段立偉

（湖南省岳陽市公路橋梁基建總公司，湖南 岳陽 414000）

0 引言

隨著我國公路等基建行業(yè)的飛速發(fā)展，在20世紀(jì)末及21世紀(jì)初以后陸續(xù)建成的高速公路已進(jìn)入了大、中修時期，目前大約有10%的高速公路瀝青路面需要進(jìn)行大中修，這種趨勢大約以每年15%的速度增加。在現(xiàn)行我國新修或改建的瀝青路面改造等工程項目中，基于乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)的應(yīng)用，合理利用舊的路面材料，可為工程造價預(yù)算節(jié)省近幾億元人民幣。

國內(nèi)外學(xué)者對乳化瀝青廠拌冷再生混合料關(guān)鍵技術(shù)的研究及應(yīng)用頗多，并都取得了一定的成果。丁武洋等［1］依托江蘇S325省道路面大修項目，探討乳化瀝青廠拌冷再生混合料的施工技術(shù)流程，分析了乳化瀝青廠拌冷再生混合料強(qiáng)度形成機(jī)理及水泥含量對強(qiáng)度的影響，并總結(jié)了冷再生混合料施工成套技術(shù)及質(zhì)量控制方法；柳峰［2］對乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)在青銀高速改擴(kuò)建項目中的實際應(yīng)用作了詳細(xì)說明，并介紹了路面施工工藝、強(qiáng)度形成原理、節(jié)能減排增效、社會效益等多個方面，研究結(jié)果表明乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)具有工程造價低、材料功能優(yōu)、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)良特性，值得廣泛使用；楊江平［3］針對乳化瀝青廠拌冷再生混合料的配合比設(shè)計問題，通過室內(nèi)試驗確定了乳化瀝青、水泥等原料含量對混合料力學(xué)性能的影響，從而得到了最佳配合比；吳云［4］采用高速公路瀝青面層銑刨料開展了乳化瀝青廠拌冷再生混合料設(shè)計研究，結(jié)合實體工程應(yīng)用開展了乳化瀝青廠拌冷再生施工工藝研究，并對拌合樓生產(chǎn)級配及施工現(xiàn)場中的冷再生混合料質(zhì)量進(jìn)行了檢查驗收，同時對施工過程中存在的問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的解決方案。

基于以上各學(xué)者的研究成果，本文結(jié)合湖南某高速公路大修工程對乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)進(jìn)行研究，其瀝青路面列為廢舊路面并作為研究示范工地，在此工地推廣應(yīng)用乳化瀝青廠拌冷再生技術(shù)，現(xiàn)已施工完畢，經(jīng)檢測驗收，各項指標(biāo)符合規(guī)范和設(shè)計圖紙要求，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，經(jīng)總結(jié)形成本工法。

1 施工工藝流程及操作要點

乳化瀝青廠拌冷再生工法原理是用銑刨回收的RAP，經(jīng)過精確的破碎、篩分成3～4檔均勻、穩(wěn)定的材料（必要時輔以少量新料），按照一定的級配，用乳化瀝青作為冷再生穩(wěn)定劑，添加少量礦粉、水泥等填料，在常溫下重新拌合成均勻、穩(wěn)定的瀝青混合料，用于道路的基層或面層。乳化瀝青破乳、水分蒸發(fā)后，瀝青與集料粘結(jié)成整體產(chǎn)生強(qiáng)度，達(dá)到道路使用性能要求［5］。本施工工法可使冷再生瀝青混合料用于高速公路、一級公路的中下面層、基層或二級及以下公路的基層、瀝青面層（用在表面層時，需在其上加鋪磨耗層）。

