瀝青冷再生技術(shù)在道路中的應(yīng)用研究

王瑞

（中交一公局集團(tuán)有限公司，北京 100024）

0 引言

目前，公路交通運(yùn)輸事業(yè)伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展得到了快速發(fā)展。但是當(dāng)初修建的公路工程經(jīng)歷了時(shí)間的洗禮，已經(jīng)處于一種需要改建或者維修的狀態(tài)。由于改建或者維修出現(xiàn)了廢舊瀝青污染問題，為了解決這一問題，越來越多的學(xué)者進(jìn)行了瀝青路面再生技術(shù)的研究工作。

從使用的材料來講，當(dāng)前廢舊瀝青混合材料的種類很多，并且構(gòu)成要素很復(fù)雜，對再生骨料評價(jià)指標(biāo)的建立還有待完善。我國的瀝青路面再生設(shè)備還處于一種待提升狀態(tài)，在技術(shù)應(yīng)用上質(zhì)量安全還需進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，必須加大對瀝青再生技術(shù)的資金投入，使瀝青再生技術(shù)得到普遍的應(yīng)用。

1 瀝青冷再生技術(shù)的概述

1.1 瀝青冷再生技術(shù)的特點(diǎn)

為了能循環(huán)使用瀝青路面維修時(shí)產(chǎn)生的材料，可以使用路面再生技術(shù)。瀝青冷再生技術(shù)在一定程度上節(jié)約了材料，成本也得到了一定的縮減,降低了環(huán)境污染的可能性，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，滿足了建筑節(jié)能的要求，有利于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會[1]。根據(jù)粗略計(jì)算，一旦實(shí)現(xiàn)了瀝青路面材料的循環(huán)利用，就可以在很大程度上縮減路面的維修材料成本。采用“瀝青冷再生現(xiàn)場混合列車”與銑刨機(jī)、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等設(shè)備構(gòu)成現(xiàn)場連續(xù)冷再生工程機(jī)械聯(lián)動線，工作效率比常規(guī)施工提高10%～20%。

1.2 瀝青路面再生方式的分析

1.2.1 瀝青路面熱再生方式

瀝青路面的熱再生方式分析圖如圖1 所示。

圖1 瀝青路面的熱再生方式分析圖

1.2.2 瀝青路面冷再生方式

（1）現(xiàn)場冷再生

現(xiàn)場冷再生是在路面冷銑刨技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用可再生的機(jī)械對瀝青路面進(jìn)行銑刨、破碎處理，并在現(xiàn)場添加新的瀝青混合料（如泡沫瀝青、乳化瀝青、水泥、石灰等），進(jìn)行現(xiàn)場拌和、攤鋪、整平和壓實(shí)處理。采用原位冷再生法消除車轍，消除縱、橫向反射裂縫，保持原有路面的線形，是目前常用的修復(fù)方法。在現(xiàn)場冷再生中，混凝土和乳化瀝青是常用的混合料，而泡沫瀝青在混凝土中得到了廣泛的應(yīng)用，具有養(yǎng)護(hù)時(shí)間短、密實(shí)度高、施工成本低等特點(diǎn)。

（2）廠拌冷再生

廠拌冷再生主要用于瀝青路面的底層和鋪筑基礎(chǔ)。將原路面的瀝青物料運(yùn)至攪拌站，經(jīng)粉碎后，按一定比例加入石灰、水泥、乳化瀝青、粉煤灰等新料，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，在路面基層上進(jìn)行壓實(shí)處理。廠拌冷再生技術(shù)可以對各種基層損傷和疲勞損傷引起的裂紋進(jìn)行修補(bǔ)，又不影響路面的幾何性質(zhì)，提高了路面的使用性能[2]。

2 瀝青冷再生技術(shù)的施工工藝

2.1 施工流程

準(zhǔn)備下承層—施工放樣—攤鋪銑刨渣料—推土機(jī)穩(wěn)壓—測量放樣—平地機(jī)初平—壓路機(jī)初壓—檢查含灰量—推土機(jī)初壓—灑水—攤鋪水泥—拌和—推土機(jī)穩(wěn)壓—測量放樣—平地機(jī)初平—壓路機(jī)初壓—測量摸底—平地機(jī)精平—壓路機(jī)振碾—檢測各項(xiàng)指標(biāo)—終壓—養(yǎng)生—下道工序。

2.2 施工方法以及要點(diǎn)

2.2.1 材料要求

主要的施工材料是三級以上的石灰。在使用之前，大概需要一周的時(shí)間進(jìn)行消解，并且在灰場進(jìn)行10mm 的篩選。水泥的初凝時(shí)間應(yīng)該保持在3h 以上，終凝時(shí)間應(yīng)該大于6h，標(biāo)號為32.5 或者42.5。

