苗濤

（中鐵十一局集團(tuán)第四工程有限公司，武漢 430000）

1 引言

就地冷再生技術(shù)一般是針對道路的基層狀況良好， 但是面層存在一定的質(zhì)量缺陷，導(dǎo)致正常的交通受到較大的影響，從而對瀝青面層進(jìn)行修補(bǔ)的一種施工技術(shù)。 即對舊路面的基層病害部位進(jìn)行修整，再使用專用的就地冷再生設(shè)備對舊瀝青路面進(jìn)行銑刨、破碎，如舊瀝青料質(zhì)量過差，可適當(dāng)摻加一定數(shù)量的新瀝青混合料，然后將新舊集料、水、活性填料進(jìn)行攪拌，攪拌完成后進(jìn)行攤鋪、碾壓，養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后即可恢復(fù)交通。

2 工程概況

本文以某高速公路瀝青路面就地冷再生工程作為研究案例，該高速公路的既有路面面層設(shè)計(jì)為瀝青混凝土（厚度為8 cm），基層設(shè)計(jì)為水泥穩(wěn)定碎石（厚度為20 cm）。 當(dāng)前，該高速公路的路面質(zhì)量缺陷包括推移、車轍、起包等。 結(jié)合原路面結(jié)構(gòu)、路面質(zhì)量缺陷的成因、交通量等因素對存在問題進(jìn)行全面的分析，施工單位編制出以下施工方案：先對路基進(jìn)行處理，處理完成以后，使用再生設(shè)備將既有的瀝青混凝土面層與水泥穩(wěn)定碎石基層同時(shí)進(jìn)行就地冷再生處理，將再生層作為路面結(jié)構(gòu)中的下面層，上面層設(shè)計(jì)為加鋪4 cm 厚度的瀝青混凝土。

3 施工前準(zhǔn)備工作

3.1 取樣和試樣分析

為保證給瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)、可靠的數(shù)據(jù)，施工單位應(yīng)使用再生設(shè)備對不同類型的質(zhì)量缺陷進(jìn)行取樣，并測量出路面結(jié)構(gòu)層的具體厚度。

按照J(rèn)TG/T 5521—2019 《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》、JTG E42—2005《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》，對樣品RAP（瀝青混合料回收料）進(jìn)行塑性指數(shù)試驗(yàn)、砂當(dāng)量試驗(yàn)、篩分試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定出瀝青混合料的最佳配比∶RAP∶碎石∶石屑∶水泥=55∶30∶13.5∶1.5。

3.2 泡沫瀝青的最佳發(fā)泡條件

在對瀝青的發(fā)泡質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)時(shí)， 可使用膨脹率與半衰期作為評價(jià)指標(biāo)，試驗(yàn)人員將試驗(yàn)室內(nèi)的溫度控制在20 ℃左右，對90 號瀝青進(jìn)行發(fā)泡試驗(yàn)。 為保證試驗(yàn)的科學(xué)性，應(yīng)準(zhǔn)備3 種發(fā)泡溫度：150 ℃、160 ℃和170 ℃。同時(shí)，將每種發(fā)泡溫度的用水量設(shè)置4 種：1%、1.5%、2%和3%，對不同技術(shù)參數(shù)下的瀝青發(fā)泡質(zhì)量的膨脹率與半衰期指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)， 最后取平均值。 試驗(yàn)后整理的數(shù)據(jù)如圖1 所示。

圖1 90 號瀝青發(fā)泡特性曲線

結(jié)合圖1 中的信息可以發(fā)現(xiàn)，90 號瀝青的最佳技術(shù)參數(shù)如下：發(fā)泡溫度為160 ℃，用水量為1.5%，膨脹率為16 倍，半衰期為11 d。

3.3 試件成型與養(yǎng)護(hù)

泡沫瀝青混合料拌和與碾壓過程中需要摻加一定的水，應(yīng)通過試驗(yàn)的方式確定瀝青混合料的用水量， 保證最終的碾壓效果。 具體情況如表1 所示。

表1 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果與拌和用水量

經(jīng)初步試驗(yàn)后，將瀝青用量的中值設(shè)置為3%，按照一定的時(shí)間間隔，其會(huì)自動(dòng)化為5 個(gè)泡沫瀝青的用量。 保證瀝青料的含水量處于穩(wěn)定狀態(tài)，并準(zhǔn)備馬歇爾試驗(yàn)的試塊。

3.4 氣候條件

施工現(xiàn)場的最低溫度不得低于10 ℃，如在低溫環(huán)境下施工，無法有效保證瀝青混合料的碾壓質(zhì)量。 并且嚴(yán)禁在雨天施工，如施工完成后的24 h 內(nèi)可能出現(xiàn)低溫天氣，也不得施工，需保證瀝青混合料的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

