淺談瀝青路面冷再生技術(shù)在路面維修中的應(yīng)用
2015-07-15
近幾年來，我國公路陸續(xù)進(jìn)入大、中修期，用于公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的石料數(shù)量巨大，隨著人們對(duì)環(huán)保、社會(huì)效益的關(guān)注及技術(shù)的進(jìn)步，瀝青路面再生利用技術(shù)越來越受到人們的重視。京臺(tái)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(chǎn)生干縮、溫縮裂縫結(jié)構(gòu)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(tái)高速濟(jì)泰段K461+900—K463+000段進(jìn)行廠拌冷再生試驗(yàn)，將現(xiàn)有的半剛性基層轉(zhuǎn)換成半柔性、柔性基層。對(duì)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(chǎn)生；對(duì)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(shù)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(fù)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(shù)是將舊瀝青路面銑刨后運(yùn)到瀝青混合料拌和廠 , 通過破碎、篩分 , 并根據(jù)舊料中瀝青含量、瀝青老化度、集料級(jí)配等指標(biāo), 摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料（泡沫瀝青、水泥、礦粉等）、進(jìn)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(shù)。
二、工程概況
為確保工程質(zhì)量，在K461+900-K462+200基層上進(jìn)行廠拌冷再生試驗(yàn)，原路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)進(jìn)行分層銑刨，銑刨水穩(wěn)上基層后, 在填方段靠近路肩一側(cè)設(shè)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(jù)再生方案采用傳統(tǒng)銑刨方式進(jìn)行，銑刨時(shí)嚴(yán)格控制銑刨用水量，用水要均勻。銑刨料分類運(yùn)輸至拌合站統(tǒng)一存放。
2．舊料篩分、存放。對(duì)銑刨回收的舊料進(jìn)行篩分，達(dá)到生產(chǎn)所需的尺寸及級(jí)配。在操作過程設(shè)定0-5、5-10、10-20三檔料，分開堆放存儲(chǔ)，對(duì)于大于20 mm的超粒徑料進(jìn)行剔出。
3．新料、舊料同時(shí)添加。設(shè)備配用六個(gè)冷料倉，粗集料產(chǎn)地為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)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(jù)生產(chǎn)配比細(xì)分添加，確?；旌狭霞?jí)配良好；細(xì)集料為0～2.36mm，產(chǎn)地為章丘十九廊所產(chǎn)玄武巖，其各項(xiàng)性能指標(biāo)符號(hào)要求。
4．水泥、礦粉添加。同時(shí)添加水泥和礦粉，保證混合料早期及后期強(qiáng)度和膠結(jié)料的形成。
5．瀝青添加。設(shè)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(zhǔn)確、均勻。
6．拌和。本工程中使用的拌和站在設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)配合和操作方面，都能滿足生產(chǎn)的瀝青混合料符合工地配合比設(shè)計(jì)的要求。拌和站的試驗(yàn)室配備足夠試驗(yàn)設(shè)備，能及時(shí)提供試驗(yàn)資料報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師審批。
7．再生料運(yùn)輸。運(yùn)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．?dāng)備?。攤鋪時(shí)做到緩慢、均勻、連續(xù)不斷地?cái)備?，攤鋪速度宜控制?～4 m/min，松鋪系數(shù)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(shí)后的厚度)，施工中分兩層進(jìn)行鋪筑。
10．壓實(shí)。初壓：采用單鋼輪靜壓1遍，重振6-8遍。復(fù)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(shí)，為保證層間粘結(jié)效果和透層油質(zhì)量，施工后應(yīng)及時(shí)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(dāng)再生層含水量≤2%時(shí)，可鋪筑上面的結(jié)構(gòu)層，或養(yǎng)生期間再生層取出完整的芯樣可鋪筑上面的結(jié)構(gòu)層。
鋪筑上面結(jié)構(gòu)層前，灑布透層油及熱瀝青封層。
上面結(jié)構(gòu)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(zhì)量控制方案
（一）含水量
1．原材料含水量