2.2.2 準(zhǔn)備下承層

在攤鋪銑刨渣料之前，先對已銑刨過的路基進(jìn)行檢測，看是否有地下管道之類的障礙物，以及在路基區(qū)域內(nèi)有沒有翻轉(zhuǎn)、軟化等問題。一旦遇到這種問題，按照規(guī)定處理，然后碾壓。根據(jù)設(shè)計(jì)的配比要求和實(shí)驗(yàn)室出具的報(bào)告，計(jì)算出銑刨渣料、熟石灰的攤鋪厚度，并且間隔20m 設(shè)置一個(gè)高程的控制樁。

2.2.3 攤鋪銑刨渣料

在攤鋪銑刨渣料時(shí)，要注意均勻攤鋪。在井或者障礙物1m 以外的范圍鋪設(shè)渣土，創(chuàng)造拌和的條件，保持?jǐn)備伇砻嫫秸?，厚度均勻，沒有缺漏，還需要實(shí)現(xiàn)骨料的均勻攤鋪。

2.2.4 灑水預(yù)濕

為了使拌和更加均勻，需要對其進(jìn)行灑水預(yù)濕，銑刨渣料經(jīng)過預(yù)濕后會更容易拌和。

2.2.5 攤鋪石灰

在計(jì)算石灰用量時(shí)，需要考慮最大干容重試驗(yàn)報(bào)告、現(xiàn)場渣料、石灰的濕松密度。對石灰進(jìn)行攤鋪時(shí)，要保持均勻，厚度一致，防止出現(xiàn)缺漏，經(jīng)過檢查合格后進(jìn)行拌和，石灰攤鋪如圖2 所示。

圖2 石灰攤鋪圖

2.2.6 灰土拌和

石灰攤鋪完成之后，用拌和機(jī)器進(jìn)行攪拌，并且需要專門的工作人員對拌和的深度、寬度以及均勻性進(jìn)行跟車檢查。將拌和的顏色是否均勻以及是否出現(xiàn)了粗細(xì)粒料窩作為拌和是否均勻的標(biāo)志，防止出現(xiàn)漏拌的情況。在拌和后，需要對石灰的劑量進(jìn)行測定，倘若測定的石灰劑量不足，需要及時(shí)補(bǔ)加石灰。不僅需要測定石灰的劑量，還需要測量含水量，將含水量控制在3%左右[3]。水車起灑的地方或者調(diào)頭的地方應(yīng)該在施工作業(yè)2m 以外，在拌和灰土中，停車或者調(diào)頭是堅(jiān)決不允許的，在下道工序中加水濕潤也是不允許的。

2.2.7 灰土整平

將粉煤灰混合好后，用履帶機(jī)進(jìn)行初壓、噴淋，從兩邊到中間；用掛線檢查路面的高程、斜坡；用平板機(jī)或推土機(jī)把地面壓平，保證不超過3cm，壓實(shí)高度不超過2cm，同時(shí)測量土壤的含水量[4]。

2.2.8 鋪水泥、拌和、整平、測量放樣

首先，將工程路段按照設(shè)計(jì)用量用石灰鋪平，并打成網(wǎng)狀，然后在網(wǎng)孔中均勻地?cái)備?，使其在網(wǎng)孔中均勻分布，并用拌和機(jī)將水泥拌和均勻。在有條件的情況下，可用含水量快速測試儀或核密實(shí)度——水分測定儀進(jìn)行測量。在無條件的情況下，可用混合料的稠度進(jìn)行測量，具體做法為：將其揉成一團(tuán)，在合適的含水量下，可以將其一分為二，確保完整。如果將其壓碎，則說明水分含量適中。如果太潮濕或太干燥，必須采取相應(yīng)的措施。在水分適宜時(shí)攪拌，結(jié)束后用推土機(jī)進(jìn)行初壓，以顯露可能存在的不均勻性。每隔10～20m 設(shè)置一個(gè)橫截面，然后再次進(jìn)行刮板，并適時(shí)懸掛高、斜坡。對局部坑洼進(jìn)行人工刨松5cm 以上，用新料找補(bǔ)整平。為了縮短工期，采取半幅流水法，每道工序100～200m，首先鋪設(shè)水泥，然后混合、平整，最后進(jìn)行碾壓[5]。

