全深式瀝青路面現場冷再生施工技術要點分析

賈鑫

山西平榆高速公路有限責任公司 山西太原 031800

在現階段中，我國高速公路主要為瀝青混凝土路面，隨著時間的積累，公路瀝青路面便會出現多種病害問題，進而需要對公路瀝青路面進行及時的維修與養護。所謂全深式瀝青路面現場冷再生技術，就是指翻挖回收、現場破碎與篩分處理翻修過后的砂礫基層與舊瀝青路面，同時加入適量的添加劑、水與水泥，然后進行充分攪拌與壓實，以形成滿足路用性能要求的道路基層或者道路面層的一種施工技術。通過選用全深式冷再生技術，能夠對道路廢氣材料進行再次回收利用，能夠對公路路面結構性破壞問題與路面病害問題進行有效消除，能夠獲取更好的社會效益與經濟效益?；诖?，本文就全深式瀝青路面現場冷再生施工技術要點展開探討，以供大家參考。

1 相關理論基礎概述

1.1 全深式冷再生技術介紹

在選用全深式瀝青冷再生技術過程中，需要破碎與銑刨所有的舊路面瀝青面層與部分基層，添加適量的水、穩定劑與新集料等，然后對混合材料進行充分攪拌、攤鋪與碾壓，進而可以充分利用舊路面材料。在對一級公路、二級公路進行翻修施工過程中，宜選用全深式瀝青冷再生技術，需要在再生基層上鋪設新的瀝青面層。綜上所述，通過利用全深式冷再生技術，能夠充分利用舊有路面材料，能夠有效提高再生基層的承載能力，有助于路面土方調運工作量的顯著減少，能夠有效提高施工效率，縮短施工工期。不過，全深式冷再生技術也存在一定的不足與缺陷，外界環境極易影響工程的施工工況，在維修承層病害問題過程中存在較大的難度。另外，如果公路路面基層中含有大粒徑礫石，在這種情況下，不適宜選用全深式冷再生技術。

1.2 全深式冷再生技術的優勢特點

與其他維修工藝比較，全深式冷再生技術具有以下一些優勢特點，即：第一，有助于維修費用的降低。通過使用冷再生技術，無需要投入使用較多的新材料，有助于新材料費用的減少，此外，選用全深式冷再生技術，還能夠有效減小施工原材料外運費用。在最近幾年中，施工原材料的價格呈不斷上升趨勢，導致施工預算變得越來越為緊張，相應地，與過去相比，建設單位更加關注經濟的投入；第二，有助于自然環境的保護，因為全深式冷再生技術主要選用舊路面材料，所以有助于施工新材料需求量的減少，對自然環境起到有效保護的作用，特別是在供應中斷的情況下，能夠對瀝青粘結料、集料資源起到顯著節約的作用；第三，有助于交通中斷狀況的改善，因為全深式冷再生技術能夠結合使用熱拌瀝青混凝土的加鋪，針對瀝青路面中產生的各種損害問題，均具有相應的維修養護方法；第四，有助于反射裂縫的減少。

2 案例分析

2.1 工程背景

某一高速公路工程，道路寬度約為9m，道路總長度為11km，路面結構（由下及上）為：20cm水泥穩定砂礫基層+6.5cm瀝青混凝土面層。高速公路在建成后投入運行一段時間后，便極易出現多種路面病害問題，如車轍、松散、裂縫、網裂等。通過調查檢測前期病害后，不難發現，基層與面層出現較多嚴重的病害問題，基層與面層二者之間的黏結性能比較差，同時路面結構強度顯著降低。綜合考慮后，施工單位決定選用全深式瀝青路面冷再生技術，對本高速公路路面進行有效維修。

2.2 穩定劑

針對再生混合料的使用性能，因為舊瀝青混凝土路面材料的性能對其具有極大的影響，所以施工單位一定要測試與分析施工原材料的性質，同時需要進行試驗，對施工原材料的路用性能進行有效評價，以對冷再生混合料的工程可行性進行檢驗。具體設計方案為：第一，篩分舊路的原材料，對級配的組成進行合理確定，同時對舊料的含水量、瀝青物理力學性質變化、礦質集料進行有效確定；第二，深入分析冷再生穩定劑，選用合適的材料來穩定原材料，然后合理確定混合料的配合比設計。在車輛荷載作用下，礦質集料會被磨損或者壓碎，進而會改變混合料組成的級配，在混合料中加入適量的具有一定活性的穩定劑，可以與舊料發生極為復雜的物理化學反應，有助于穩定材料穩定性、強度的提高，同時能夠促使再生材料的結構承載力與整體性變得更高；通過深入研究后可知，加入適量的穩定劑以后，可以促使混合料的抗水害能力變得更強。

