淺談瀝青路面冷再生技術在路面維修中的應用
2015-07-15
近幾年來，我國公路陸續(xù)進入大、中修期，用于公路建設和養(yǎng)護的石料數量巨大，隨著人們對環(huán)保、社會效益的關注及技術的進步，瀝青路面再生利用技術越來越受到人們的重視。京臺高速公路瀝青路面大部分為半剛性基層，在自然因素和行車的作用下，易產生干縮、溫縮裂縫結構性病害，形成反射裂縫，造成路面的整體損壞，使道路使用壽命縮短。為解決上述問題，2012年在京臺高速濟泰段K461+900—K463+000段進行廠拌冷再生試驗，將現有的半剛性基層轉換成半柔性、柔性基層。對上面的瀝青混凝土面層可以極大地緩解、防止反射裂縫的產生；對下面的半剛性基層收縮裂縫等病害有很好的防治作用。
一、冷再生技術原理
冷再生按工藝分廠拌和就地兩大類，按再生形式分：油層再生、基層再生、復合式再生；按穩(wěn)定材料分：泡沫瀝青再生、乳化瀝青再生、水穩(wěn)基層再生。泡沫瀝青廠拌冷再生技術是將舊瀝青路面銑刨后運到瀝青混合料拌和廠 , 通過破碎、篩分 , 并根據舊料中瀝青含量、瀝青老化度、集料級配等指標, 摻入一定數量的新集料、再生結合料（泡沫瀝青、水泥、礦粉等）、進行常溫拌和，按常溫瀝青混凝土的施工工藝重新鋪筑，形成路面半柔性、柔性基層或者下面層的一種技術。
二、工程概況
為確保工程質量，在K461+900-K462+200基層上進行廠拌冷再生試驗，原路面結構形式為4cmAc-16+5cmAC-20+6cmAC-30+36cm水穩(wěn)基層 +34cm石灰土，按4cm上面層+5cm中面層+6cm下面層+18cm上基層的結構進行分層銑刨，銑刨水穩(wěn)上基層后, 在填方段靠近路肩一側設置水泥穩(wěn)定碎石縱向盲溝和橫向排水管換后換填18cm厚廠拌泡沫瀝青、乳化瀝青冷再生混合料。
三、瀝青混合料的施工工藝
1.舊路面銑刨。路面銑刨根據再生方案采用傳統(tǒng)銑刨方式進行，銑刨時嚴格控制銑刨用水量，用水要均勻。銑刨料分類運輸至拌合站統(tǒng)一存放。
2．舊料篩分、存放。對銑刨回收的舊料進行篩分，達到生產所需的尺寸及級配。在操作過程設定0-5、5-10、10-20三檔料，分開堆放存儲，對于大于20 mm的超粒徑料進行剔出。
3．新料、舊料同時添加。設備配用六個冷料倉，粗集料產地為當地生產的石灰?guī)r，共有19～31.5mm、9.5～19mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm四檔規(guī)格料，根據生產配比細分添加，確?；旌狭霞壟淞己茫患毤蠟?～2.36mm，產地為章丘十九廊所產玄武巖，其各項性能指標符號要求。
4．水泥、礦粉添加。同時添加水泥和礦粉，保證混合料早期及后期強度和膠結料的形成。
5．瀝青添加。設備配置大瀝青發(fā)泡量的瀝青發(fā)泡系統(tǒng)，（12—18噸瀝青），確保瀝青添加準確、均勻。
6．拌和。本工程中使用的拌和站在設計、協調配合和操作方面，都能滿足生產的瀝青混合料符合工地配合比設計的要求。拌和站的試驗室配備足夠試驗設備，能及時提供試驗資料報請監(jiān)理工程師審批。
7．再生料運輸。運輸過程中用蓬布覆蓋，防止水分散失。
8．透層。再生料攤鋪前，在下承層表面灑布透層油。
9．攤鋪。攤鋪時做到緩慢、均勻、連續(xù)不斷地攤鋪，攤鋪速度宜控制在2～4 m/min，松鋪系數控制在1.1-1.3，冷再生瀝青混合料每層攤鋪厚度最好不大于12 cm(為壓實后的厚度)，施工中分兩層進行鋪筑。
10．壓實。初壓：采用單鋼輪靜壓1遍，重振6-8遍。復壓：采用雙鋼輪輕振4遍，終壓：采用膠輪碾壓8遍。
11．養(yǎng)生。養(yǎng)生采用自然養(yǎng)生和灑布透層油后養(yǎng)生兩種養(yǎng)生方式。 采用后種養(yǎng)生方式時，為保證層間粘結效果和透層油質量，施工后應及時灑布。
12．取芯檢測。泡沫瀝青再生養(yǎng)生1-2天后取芯；乳化瀝青再生養(yǎng)生5-7天后取芯。
13．面層鋪筑。當再生層含水量≤2%時，可鋪筑上面的結構層，或養(yǎng)生期間再生層取出完整的芯樣可鋪筑上面的結構層。
鋪筑上面結構層前，灑布透層油及熱瀝青封層。
上面結構層采用AC-20及SMA改性瀝青AC-13熱瀝青混合料鋪筑。
四、施工質量控制方案
?。ㄒ唬┖?