2.2.9 碾壓

整平達(dá)到規(guī)定后，馬上進(jìn)行碾壓，采用12t、20t 的重型壓路機(jī)和三輪輪式壓路機(jī)。先用12t 的重型壓路機(jī)在無振動的情況下進(jìn)行穩(wěn)定的加壓，再用20t 的重型壓路機(jī)進(jìn)行緊固。首先進(jìn)行輕微振動，持續(xù)振動直到所需的壓實(shí)度，通常是4～6 次，然后用三輪輪式壓路機(jī)進(jìn)行收光和清除。碾壓速度要一致，以2km/h 為宜。重型壓路機(jī)碾壓如圖3 所示。

圖3 重型壓路機(jī)碾壓圖

2.2.10 檢測

在碾壓成形后，應(yīng)及時(shí)檢測平整度、壓實(shí)度、高程、厚度、斜坡等參數(shù)。如有需要，應(yīng)采用平地機(jī)械平整，精平整平，嚴(yán)禁用薄片補(bǔ)料。通常應(yīng)遵循寧高不低、不刮不補(bǔ)的原則，然后用靜壓法整平。上述各項(xiàng)均已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，按照規(guī)定提交相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。

2.2.11 養(yǎng)生

水泥石灰穩(wěn)定層在壓實(shí)后，必須在7d 之內(nèi)保持濕潤，不能突然干燥和潮濕。在休養(yǎng)過程中，除了灑水車，禁止大型車輛通過[6]。

2.2.12 接縫處理

在完成碾壓后，對水泥石灰穩(wěn)定層的端部進(jìn)行平整度檢驗(yàn)，保持在5mm 以內(nèi)，不合格的，都要用拉絲進(jìn)行垂直切割。次日施工時(shí)，用攪拌器在接縫處橫向攪拌2 次，然后縱向攪拌，手工攪拌均勻，以確保接縫平整。

2.2.13 檢查井及收水井、路邊拌和不到位的地方

首先，檢查井完成升井，井周采用C25 級混凝土或砌井砌塊，避免井周邊塌陷。其次，在收水井周邊攪拌機(jī)攪拌不到的地方，用人力將其刨成規(guī)則的方形。所有沒有攪拌的地方都用人工拌和水泥，分成兩層，夯填到基層頂面，并確保頂面平整，不能有積水。最后，對路面上不能攪拌的灰土，混合后人工拆除運(yùn)走，再用新拌的水泥石灰土進(jìn)行填筑。壓路機(jī)在進(jìn)行碾壓時(shí)，一定要壓緊，一般要壓2 次。

3 控制重點(diǎn)

3.1 舊混合料的性能控制

瀝青混合料的使用時(shí)間嚴(yán)重影響瀝青路面的再生利用，對再生道路的性能有很大的影響，所以，控制舊混合料的性能是一項(xiàng)十分必要的工作。

3.2 現(xiàn)場冷再生混合料的性能控制

現(xiàn)場冷再生路面的使用壽命是由路面冷再生后的混合料的性能決定的。因此，通過瀝青混凝土路面的低溫穩(wěn)定性試驗(yàn)、低溫抗裂性試驗(yàn)、水穩(wěn)定性試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)等，對瀝青混凝土路面的耐久性進(jìn)行了研究[7]。

3.3 半剛性基層現(xiàn)場冷再生混合料的性能控制

半剛性基層現(xiàn)場冷再生混合料的力學(xué)特性主要有馬歇爾穩(wěn)定度、流值、無側(cè)限壓縮強(qiáng)度、間接拉伸強(qiáng)度、保持后的穩(wěn)定程度等。

4 現(xiàn)場冷再生路面的施工質(zhì)量控制

國內(nèi)尚無現(xiàn)場冷再生路面的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只能針對具體工程，著重于施工質(zhì)量管理，主要包括：

其一，對已刨出的老路面拌和料級配的要求；

其二，最優(yōu)的水分含量及保持通風(fēng)；

其三，現(xiàn)場冷再生路面施工質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的要求：現(xiàn)場冷再生物料，如舊料、瀝青、添加劑等；現(xiàn)場冷再生工藝，如體積、性能指標(biāo)、級配等。

5 結(jié)語

為了滿足資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的需要，進(jìn)行冷再生技術(shù)的研究和推廣，是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。以“瀝青冷再生現(xiàn)場攪拌”為核心技術(shù)，在瀝青路面上進(jìn)行現(xiàn)場連續(xù)冷再生。該施工工藝具有較高的機(jī)械化水平，為瀝青路面現(xiàn)場冷再生施工的工期、質(zhì)量和安全提供了保障。通過路面的再生，可以使其再次達(dá)到道路使用的要求，不僅節(jié)約了大量的材料和經(jīng)費(fèi)，還可以減少對環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。