表弯沉在大于95（0.01mm）的路段。

（1）铣刨：每一施工路段用两台以上2m宽带自动找平装置的进口铣刨机铣刨，铣刨机就位后按照设计的宽度和厚度进行铣刨，当铣刨至设计厚度时，仍有沥青砼或夹层，应对沥青砼或夹层重新铣刨或人工挖除，确保铣刨至原基层顶面。铣刨时测量工程师跟踪检测标高，技术人员对照设计图纸检查原路面基层是否有损坏并做好记录，若与设计图不符，应及时向技术负责人汇报，以便及时确定处理方案。对技术改造路段两端接头的铣刨一定要注意预留台阶。

（2）铣刨料运输：铣刨料用大吨位自卸车运往冷再生拌和站，运输能力应与铣刨能力相匹配。

（3）铣刨后的冷切边：为使纵向接缝顺直，不出现啃边现象，对铣刨后的边线用切割机切除，切缝深度要满足要求，槽壁垂直，便于人工涂刷粘层油。

（4）铣刨后的清扫：铣刨后用人工配合机械清扫余渣，确保原基层面清洁干净。

（5）铣刨后的吹洗：一律采用高压水车洒水冲洗，然后大功率空压机吹

干，特别要注意台阶死角处要清洗吹干净。沿纵向预先打开一些出水口，与中央水沟或边沟连通，使清洗后的污水及时排出。

（6）在清碴、除尘过程中应注意以下几点：

①清碴、除尘必须在残碴干前进行方能达到理想效果；

②铣刨机两次重合段水量过多（无法控制）且部分碴被履带压实，该部分是清扫的重点及难点，需用竹扫头多次清扫；

③在用水冲洗了铣刨到位的下承层后必须用10m3的空压机进行吹干。

4 冷再生基层配合比设计

1)材料。水泥：32．5级，早强缓凝硅酸盐水泥，安定性满足要求，使用温度小于50℃ 。铣刨混合料：最大粒径小于50 nlnl，不结块，含水量不大于3％。石屑：最大粒径不大于4．75 mm，0．75 mm通过量不大于8％，粉料的塑性指数不大于7。水：一般生活用水。

2)配合比设计。通过重型击实试验得出最佳含水量和最大干密度，然后进行7 d无侧限抗压试验，试验结果以某段HNLM8标为例，得出最佳含水量为8．3％，最大干密度为2．03 g／Q ，7 d无侧限抗压强度为1．16 MPa，满足设计要求。7 d无侧限抗压强度试验结果见表1。

表17 d无侧限抗压强度表

5 冷再生基层施工方法

5．1 施工准备

冷再生底基层摊铺前的准备工作：

1)清除老路肩遗留物。a．按设计要求对护栏进行拆除。b．清除老路土路肩及路肩边坡的覆盖土，硬化的水泥混凝土块，路肩盲沟等杂物，露出老路路面结构层。清理的杂物原则上废弃，有条件时可作为路基路床以下的路基填料。C．用大功率空压机吹净附着在路面结构层上的土粒和浮土。

2)对路基外形检查包括中线偏位、宽度、横坡度和平整度检查。

3)对路基强度检查包括：a．压实检查，用12t～15t三轮压路机，碾压速

度控制在1．5 km／h-1．7 km／h进行表层复压，出现松散、起皮要洒水润湿后压实，出现弹簧要挖除(最小厚度>16 cm)，重新回填8％的灰土，碾压密实达到96％的压实度。b．弯沉检查，用BZZ-100标准车以规定的频率检查路基表明回弹弯沉，按检测时的环境条件推算弯沉代表值(保证率97．7％)要求不大于设计弯沉值。C．路基沉降检查，原则上施工段落内平均沉降速率小于3 mm／月才可铺筑底基层。

5．2 冷再生料的存放、拌和

为防止铣刨料结块，在铣刨时可适当加大加水量，冷再生材料在运至拌合厂时要分类存放，堆放高度不得超过2 m，再生材料入仓前要利用破碎装置将大于5 cm 的料破碎，每天拌合工作结束后应将料仓放空，以免产生结块现象。拌和时要严格按照设计配合比拌料，并根据天气、气温变化、再生料含水量等相关情况适当调整含水量，将含水量严格控制在最佳含水量±2％范围内拌料，以免影响冷再生混合料的压实效果，而达不到设计要求。

5．3 冷再生底基层的摊铺、碾压

开始摊铺前要做好试验段，总结出施工经验，得出最佳松铺系数、施工工艺，报监理工程师批准后，用于指导下一步大规模施工。冷再生底基层摊铺时采用两台摊铺机进行梯队作业，每台摊铺机摊铺宽度为5．1 m，两台摊铺机接缝熨平板重叠为l0cm～15cm，前后距离为4m～8m。为了保证冷再生底基层的碾压质量和防止底基层边角干燥松散，靠老路路基边坡旁的摊铺机要比设计宽度超摊铺70cm。I号摊铺机外侧走钢丝，控制纵向顶面高程，横向用横坡仪控制，Ⅱ号摊铺机两侧都采用纵坡仪控制，一侧基准为I号摊铺机的摊铺面，另一侧以铣刨的基层底面台阶为基准，用长度不小于1．0m的雪橇控制标高。为了保证底基层外边缘的压实度，摊铺时超宽10 em，施工时应保持摊铺机料斗内混合料的饱满，不可欠缺。在含水量不小于最佳含水量1％时即可进行碾压，碾压时按照先稳压后重压，大半径和直线段先外压后内压，超高段先内压后外压的原则进行，压实度不小于98％，水泥剂量控制在设计剂量的±0．5％范围内。碾压成型后采用土工布洒水覆盖进行养护，养护时问不少于7 d。同时要特别注意冷再生施工时，从冷再生料拌和至底基层碾压成型的时间不得超过水泥初凝时间，否则再生料不能使用。冷再生底基层铺筑示意图见图1。

注：1)基层实际铺筑宽度10 2 m，其中拼接缝至硬路肩边缘点垂直投影的宽度为9 .5m，加宽铺筑70 cm。2)以硬路肩边缘的设计标高减去底基层以上结构厚度作为底基层的外侧标高，并作为钢丝基准面的控制标高。3)内侧控制标高为设计标高控制的铣刨台阶标高

图1 冷再生基层铺筑示意图

6 结语

目前我国的公路建设飞速发展，但在20世纪90年代中期以后陆续建成的高速公路大都已进入大、中修期，部分则由于不能满足日益增长交通流量而需要改建扩建加宽，大量铣刨下来的老路路面结构层混合料，如果不能合理有效利用，一方面废弃将造成环境污染，另一方面大量使用新石料，开采石矿会导致植被减少，水土流失等生态环境破坏。因此，沥青再生技术的研究、推广，对降低建设成本，保护生态环境以及对我国的公路建设都有重要意义。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。