（1）穩定劑的類型。第一，物理穩定劑，物理穩定劑的投入成本并不高，是一種比較經濟的穩定劑，在冷再生混合料中加入物理穩定劑，并不顯著提高冷再生混合料的強度，不能夠保證獲取理想的效果；第二，水泥類穩定劑，水泥類穩定劑存在一個極大的缺陷，即極易受到收縮裂縫的影響，因此為能夠對路面的收縮裂縫進行有效控制，同時避免材料的抗疲勞性能在自身脆性影響作用下而降低，需要嚴格控制水泥的加入量，保證其不得大于6%，另外在進行冷再生處理過程中，選用水泥類穩定劑，極易出現粉塵污染現象，因此最好選用稀漿形式的水泥；第三，瀝青類穩定劑。

（2）常用穩定劑。第一，水泥，在公路工程中，水泥穩定劑是一種由膠結材料所構成的堅實的整體。迄今為止，水泥具很多不同的類型，包括硫酸鹽類水泥、鋁酸鹽類水泥、硅酸鹽類水泥等，通過水化反應后，能夠產生氯化物類、不鐵酸鹽類等水化產物，因為不同類型的水泥會產生不同的水化反應，相應地，不同類型的水泥具有不同的耐腐蝕耐熱性能、早期強度、凝結速度等，不同類型的水泥具有不同的技術性能，相應地，會具有不同的工程表現。水泥具有很多優勢特點，如方便取材、價格低廉等，但是水泥也具有自身的缺點與不足之處，水泥穩定類材料極易出現裂縫問題。

第二，乳化瀝青，在現階段中，乳化瀝青也具有自身的規范、檢測方法、標準等，極易被工程人員所接受。對于舊瀝青路面材料，通過對其進行乳化瀝青處理以后，具有顯著的粘彈性特點，可以有效提高瀝青混凝土路面的抗變形能力。不過，在施工現場是不可以生產乳化瀝青的，同時在生產過程中一定要對乳化瀝青的質量進行嚴格控制，相應地，乳化劑需要投入較高的成本；因為乳化瀝青中具有許多水，因此當原路面材料中的含水量與最佳含水量比較接近時，在原路面材料中加入乳化瀝青時，則會導致施工原材料中的含水量大于最佳含水量。

第三，泡沫瀝青，需要采取有效的保溫措施、加熱措施，同時為確保施工技術人員的人身安全，還需要制定相應有效的安全保護措施。

（3）穩定劑的選擇。對于路面冷再生技術，在選擇穩定劑時，需要考慮以下一些因素，即：第一，施工原材料的性能，一碗不同的路面材料具有不同的結構性質，為滿足施工要求，施工單位需要選用具有針對性的穩定劑。例如，如果集料為高塑性、穩定的土壤，與水泥相比，石灰穩定劑更加有效。根據相關規范規定可知，如果土中含有高于2%的有機質含量，為保證路基的穩定性，一定要選用石灰來對其進行有效穩定，另外通過選用消石灰粉或者生石灰粉，可以進行綜合穩定；第二，價格，一般來說，在選擇穩定劑是，價格是一個重要的考慮因素，與石灰、水泥相比，瀝青的價格更高一些；第三，政策，針對穩定劑，我國不同地區的公路主觀部門對其具有不同的規定，例如，一些穩定劑的選用，違背了低碳環保的理想，進而在部分地區是禁止使用這些穩定劑的。通過綜合不同影響因素，因為水泥便于取材，價格比較經濟，再加上當下人們已經認可水泥穩定土作為半剛性基層，無論選用廠拌還是就地拌和方法來制定水泥穩定劑，均能夠有效減小施工成本。與半剛性基層相比，因為水泥材料形成的基層與其是比較類似的，所以本工程決定選用C32.5硅酸鹽水泥作為水穩定劑。其中，P.C32.5硅酸鹽水泥的技術指標，如表1所示。

表1 P.C32.5硅酸鹽水泥的技術指標

2.3 級配

在舊料中的瀝青混合料中，因為含有大量的瀝青，在高溫環境下，這些瀝青混合料極易出現松散、軟化等現象，進而會對其的篩分結果與使用性能造成嚴重影響，所以在進行試驗過程中，嚴禁在烘箱中烘干舊料，應將舊料放置在通風的室內，促使舊料進行自然風干。在選用全深式瀝青路面冷再生技術時，在對舊路面進行銑刨過程中，常常會在瀝青面層的舊料中加入一定量的舊基層料，因此銑刨的舊瀝青路面材料的級配便會隨之發生相應的變化，為能夠獲取一個比較好的級配，一定要嚴格控制銑刨的舊路面材料，通過篩分處理施工現場中的銑刨料，能夠獲取銑刨料的篩分結果，如表2所示。因為銑刨料的級配符合規范要求，所以在本工程中不再加入新集料。