1.1 施工工藝流程

施工工藝流程如圖1所示。

圖1 乳化瀝青廠拌冷再生施工工藝流程圖

1.2 施工操作要點

乳化瀝青冷再生混合料由RAP、新集料、乳化瀝青、填料和水按一定比例和方法拌合在一起，形成良好級配、均勻穩(wěn)定、具有良好施工性能的混合料。原瀝青路面不同層次使用的材料不同，因此應(yīng)分層銑刨、分開堆放。其中RAP、新集料、乳化瀝青、填料和水均應(yīng)滿足一定的規(guī)范質(zhì)量及技術(shù)要求。

本項目中主要將原瀝青路面的中、下面層的銑刨料做冷再生用，一次性銑刨厚度為12cm，與上面層銑刨料分開堆放。為減少對原瀝青路面骨料的破壞和將銑刨料的含水量控制在合理范圍之內(nèi)，對不同型號的銑刨機(jī)采用不同的銑刨參數(shù)（銑刨鼓的選用和銑刨速度）進(jìn)行試驗，根據(jù)銑刨效果選擇銑刨機(jī)的型號為維特根2000、2100，銑刨速度3～4m／min，銑刨時用水量調(diào)至最小?？紤]到該項目交通量較大，混合料的礦料是關(guān)鍵，因此在進(jìn)行冷再生混合料級配設(shè)計時，考慮了RAP真實的礦料級配，在冷再生混合料中添加了約20%的10～20mm與5～10mm石灰石碎石，選擇水泥和礦粉作為填料。

1.2.1 廠拌冷再生配合比設(shè)計

本項目中乳化瀝青廠拌冷再生配合比設(shè)計方法參考了我國公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范的馬歇爾試驗方法，并在規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)：在拌合過程中，新料與11～25mm粗的RAP料先加少量水潤濕，與乳化瀝青進(jìn)行預(yù)拌均勻，然后再與其它材料拌合均勻；以馬歇爾擊實試件的毛體積密度確定冷再生混合料的最佳含水量，以混合料試件的最大劈裂強(qiáng)度確定最佳乳化瀝青用量，然后綜合確定總液體用量，從而確定混合料的目標(biāo)配合比。參考《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40－2004）中所提供的級配范圍［5］，具體級配如表1所示。

表1 乳化瀝青廠拌冷再生設(shè)計級配表

1.2.2 最佳含水量（OWC）和最佳乳化瀝青用量（OEC）的確定

乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計包括原材料試驗、配合比（水泥用量、水、乳化瀝青）設(shè)計以及配合比的檢驗三個具體流程。

為滿足工程實際，最佳含水量（OWC）采用馬歇爾擊實法：預(yù)估的乳化瀝青試驗用量可定為4%，以5%的含水量為中值，以±1%與±2%變化含水量進(jìn)行馬歇爾擊實試驗（試件成型方法與下面方法相同），成型5組馬歇爾試件，養(yǎng)護(hù)完成后測試各組試件的毛體積密度，根據(jù)各組馬歇爾試件的毛體積密度均值繪制二次函數(shù)曲線，取得毛體積密度最大值下的含水量即為最佳含水量（OWC）。

中值采用預(yù)測估算的乳化瀝青用量，間隔漸變量取中值±0.5%、中值±1%進(jìn)行試驗控制，保持最佳含水量OWC不變，成型5組馬歇爾試件。按照以下方法制備馬歇爾試件：

（1）將新料與RAP（11～25mm）按級配比例放入拌合鍋內(nèi)，先加入OWC的1／5～1／4使集料潤濕，后加入少量乳化瀝青（以不產(chǎn)生花白料為度）預(yù)拌30s使集料拌合均勻，然后把剩余的RAP、水進(jìn)行人工攪拌預(yù)濕，再倒入拌合鍋中，接著加入剩余乳化瀝青拌合60s，最后加入礦粉與水泥拌合60s，使混合料均勻穩(wěn)定、色澤一致；

