文/高壯元、王金華、秦彤、安豐偉

1 前言

近些年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)于環(huán)境問(wèn)題的日益重視，建立布局科學(xué)、生態(tài)友好、清潔低碳、集約高效的綠色交通運(yùn)輸體系已成為道路建設(shè)的一個(gè)重點(diǎn)指導(dǎo)方向。瀝青混合料冷拌技術(shù)因其低能耗、低排放、低污染，施工簡(jiǎn)單，可以及時(shí)改善路面病害，增加路面使用年限，節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注，被廣泛用于病害修補(bǔ)、薄層處治等工程[1][2][3]。然而，相比于熱拌瀝青混合料，冷拌再生瀝青混合料的路用性能相對(duì)較差，基本只能是應(yīng)用在低等級(jí)公路路面的罩面層施工中[4]。為研究冷拌瀝青混合料作為干線公路瀝青路面面層的可行性與實(shí)用性，文章基于干線公路改造工程，進(jìn)行了冷拌瀝青混合料設(shè)計(jì)與應(yīng)用，并對(duì)其進(jìn)行了跟蹤觀測(cè)，為以后冷拌瀝青混合料在干線公路瀝青路面結(jié)構(gòu)層中的應(yīng)用提供借鑒依據(jù)。

2 冷拌瀝青混合料設(shè)計(jì)

2.1 原材料

文章選擇SBS復(fù)合改性乳化瀝青作為膠結(jié)料，其技術(shù)指標(biāo)滿足拌合用乳化瀝青技術(shù)要求[5]。礦料選擇滿足規(guī)范要求的石灰?guī)r集料和石灰?guī)r礦粉；固化劑采用可形成冷拌瀝青混合料早期強(qiáng)度和調(diào)整瀝青路面剛?cè)嶂笜?biāo)的添加劑（白色粉末狀固體）；水選用干凈的飲用自來(lái)水。

2.2 冷拌瀝青混合料配合比

目前，由于國(guó)內(nèi)尚無(wú)冷拌乳化瀝青混合料的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，文章基于已有工程經(jīng)驗(yàn)，選擇了不會(huì)輕易發(fā)生離析現(xiàn)象的連續(xù)級(jí)配乳化瀝青混合料，同時(shí)考慮到混合料空隙率不能太大，以免水穩(wěn)定性較差，空隙率也不能太小，從而不利于強(qiáng)度的形成等因素，參考熱拌瀝青混合料AC-13的級(jí)配范圍進(jìn)行級(jí)配選擇和調(diào)試，設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

基于該級(jí)配對(duì)混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，成型方法參考冷補(bǔ)料成型的方法[5]，并在110℃、24h條件下進(jìn)行室內(nèi)加速養(yǎng)生條件。綜合混合料的空隙率、馬歇爾穩(wěn)定度及流值等試驗(yàn)結(jié)果，確定了冷拌瀝青混合料的最佳油石比為5.9%（殘留物），用水量為2.5%，對(duì)應(yīng)的混合料體積指標(biāo)如表1所示。

3 路用性能驗(yàn)證

通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)和低溫小梁彎曲試驗(yàn)，對(duì)冷拌混合料的抗水損害性能，高、低溫穩(wěn)定性能進(jìn)行了驗(yàn)證[6]，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 路用性能試驗(yàn)結(jié)果

表2試驗(yàn)結(jié)果表明，該冷拌瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能優(yōu)異，動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果高于改性瀝青熱拌混合料的技術(shù)要求；水穩(wěn)定性能滿足半干、干旱區(qū)普通瀝青混合料的技術(shù)要求；低溫性能滿足冬寒區(qū)普通熱拌瀝青混合料的技術(shù)要求。總體來(lái)講，該冷拌瀝青混合料已經(jīng)達(dá)到了熱拌瀝青混合料路用性能技術(shù)水平[7]。