4 瀝青路面就地冷再生技術(shù)

4.1 施工程序

對基面進(jìn)行預(yù)處理→再生作業(yè)之前的準(zhǔn)備工作→灑布添加料→再生作業(yè)→混合料攤鋪→混合料碾壓→混合料養(yǎng)護(hù)→開放交通→罩面施工。

4.2 施工準(zhǔn)備

1）裂縫位置統(tǒng)計(jì)。 對于使用就地冷再生施工技術(shù)的路段，施工人員確定出質(zhì)量缺陷的具體位置，精準(zhǔn)標(biāo)記出縱、橫方向的裂縫起點(diǎn)與終點(diǎn)。

2）挖補(bǔ)處理。 對舊路面出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量缺陷的區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)[1]，例如，龜裂、大面積的網(wǎng)裂等。 需要注意的是，二灰基層應(yīng)使用冷料或水穩(wěn)料進(jìn)行修補(bǔ)。

3）清潔原路面。 使用鼓風(fēng)機(jī)清理路面的灰塵、碎塊，保證道路面層足夠潔凈[2]。

4）放樣劃線。 結(jié)合再生設(shè)備的寬度確定出舊路面縱向攤鋪機(jī)的作業(yè)寬度，將其作為再生設(shè)備的施工導(dǎo)向線。

4.3 材料準(zhǔn)備

乳化瀝青、骨料、水泥等原材料必須檢驗(yàn)合格以后才能使用在項(xiàng)目中[3]。 瀝青混合料的集料與含水量需通過試驗(yàn)進(jìn)行確定，這是保證施工質(zhì)量的前提。

4.4 機(jī)械準(zhǔn)備

1）在使用再生機(jī)、提升機(jī)之前，施工人員對設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)試，保證實(shí)際作業(yè)過程中的穩(wěn)定性。

2）使用高精準(zhǔn)度的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對再生機(jī)乳化瀝青進(jìn)行計(jì)量， 施工人員可直接在再生設(shè)備的控制面板上設(shè)置銑刨深度、坡度，然后按照設(shè)計(jì)圖紙要求施工。 還應(yīng)該檢查循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況， 可使用試作業(yè)的方式對瀝青噴灑系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行標(biāo)定。

3）使用自動(dòng)化的再生機(jī)組進(jìn)行施工，混合料攤鋪完成后，使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。 施工單位應(yīng)準(zhǔn)備充足的配套設(shè)施，保證項(xiàng)目順利竣工。

4.5 再生作業(yè)

1）結(jié)合瀝青混合料面層的再生厚度、再生寬度及混合料的干密度計(jì)算出每平方米再生料需要的水泥摻加量及集料摻加料。

2）如需向再生料中摻加新集料，應(yīng)使用灑布機(jī)進(jìn)行布料，新集料可分多次進(jìn)行灑布，需保證其計(jì)量精準(zhǔn)。

3）再生施工使用CIR900 系統(tǒng)，按照規(guī)范流程進(jìn)行再生施工， 保證各施工設(shè)備有序運(yùn)行。 施工人員結(jié)合實(shí)際狀況在CIR900 系統(tǒng)的控制面板上輸入各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，例如，瀝青摻加量、RAP 密度、攤鋪厚度、攤鋪寬度等，再生設(shè)備的運(yùn)行速度保持在2~10 m/min。

4）當(dāng)使用再生機(jī)對舊瀝青路面進(jìn)行銑刨作業(yè)時(shí)，將乳化瀝青與水均勻?yàn)⒉荚谂f料表面，確保再生混合料攪拌均勻，再生作業(yè)完成以后，保證其形成1 m 左右高度的堆料。

5）施工人員手動(dòng)連接WP 800 提升機(jī)、攤鋪機(jī)，提升機(jī)將1 m 左右高度的堆料提升至攤鋪機(jī)的料斗中。提升再生混合料的過程中可以進(jìn)行二次攪拌，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

6）再生設(shè)備與攤鋪設(shè)備之間的距離應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的再生料攪拌時(shí)間確定，正常情況下，二者之間的間距不宜過遠(yuǎn)，避免施工現(xiàn)場出現(xiàn)突發(fā)狀況，導(dǎo)致施工中斷。

4.6 攤鋪

攤鋪過程中，必須保證攤鋪機(jī)勻速前進(jìn)，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)不得隨意中斷，攤鋪后的路面平整度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。 攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度保持在2~5 m/min。

攤鋪時(shí)，嚴(yán)格控制再生料的攤鋪厚度、寬度以及坡度。 存在于舊瀝青路面的質(zhì)量缺陷可能會(huì)導(dǎo)致面層的厚度不均勻，此時(shí)可使用再生控制面板對出料量進(jìn)行控制， 保證出料量始終保持一致。 在調(diào)整攤鋪厚度時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制橫坡的坡度，避免攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后路面出現(xiàn)積水現(xiàn)象。