現(xiàn)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(gè)非常重要的指標(biāo)，直接關(guān)系現(xiàn)場混合料施工質(zhì)量及各項(xiàng)路用性能，應(yīng)做好現(xiàn)場檢測并及時(shí)調(diào)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(xiàn)場料堆應(yīng)做好防雨水工作，表面應(yīng)進(jìn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果及時(shí)反饋。含水量具體測試方法參照有關(guān)實(shí)驗(yàn)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(xiàn)場壓實(shí)，因此應(yīng)定期做好再生料含水量的檢測，檢測方法參照有關(guān)實(shí)驗(yàn)規(guī)程。
?。ǘ┎牧霞?jí)配
1．原材料級(jí)配
與含水量相同，原材料級(jí)配也是關(guān)系拌合后再生料質(zhì)量的一個(gè)非常重要的因素，現(xiàn)場應(yīng)做好檢測，定期檢測現(xiàn)場各檔料的級(jí)配，并及時(shí)作出調(diào)整，保證拌合后混合料級(jí)配在規(guī)定要求范圍內(nèi)，同時(shí)應(yīng)采取措施，盡量減小現(xiàn)場原材料級(jí)配的變異，保證生產(chǎn)出的混合料級(jí)配的穩(wěn)定性。
2．混合料級(jí)配
定期檢查料倉混合料級(jí)配及抽提后集料級(jí)配，并及時(shí)作出調(diào)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(chǎn)生車轍與擁包，容易使料堆中瀝青與膠粉結(jié)成膠團(tuán)；太少則會(huì)導(dǎo)致開放交通后混合料離析與表面松散。
同時(shí)化學(xué)添加劑也應(yīng)添加適量，在規(guī)定范圍內(nèi)，摻量太少易造成薄弱層及混合料耐久性差，太多則可能導(dǎo)致壓實(shí)后混合料變脆，抗疲勞性能降低。
對(duì)于瀝青類再生劑，可在拌和前后分別取樣，用溶劑法進(jìn)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(xué)添加劑如水泥主要通過拌合站調(diào)節(jié)用量。
?。ㄋ模┦┕ず筚|(zhì)量檢測
1．壓實(shí)度
再生材料的壓實(shí)度是決定維修路面未來性能的重要因素之一。壓實(shí)效果差的材料承受交通荷載后會(huì)變得越來越密實(shí)，導(dǎo)致早期車轍的出現(xiàn)，若再生材料沒有得到適當(dāng)?shù)膲簩?shí)，則問題會(huì)更加嚴(yán)重，除強(qiáng)度達(dá)不到要求外，還會(huì)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(xiàn)場施工完成后再生層的干密度，通過與實(shí)驗(yàn)室測得標(biāo)準(zhǔn)密度進(jìn)行比對(duì)，得出混合料的空隙率，進(jìn)而得出現(xiàn)場混合料的壓實(shí)度。
2．劈裂試驗(yàn)
現(xiàn)場取拌合再生料后，現(xiàn)場試驗(yàn)室成型馬歇爾試件，測試件干濕劈裂強(qiáng)度、凍融劈裂強(qiáng)度，與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，也可選用現(xiàn)場所取芯樣，進(jìn)行15度室內(nèi)干濕劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)。
3．馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)
選用現(xiàn)場所取芯樣，進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度和殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)。
4．模量
現(xiàn)場取芯，帶回室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行靜態(tài)回彈模量及動(dòng)態(tài)回彈模量實(shí)驗(yàn)。
五、施工應(yīng)用
京臺(tái)高速濟(jì)泰段K461+900—K463+000段進(jìn)行廠拌冷再生試驗(yàn)后，在國道206萊州段基層也進(jìn)行了進(jìn)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(chǎn)生和發(fā)展，解決了瀝青混凝土面層反射裂縫的產(chǎn)生；對(duì)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(xiàn)場試驗(yàn)及交通科研所檢測，再生質(zhì)量均滿足技術(shù)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(shí)，我們的生態(tài)環(huán)境也遭到了嚴(yán)重的破壞。對(duì)于城市道路維修，其清除的舊路材料也同樣嚴(yán)重的影響了周圍的環(huán)境，所以充分利用舊路材料進(jìn)行舊路維修，可以很好地保護(hù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的前提下，進(jìn)一步降低費(fèi)用。
結(jié)束語：
綜上所述，冷再生作為一種新興的施工技術(shù)，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(fù)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(shù)為舊路更新改造探索了新途徑，積累了新經(jīng)驗(yàn)。