4 工程實(shí)施驗(yàn)證

在江蘇省原省道S226響水段路面維修工程中，進(jìn)行了冷拌瀝青混合料AC-13試驗(yàn)段鋪筑，鋪筑厚度4cm。采用改裝的稀漿封層車現(xiàn)場(chǎng)拌和，通過(guò)熱拌瀝青混合料攤鋪機(jī)攤鋪。由于乳化瀝青破乳及強(qiáng)度形成需要一定的時(shí)間間隔，路面鋪筑結(jié)束后需進(jìn)行嚴(yán)格的交通管制，本試驗(yàn)段鋪筑完成后封閉交通6小時(shí)左右。

圖2 混合料攤鋪

圖3 混合料碾壓

圖4 碾壓完成后路面

5 跟蹤觀測(cè)

試驗(yàn)段鋪筑完成后，由于乳化瀝青混合料強(qiáng)度形成是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，與周圍環(huán)境（如氣溫、風(fēng)速等）和齡期等密切相關(guān)[8]，在試驗(yàn)段實(shí)施完成20天后進(jìn)行了取芯、滲水等試驗(yàn)檢測(cè)。為驗(yàn)證冷拌瀝青混合料面層應(yīng)用效果，于通車23個(gè)月后再次進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，兩次跟蹤觀測(cè)試驗(yàn)段外觀如圖5所示。

圖5 試驗(yàn)段外觀狀況

如圖5所示，兩次跟蹤觀測(cè)試驗(yàn)段外觀整體狀況較好，未出現(xiàn)開(kāi)裂、坑槽等病害現(xiàn)象。但是路肩位置，由于施工時(shí)邊緣碾壓不足，出現(xiàn)了明顯的松散現(xiàn)象。

將兩次跟蹤觀測(cè)滲水試驗(yàn)結(jié)果匯總于表3之中，壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果繪于圖6之中。

表3 滲水試驗(yàn)結(jié)果

圖6 試驗(yàn)路段路面取芯試驗(yàn)結(jié)果

從表3滲水試驗(yàn)結(jié)果可以看出，通車23個(gè)月后路面滲水系數(shù)明顯小于通車20天后路面滲水系數(shù)。這是由于在20天時(shí)，混合料內(nèi)部仍有部分乳化瀝青未完全破乳，水分未完全蒸發(fā)，隨著行車荷載和外界環(huán)境的影響，水分逐漸蒸發(fā)混合料也逐漸密實(shí)。另外通車20天時(shí)距土路肩3.5m處的路面滲水系數(shù)明顯小于距土路肩2m處，而通車23個(gè)月后，檢測(cè)結(jié)果卻相反。這主要由于通車初期，路面的壓實(shí)狀況及滲水系數(shù)主要受施工過(guò)程碾壓效果的影響，而隨著通車時(shí)間的延長(zhǎng)，行車荷載的反復(fù)作用對(duì)其產(chǎn)生了較大的影響，距土路肩2m處基本位于大多數(shù)車輛的行車帶范圍，來(lái)往車輛碾壓次數(shù)遠(yuǎn)超過(guò)道路中間位置。

圖6中兩次壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果也表明，隨著通車時(shí)間的延長(zhǎng)，在行車荷載的反復(fù)作用下，路面壓實(shí)度逐漸增大。

6 結(jié)論

6.1 滲水試驗(yàn)和芯樣壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果表明，冷拌瀝青路面通車后在行車荷載的作用下會(huì)進(jìn)一步密實(shí)，導(dǎo)致滲水系數(shù)減小，壓實(shí)度增加；

6.2 兩次跟蹤觀測(cè)表明，試驗(yàn)段外觀整體狀況較好，未出現(xiàn)開(kāi)裂、坑槽等病害現(xiàn)象。但路肩位置，出現(xiàn)了明顯的松散現(xiàn)象，建議冷拌混合料在后期應(yīng)用過(guò)程中加強(qiáng)接縫以及邊緣的碾壓。

6.3 試驗(yàn)段實(shí)施狀況及通車近兩年的實(shí)施效果，驗(yàn)證了冷拌瀝青混合料作為干線公路路面路面結(jié)構(gòu)層具有很好的可行性與實(shí)用性，尤其是對(duì)于半干、干旱區(qū)等水穩(wěn)定性要求較低的地區(qū)的綠色公路建設(shè)具有重要的參考意義。