（2）將拌合均勻的混合料均勻裝入試模，雙面各擊實50次，成型擊實試件；

（3）將試件成樣與試模共同放置在溫度設(shè)定為60℃的烘箱中，養(yǎng)生至其重量保持不變階段，時間一般控制在40h以上；

（4）當(dāng)達(dá)到恒重狀態(tài)時，將試件成樣與試模取出，隨后放到馬歇爾擊實儀器上，正反面皆擊實25次，在室溫下將其冷卻≥12h后脫模；

（5）對試件進(jìn)行干濕劈裂試驗，確定最佳乳化瀝青用量，干劈試驗結(jié)果如圖2所示。

圖2 廠拌乳化瀝青冷再生混合料乳化瀝青用量干劈試驗結(jié)果示意圖

1.2.3 最大理論相對密度的確定

采用真空實測法量測各組試件的最大理論相對密度。

2 路用性能指標(biāo)的檢驗

在最佳乳化瀝青用量和最佳含水量確定以后，要進(jìn)行路用性能指標(biāo)檢驗，具體包括空隙率、劈裂強(qiáng)度、水穩(wěn)定性能與高溫穩(wěn)定性能等，本項目指標(biāo)檢驗結(jié)果如表2所示。

2.1 確定施工配合比

通過試驗路段施工，確定本項目的乳化瀝青廠拌冷再生施工配合比為：新料（9.5～19mm）∶新料（4.75～9.5mm）∶RAP（15～25mm）∶RAP（8～15mm）∶RAP（0～8mm）∶礦粉＝13%∶5%∶6%∶25%∶49%∶2%，水泥外摻1.3%，最佳含水量為5.2%，乳化瀝青用量為4.0%。

2.2 性能指標(biāo)驗證

（1）水穩(wěn)定性能。依據(jù)表2配合比設(shè)計參數(shù)及試驗指標(biāo)，將乳化后的瀝青按標(biāo)準(zhǔn)尺寸制作試件，在項目部實驗室進(jìn)行凍融劈裂試驗。試驗結(jié)果表明：由上述方法生產(chǎn)的乳化瀝青廠拌冷再生混合料TSR值是84.7%，能夠較好地滿足規(guī)范要求≥70%的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［6］。

表2 配合比性能試驗指標(biāo)表

（2）高溫穩(wěn)定性能。依據(jù)現(xiàn)有項目部的試驗儀器，對乳化瀝青廠拌冷再生混合料進(jìn)行高溫蠕變試驗。本次試驗主要集中對已有道路路面下面層中常用的混合料AC－25進(jìn)行對比分析，得到乳化瀝青廠拌冷再生瀝青混合料的高溫蠕變性能與傳統(tǒng)的道路石油瀝青混合料性能基本接近，能夠滿足道路通車等各方面性能的要求。

3 施工工法

乳化瀝青廠拌冷再生混合料施工環(huán)節(jié)主要包括施工前的準(zhǔn)備（施工機(jī)械的檢查與調(diào)試）、銑刨原有病害路面、在下基層表面噴灑透層油、拌合、攤鋪、壓實、養(yǎng)護(hù)、鋪筑下封層、接縫處理等。各個階段施工技術(shù)均需嚴(yán)格按照規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，滿足施工的各項指標(biāo)要求。

4 結(jié)語

（1）本文提出了乳化瀝青廠拌冷再生混合料的工法操作流程，通過相關(guān)試驗確定再生混合料中的最佳含水量與最佳乳化瀝青含量，在此基礎(chǔ)上，提出了適用于道路路面施工的乳化瀝青廠拌冷再生混合料的配合比設(shè)計。

（2）依托湖南某瀝青路面改造工程，合理應(yīng)用本文工法進(jìn)行施工，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了乳化瀝青廠拌冷再生混合料的施工工藝。

（3）通過施工現(xiàn)場實施情況具體分析，本文提出的乳化瀝青廠拌冷再生混合料工法能夠較好地滿足路面使用性能要求，相關(guān)技術(shù)成果與經(jīng)驗可為今后類似工程提供參考與借鑒。