表2 銑刨料的篩分結果

2.4 冷再生基層的配合比設計

在確定銑刨料的級配以后，施工單位需要合理設計冷再生基層的配合比，并以此為重要依據，對最大干密度與最佳含水量進行合理確定。根據過去相關工程的施工經驗，對水泥劑量進行標準擊實實驗，其中水泥劑量分別選取4.5%、5.0%、5.5%、6.0%。根據試驗結果與相關規范規定，對試件分別進行7d養生、14d養生與28d養生，然后對試件的無側限抗壓強度分布進行測定。根據獲取的測定結果發現，在最佳含水率與最大干密度條件下，隨著水泥劑量的不斷增加，7d無側限抗壓強度會隨之不斷上升，如果水泥劑量≥5.5%，此時7天無側限抗壓強度值為3.25MPa，滿足規范要求。在本工程中，通過有效結合其他外界影響因素，最終確定最佳含水率為7.8%、水泥劑量為5.5%。

2.5 全深式瀝青路面現場冷再生技術的施工工藝

（1）舊路面的整形。因為撒布水泥穩定劑會在一定程度上影響舊路面的病害，所以施工單位應先有效修復舊路面病害問題，包括裂縫、車轍等，并且為保證路面的平滑性，施工單位需要對公路的縱坡與橫坡進行合理調整，以保證整形過后公路路面的完整性，同時還需需要均勻灑布水與水泥穩定劑。

（2）施工機械參數的確定。根據試驗路段的試驗結果，對施工機械的行進速度與轉子轉速進行合理確定，為保證能夠進行同步施工，施工單位應利用鋼管等材料，對冷再生機具與水車進行剛性連接。

（3）接縫處理。與單個行車道的寬度相比，如果冷再生機具的施工寬度比其更小一些，則在冷再生基層上會出現縱向接縫，為避免出現縱向接縫問題，施工單位應利用冷再生機具應多次對相鄰兩車道進行施工，在施工過程中，為確保作業面的連續性，相鄰兩車道機具應進行重疊施工。

當冷再生機具在施工過程中突然發生停頓時，便會在冷再生基層上出現橫向接縫，進而會對再生混合料撒布的均勻性造成一定的影響。所以，為避免出現以上問題，施工單位應選用容量比較大的水車，冷再生機具盡可能不要出現中途停頓現象，在進行施工之前，施工單位需要預處理橫向接縫，而在剛開始進行施工過程中，因為冷再生機具的行駛速度并不快，穩定劑噴灑量、灑水量比較少，在這種情況下，應利用微處理器來微調灑布量，然后冷再生機具提升行駛速度，直至恢復到正常的施工速度。

（4）預壓實。在冷再生機具的前輪胎與后輪胎之間為拌和腔，因為前輪胎與后輪胎二者之間的軸距比較大，所以不能夠徹底壓實前后輪胎之間的混合料，極易出現壓實不均勻問題。綜上所述，為避免出現壓實不均勻問題，保證道路整個斷面密度的一致性，施工單位應先壓實前后輪胎二者之間的松散再生混合料。在本工程中，推薦選用20t單鋼輪壓路機。進行1遍靜壓。

（5）整平施工。如果冷再生基層上新鋪設的瀝青面層厚度比較小，同時本工程要求提高路面的平整度，在這種情況下，為有效避免出現縱向接縫導致的粒料不均問題，施工單位應選用平地機輕略過再生路面。另外，當平地機在進行施工過程中，為避免出現因振動而導致的離析問題，施工單位應降低對平地機的使用頻率。如果一些路段上存在坑槽現象或者沉降現象，同時無法利用平地機進行對其整平處理，在這種情況下，應選用人工整平法。

（6）壓實施工。通過進行試驗，獲得具體的壓實工藝參數，如表3所示。

表3 壓實工藝的參數情況

（7）養生。在完成路面的壓實作業以后，為確保冷再生基層的濕潤性，需要對冷再生基層進行及時的養生，施工單位需要在冷再生基層上方覆蓋養生模，同時需要定時灑水，養生不得少于7d。在整個養生過程中，不得對外開放交通。

3 結語

綜上所述，在現階段中的高速公路維修養護工程中，冷再生技術是一種非常重要的維修養護技術，能夠對廢舊路面材料進行再次利用，有助于公路工程施工成本的降低，同時還能夠提高施工效率，縮短施工工期。本文對全深式瀝青路面現場冷再生施工技術要點進行了深入分析，以期對施工單位的維修養護施工起到一定的借鑒作用。