瀝青混凝土路面冷再生技術(shù)及其應(yīng)用探討

馬玉安

【摘 要】本文對瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生技術(shù)的設(shè)計、施工工藝、質(zhì)量控制進(jìn)行了初步探討。

【關(guān)鍵詞】瀝青；混凝土；路面；冷再生；技術(shù)；應(yīng)用

瀝青混凝土路面冷再生技術(shù)是將舊瀝青混凝土路面材料，包括面層和部分基層材料經(jīng)破碎加工后進(jìn)行重復(fù)利用，根據(jù)再生后結(jié)構(gòu)層的結(jié)構(gòu)特征適當(dāng)加入新骨料或細(xì)集料，按比例加入一定量的外摻劑（如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫瀝青或乳化瀝青等）和適量的水，在自然環(huán)境溫度下連續(xù)完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型，重新形成具有所需承載能力結(jié)構(gòu)層的一種工藝方法。

1.瀝青混凝土路面冷再生工作原理

冷再生施工技術(shù)是一種新的路面修復(fù)技術(shù)，是路面修復(fù)方式的變革，目前越來越受到重視。其工作原理如下：在舊瀝青路面的基層、面層中加入一定規(guī)格、數(shù)量的新集料、穩(wěn)定劑、水，然后按照施工要求和路面修復(fù)的厚度要求，使用冷再生機(jī)設(shè)備對材料進(jìn)行破碎處理，并就地對所有的原材料進(jìn)行拌和、整形、碾壓，然后對路面進(jìn)行養(yǎng)生，使其達(dá)到新建路面基層或者底基層的技術(shù)要求，從而實(shí)現(xiàn)對路面的修復(fù)，為車輛通行創(chuàng)造良好的條件。

2.瀝青混凝土路面現(xiàn)場冷再生的反應(yīng)機(jī)理

瀝青混凝土路面是由級配礦料和瀝青組成的具有一定密實(shí)度的板體結(jié)構(gòu)，由瀝青將礦料粘結(jié)成整體。瀝青混凝土路面自交付使用后，經(jīng)受各種自然因素及行車荷載的重復(fù)作用，逐漸脆硬老化、疲勞開裂，直至路面破壞。對舊瀝青混凝土路面材料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，經(jīng)化學(xué)分析表明：瀝青中油份減少，而瀝青質(zhì)及膠質(zhì)增多，導(dǎo)致瀝青結(jié)合料脆硬性增強(qiáng)。其路用性能表現(xiàn)為：瀝青針入度減小，軟化點(diǎn)升高，延度降低；而礦料成分除受長期荷載作用變碎、變細(xì)以外，沒有其他變化。

經(jīng)銑刨破碎的瀝青混凝土路面材料，如果具有合適的級配，當(dāng)摻入外加劑加水均勻拌和后，發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)碾壓成型養(yǎng)生后可形成與水泥土、二灰穩(wěn)定碎石及水泥穩(wěn)定碎石等半剛性基層性質(zhì)類似的基層材料。冷再生碎石料與施工中常用的礦料不盡相同，冷再生料中除含有瀝青碎屑外，礦料外殼還有部分瀝青膜，因此其在結(jié)構(gòu)層中的受力情況與碎石也不盡相同，如何界定該結(jié)構(gòu)層的力學(xué)特性，通過對采用相同級配的水泥穩(wěn)定碎石、冷再生基層混合料及與舊瀝青混凝土路面油石比相同的瀝青混合料的抗壓回彈變形試驗(yàn)可以得出結(jié)論：冷再生基層混合料的回彈變形比水泥穩(wěn)定碎石和瀝青混合料的回彈變形都大。瀝青混凝土路面冷再生基層材料是處于半剛性與柔性材料之間的一種混合料，它具備兩種材料的各自優(yōu)點(diǎn)，這是由它本身的材料構(gòu)成所決定的。由于裹覆礦料的瀝青膜的模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于礦料的模量，根據(jù)冷再生混合料的組成可以看出，如果把裹覆瀝青的礦料顆粒作為一個復(fù)合單元和一個整體看，該復(fù)合單元的剛度小于原礦料顆粒的剛度，且裹覆瀝青的礦料顆粒越多，則該復(fù)合單元的剛度就越小，且剛度的降低與原瀝青混凝土路面面層厚度及瀝青含量成正比。

3.冷再生混合料配合比設(shè)計

冷再生混合料配合比設(shè)計必須要涉及以下幾個方面，如有代表性舊路樣品的獲取、回收混合料組成及性能必須由實(shí)驗(yàn)室確定、新集料添加的規(guī)格與用量的確定、新添穩(wěn)定劑等級及用量的選擇，拌合前含水量的確定、混合料性能試驗(yàn)要在養(yǎng)生初期與完成后進(jìn)行及最佳配合比的確定。

4.瀝青混凝土路面冷再生施工準(zhǔn)備

4.1 施工準(zhǔn)備

瀝青混凝土路面施工前，必須調(diào)查舊路結(jié)構(gòu)狀況，瀝青混凝土舊路路面冷再生是利用舊路瀝青混凝土及上基層經(jīng)破碎加入水泥均勻拌和，在最佳含水量條件下碾壓獲得的半剛性結(jié)構(gòu)。在舊路彎沉檢測過程中，可以對舊路的承載力進(jìn)行充分了解。為對舊路瀝青層的厚度、基層材料及基層厚度等方面進(jìn)行準(zhǔn)確確定，可以通過現(xiàn)場冷再生技術(shù)對舊路結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行破碎取樣，以此對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行掌握。為對添加劑的類型及用量多少進(jìn)行確定，必須詳細(xì)分析舊路結(jié)構(gòu)材料的土質(zhì)。