1．原材料含水量
現場原材料包括瀝青路面銑刨料、水穩(wěn)基層銑刨料、外加集料及礦粉的含水量是個非常重要的指標，直接關系現場混合料施工質量及各項路用性能，應做好現場檢測并及時調整拌合外加用水量。
為控制好拌合后再生料含水量符合規(guī)定的要求，現場料堆應做好防雨水工作，表面應進行覆蓋，每天定期檢測各檔原材料含水量，及拌合后冷再生混合料的含水量，實驗結果及時反饋。含水量具體測試方法參照有關實驗規(guī)程。
2．混合料含水量
再生混合料含水量過低或過高都不利于現場壓實，因此應定期做好再生料含水量的檢測，檢測方法參照有關實驗規(guī)程。
?。ǘ┎牧霞壟?
1．原材料級配
與含水量相同，原材料級配也是關系拌合后再生料質量的一個非常重要的因素，現場應做好檢測，定期檢測現場各檔料的級配，并及時作出調整，保證拌合后混合料級配在規(guī)定要求范圍內，同時應采取措施，盡量減小現場原材料級配的變異，保證生產出的混合料級配的穩(wěn)定性。
2．混合料級配
定期檢查料倉混合料級配及抽提后集料級配，并及時作出調整。
（三）再生劑用量
為使再生混合料性能與和易性最佳化，需要合適的再生劑摻量。再生劑摻加過量易造成混合料不穩(wěn)定，易產生車轍與擁包，容易使料堆中瀝青與膠粉結成膠團；太少則會導致開放交通后混合料離析與表面松散。
同時化學添加劑也應添加適量，在規(guī)定范圍內，摻量太少易造成薄弱層及混合料耐久性差，太多則可能導致壓實后混合料變脆，抗疲勞性能降低。
對于瀝青類再生劑，可在拌和前后分別取樣，用溶劑法進行抽提或燃燒爐法測定拌合前后試樣的瀝青含量，兩者的差異即為外加瀝青再生劑的用量。
化學添加劑如水泥主要通過拌合站調節(jié)用量。
?。ㄋ模┦┕ず筚|量檢測
1．壓實度
再生材料的壓實度是決定維修路面未來性能的重要因素之一。壓實效果差的材料承受交通荷載后會變得越來越密實，導致早期車轍的出現，若再生材料沒有得到適當的壓實，則問題會更加嚴重，除強度達不到要求外，還會增加透水性，加速水損害、瀝青類穩(wěn)定劑的老化。
使用灌砂法測定現場施工完成后再生層的干密度，通過與實驗室測得標準密度進行比對，得出混合料的空隙率，進而得出現場混合料的壓實度。
2．劈裂試驗
現場取拌合再生料后，現場試驗室成型馬歇爾試件，測試件干濕劈裂強度、凍融劈裂強度，與室內實驗室實驗結果進行對比，也可選用現場所取芯樣，進行15度室內干濕劈裂強度試驗及凍融劈裂試驗。
3．馬歇爾穩(wěn)定度試驗
選用現場所取芯樣，進行馬歇爾穩(wěn)定度和殘留穩(wěn)定度試驗。
4．模量
現場取芯，帶回室內實驗室，進行靜態(tài)回彈模量及動態(tài)回彈模量實驗。
五、施工應用
京臺高速濟泰段K461+900—K463+000段進行廠拌冷再生試驗后，在國道206萊州段基層也進行了進行了大面積的泡沫瀝青廠拌冷再生施工，有效避免了瀝青混凝土面層干縮、溫縮裂縫的產生和發(fā)展，解決了瀝青混凝土面層反射裂縫的產生；對下面的半剛性基層收縮裂縫等病害有很好的防治作用。通過現場試驗及交通科研所檢測，再生質量均滿足技術規(guī)范要求。
在公路事業(yè)的迅猛發(fā)展的今天，天然筑路材料已日漸匱乏，而且在過量的開采筑路材料的同時，我們的生態(tài)環(huán)境也遭到了嚴重的破壞。對于城市道路維修，其清除的舊路材料也同樣嚴重的影響了周圍的環(huán)境，所以充分利用舊路材料進行舊路維修，可以很好地保護當地環(huán)境的前提下，進一步降低費用。
結束語：
綜上所述，冷再生作為一種新興的施工技術，與傳統(tǒng)筑路方法相比，路面再生是一種路面維修的重要方式，不僅可以恢復路面性能，而且可以節(jié)約資源。在我國公路事業(yè)飛速發(fā)展的今天，冷再生新技術為舊路更新改造探索了新途徑，積累了新經驗。