4.7 碾壓

施工單位根據(jù)施工量及攤鋪速度配備充足的碾壓設(shè)備，嚴(yán)格按照規(guī)范要求對攤鋪成型的再生料進(jìn)行碾壓， 確保再生料碾壓后的平整度、壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。 碾壓作業(yè)可分為3 個(gè)階段完成：初壓階段、復(fù)壓階段和終壓階段，各碾壓段落的長度結(jié)合再生設(shè)備的運(yùn)行能力確定， 正常情況下控制在40 m 左右比較合適。 在經(jīng)過全面的研究分析以后得出：

（1）對于已經(jīng)攤鋪成型的再生料，在混合料尚未破乳之前，使用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，保證乳化瀝青黏度不會(huì)增加。（2）初壓：使用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓次數(shù)控制在2~3 遍，碾壓過程中， 再生混合料的含水量適當(dāng)高于最佳含水量1%~2%。再生料表面應(yīng)處于濕潤狀態(tài)，若現(xiàn)場溫度過高，導(dǎo)致混合料內(nèi)的水分蒸發(fā)速度過快，則適當(dāng)灑水。 （3）復(fù)壓：使用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓的遍數(shù)根據(jù)混合料的性能、虛鋪厚度、施工環(huán)境確定，正常情況下，復(fù)壓階段的碾壓遍數(shù)保持在3~6 遍。 （4）終壓：使用膠鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓次數(shù)控制在1~2 遍，碾壓方式根據(jù)現(xiàn)場情況確定。 （5）碾壓作業(yè)完成后，及時(shí)封閉交通，2 h 內(nèi)不得通行任何車輛。 （6）碾壓過程中可適當(dāng)噴灑水霧，避免壓路機(jī)的車輪黏結(jié)再生料。 碾壓時(shí)不得隨意掉頭、剎車。（7）碾壓速度：初壓階段的碾壓速度保持在1.5~3 km/h，復(fù)壓、終壓階段的碾壓速度保持在2~4 km/h。

4.8 接縫

1）縱向施工縫：接縫部位的10 cm 范圍內(nèi)可作為后高程的基準(zhǔn)面，還需要留置不低于5 cm 的重疊量，在對第二幅進(jìn)行再生作業(yè)時(shí)，其重疊范圍內(nèi)的水、瀝青按照原有的設(shè)計(jì)量進(jìn)行噴灑，無須額外摻加新集料。 嚴(yán)格控制好縱向施工縫部位的攤鋪厚度，保證表面的平整度。

2）橫向接縫：使用3 m 直尺對施工縫進(jìn)行測評，并確定出再生作業(yè)的起點(diǎn)部位。 每日攤鋪之前，攤鋪機(jī)?？吭跈M向施工縫的端部，熨平板與已經(jīng)攤鋪好的路面端部對準(zhǔn)后，方可開始攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。 先對橫向施工縫進(jìn)行碾壓，再進(jìn)行縱向碾壓。

4.9 養(yǎng)護(hù)

在對封層或罩面施工之前， 施工單位需對冷再生層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在3~7 d。 養(yǎng)護(hù)期間，再生料的強(qiáng)度會(huì)逐漸增長。 養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)封閉交通，嚴(yán)禁任何車輛通行。

4.10 開放交通

封閉24 h 交通以后，在檢測合格的情況下才能開放交通。嚴(yán)禁重型車輛通行。

5 瀝青冷再生技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

1）冷再生施工可節(jié)約能源和資源，利用舊路材料改造路面，可降低工程成本，節(jié)省材料費(fèi)與運(yùn)費(fèi)，有極大的經(jīng)濟(jì)效益。

2）冷再生施工可改善施工條件，減少環(huán)境污染，有利環(huán)境保護(hù)， 利用舊路材料可避免因廢棄舊料污染施工現(xiàn)場環(huán)境從而避免浪費(fèi)大量的路面材料。

3）冷再生施工可不受陰濕或低溫季節(jié)的影響，可以適應(yīng)嚴(yán)冬以外的各種施工季節(jié)，可以大大加快施工進(jìn)度而縮短工期。

6 結(jié)語

綜上所述，本文以某高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目作為研究案例，對路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行研究， 介紹了路面就地冷再生技術(shù)的具體工藝，并對再生料的配合比進(jìn)行分析。

整體而言，使用就地冷再生技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)舊料再利用，通過試驗(yàn)的方式確定出再生料的配合比及新料的摻加量， 可以獲取最佳配合比及含水量。 經(jīng)過實(shí)踐論證后得出，在高速公路工程建設(shè)中瀝青路面使用就地冷再生技術(shù)能夠取得理想的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。