4.2機(jī)具準(zhǔn)備

瀝青混凝土路面施工前，必須確保機(jī)械設(shè)備充足并符合施工要求，目前瀝青混凝土路面冷再生施工中主要應(yīng)用的機(jī)具有冷再生機(jī)、平地機(jī)、自行式灑水車、運(yùn)送水泥車、單鋼輪振動壓路機(jī)及推土機(jī)等。

4.3材料準(zhǔn)備

冷再生結(jié)構(gòu)的骨料與填充料主要是經(jīng)破碎舊路面瀝青混凝土面層及上基層所得的混合料，骨料質(zhì)量在4.75mm 以上的應(yīng)在47%-67%范圍內(nèi)，如無法滿足這一要求，必須選用合理地措施進(jìn)行骨料及填充料用量的增減，在選用水泥過程中，可以選用強(qiáng)度等級為32.5級的路用普通硅酸鹽水泥。水選用飲用水即可。

5.瀝青混凝土路面冷再生施工工藝

5.1路面清理

冷再生施工技術(shù)應(yīng)用前必須清理干凈舊路路面，將路面雜物清除干凈，將舊路側(cè)石拆除，依據(jù)設(shè)計要求由測量人員進(jìn)行高程測量標(biāo)線，保證銑刨寬度與高度符合施工規(guī)定。施工前期必須將施工路段的交通封閉，嚴(yán)禁除施工車輛外其他車輛的通行。

5.2撒布水泥

依據(jù)水泥用量、路面再生厚度等指標(biāo)，進(jìn)行石灰方格的撒布，以此對水泥用量進(jìn)行確定。由于施工現(xiàn)場會產(chǎn)生多種損耗現(xiàn)象，在水泥用量確定過程中必須遵循施工設(shè)計要求增加15%左右的用量并加以控制。水泥撒布施工中必須確保其均勻度，不能出現(xiàn)厚薄不均現(xiàn)象，同時將撒布長度控制在再生機(jī)具前端60mm的距離。

5.3 銑刨拌和

再生機(jī)具有銑刨拌和的作用，其拌和幅寬較長，拌和壓實(shí)厚度通?？刂圃?8cm左右，在瀝青混凝土舊路路面施工中，再生機(jī)行駛速度必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，通?？刂圃?m/min，破碎瀝青混凝土最大粒徑一般會合理空載在30mm以下。在水泥初凝前必須結(jié)束碾壓工作，應(yīng)將單幅拌和長度在小于200m的范圍進(jìn)行控制。兩幅拌和結(jié)束后進(jìn)行穩(wěn)壓施工，選用振動壓路機(jī)時應(yīng)將振動關(guān)閉進(jìn)行一遍穩(wěn)壓作業(yè)，在選用平地機(jī)進(jìn)行整平機(jī)碾壓施工，由再生機(jī)機(jī)載電腦對拌和過程的加水量進(jìn)行合理控制。

5.4整平及碾壓

利用推土機(jī)進(jìn)行粗略找平施工并進(jìn)行排壓，確保其均勻度，隨后利用平地機(jī)進(jìn)行細(xì)致找平作用，直至達(dá)到設(shè)計要求，同時注意橫坡及平整度要與相關(guān)規(guī)范需求相符合。刮平作業(yè)要選用平地機(jī)進(jìn)行施工，在施工前要求對全幅再生材料進(jìn)行均勻壓實(shí)?；谠偕鷻C(jī)后輪胎行走在再生材料的表面，輪跡部位的材料會存在壓實(shí)現(xiàn)象，但位于兩輪之間的材料還沒有碾壓到，基于此早刮平施工前，為避免出現(xiàn)壓實(shí)差應(yīng)先進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)"在壓路機(jī)施工中，細(xì)粒級配材料中部分具有較低塑性的材料極易出現(xiàn)剪切破壞的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)橫向位移的情況，為對這種材料進(jìn)行有效壓實(shí)，必須對用水量進(jìn)行良好控制。最后刮平施工要選用平地機(jī)進(jìn)行施工，在施工時特別注意不能將刮片落在低凹路段，因?yàn)檫@些刮片和下部材料之間不存在黏結(jié)性質(zhì)。在碾壓施工前要對含水量進(jìn)行檢測，確保其含水量符合施工要求，碾壓作業(yè)中如遇到冷再生表面風(fēng)干等情況，必須進(jìn)行適量的灑水作業(yè)。

6.結(jié)語

瀝青混凝土路面冷再生技術(shù)的實(shí)施，要做好原路況的調(diào)查研究，從社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度做好結(jié)構(gòu)設(shè)計，選取適當(dāng)?shù)奶砑訚?jì)及用量。施工實(shí)踐中要注意總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，控制級配及添加濟(jì)用量，加強(qiáng)各工序之間的銜接，嚴(yán)把施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過近年來的施工實(shí)踐，我們認(rèn)為瀝青混凝土路面冷再生工藝作為一項(xiàng)新的路面施工技術(shù)，具有施工簡便、節(jié)約材料、縮短工期、減少環(huán)境污染，適用范圍廣、降低工程造價等優(yōu)點(diǎn)，值得在工程建設(shè)中推廣。 [科]

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