公路沥青混凝土路面应用冷再生的施工技术

2022-04-04梁娟

科技创新导报 2022年23期

梁娟

（北京北咨工程项目管理咨询有限公司北京 100124）

为更好地满足我国各地区社会经济发展的需求，应加大公路工程建设及高等公路的翻修、重建力度。众所周知，公路工程建设阶段施工工艺十分复杂，为使来往车辆运行的安全性、稳定性得到保障，通常会对施工工艺的科学性、可行性提出更高的要求。

1 工程概况

该工程是二级公路，全长28.5km，该公路建成于20世纪80年代，2001年进行局部大修，拓宽整改，改建以后的路面结构是“16cm 厚二灰碎石基层+5cm 厚中粒式沥青砼+4cm 厚细粒式沥青”。2010年时，该公路收费站被撤销，车流量明显增加，结合现场调查资料，发现沥青路面存有纵横向裂缝、龟裂、坑槽等质量病害，对道路使用安全构成一定威胁［1］。

2 处理方案

结合道路质量病害的调查状况，结合不同路段编制相应的检修方案，一共有10.17㎞路段应用了沥青路面就地冷再生技术，具体处理方案如下：破损处理原沥青路面、基层，掺入5%水泥，进行全深式就地冷再生施工，采用新基层作为再生层。新形成的路面结构如下：4cmAC-13C+5cmAC-16C+20cm 全深式就地冷再生。对于冷再生混合料做出如下要求：7d无侧限抗压强度2.5～3.0MPa，压实度≥95%。

3 就地冷再生技术原理及特征

3.1 技术原理

冷再生的原理是在对原有路面的改建作业中，尽可能地使用原道路的面层沥青物料，在不实施面层拆除、重塑的情况下，参考原道路沥青结构层的设计比，加入适量的外加剂，如水泥物料、石灰物料等，同时，还可掺入一些稳定物料，如泡沫沥青物料，安排专业技术人员就地实施混合料拌制、路面找平、路面碾压等作业。采用冷再生技术方式，必须要应用专业的再生设备，其核心为一个组装数个硬质合金钢刀具的切削转子构件。转子运转时，朝上方切削处理路面物料，转子削切的同时，软管将再生机前的水罐车内储备的水输送给再生机，配合机载计算机系统调控喷洒过程。在再生机微机控制系统的协助下，能实现对喷水量的准确剂量，拌和罩壳中和切削掉物料能实现充分混合，便于压实后达到工程建设所需的最佳含水量［2］。

3.2 特征

3.2.1 连续搅拌

确保原路材料与稳定材料两者充分拌和。利用微机系统，控制水与其他液态稳定材料，应用喷嘴，在转子整个宽度范畴中实现均匀撒布［3］。

3.2.2 准确调控铺层厚度

在设计好作业深度后，传感器与控制系统协同控制转子的切削深度，接触方式获得十分准确的再生铺层厚度。

3.2.3 加快施工进度

再生机及其他设备的生产效率均较高，每天完成的任务量约5000㎡，和常规基层施作相比能减少10～15d。

3.2.4 气候因素形成的影响较小

即便是在不确定的气候条件下，就地冷再生技术也能实现连续施工，雨天时暂停施工，雨天过后即可恢复施工活动。

3.2.5 改善交通中断状况

由于就地冷再生工艺过程较简单，不会投入较多的施工机械设备，在交通量不大的工况下，能实现半幅施工、半幅开放交通。

3.2.6 基层强度相对较高。

因为这种施工工艺应用阶段显著增强了基层承重能力，通过设计合理的配合比、严控施工过程等，进而能使再生层强度达13～15MPa。

4 再生混合料配比与施工技术

4.1 混合料配比

混合物料的配比需要参考原道路面层结构的实际情况，利用旧沥青路面的物料，掺入再生剂、新物料，严格把控含水量。

第一，本工程需要对旧路的物料实施筛分，同时进行试验，核实具体的配比数值。结合试验数据，可以确定铣刨部位的物料配比情况，同时需要符合作业实施标准，全部物料采用加入铣刨料，进行再生作业。

第二，本项目使用P.042.5级普通硅酸盐缓凝水泥当作再生物料的添加剂，参考原道路的设计配比，核实水泥的添加量为4.5%，通过击实试验之后，得到稳定的含水量，其最高的干密度值为8.8%、2.05g/cm3。综合上述数据，参考作业道路的实际含水量，对应添加并调节冷再生设备的加水情况。

第三，综合稳定含水量、干密度数据，实施试件的加工，最佳温度在（20±2）℃的情况下，进行7d 的养护作业，后续浸水1d后，对其实施无侧限抗压的强度检测，最终的试件强度为3.3MPa，满足项目的设计标准［4］。

4.2 准备工作

首先，依照工程设计要求，准备好各种施工材料，把集料堆放在干净、干燥、排水状态良好的场区内，规格不同的集料要做到分类堆放。

其次，清理掉原路上存在的杂物，结合再生层厚度、宽度、干密度等指标测算出单位面积新集料用量，均匀撒布。试验路段设定成100m，通过试验路的铺筑施工情况，确定施工工艺、质控、施工管理等内容，现场施工作业设计成2.3m。

4.3 再生作业

第一，在位于作业实施的起步点，将作业所需的机械进行收尾相接排序，将需要的传输管道、水车、冷再生设备连接好。

第二，打开再生设备，实施系统的预热作业，持续1～1.5h。结合试验段的详细数据，进行再生部位的铣刨作业，拌和原有面层的二灰碎石，大约深度为15cm。作业实施环节，再生设备务必要匀称、缓慢且不间断地实施再生摊铺（见图1），设备的前进速度要把控在5～6m/min。再生设备的拌和环节，需要安排专业技术人员对拌和的深度进行检查，保障其拌和的范围满足作业实施标准。

图1 旧路铣刨

第三，单幅道路再生作业实施结束之后（100m），需要将再生设备与传输管道、水车等运送到下一个作业起步位置，实施第二路段的作业，直到所有路段的再生作业全部完成。

第四，接缝的设施点需要避开快车道的部分，横向接缝处的相邻作业区域需要让其重叠大约100mm，不能低于该数据，水平接缝的重叠铺设需要把控在2.0m左右，同时，在重叠铺设的部位撒上适量的水泥物料。该项目两个路段的作业，其接缝的衔接处理方式都使用了上述的重叠铺设方式，上一层与作业一侧铺设后，分别留出5～8cm、10～20cm 的缝隙，加入一定量的水泥物料后，再实施搅拌，然后与下一层及另一边的道路一同压实［5］。

4.4 碾压与修整

物料铺设匀称后（见图2），需要紧跟碾压工序，采用轮胎压路设备，在铺设作业结束后的道路面层快速压实1 次，这一步的操作是为了把控路面的总体平整程度。第一遍的压实作业完成后，需要使用压路设备进行面层的修正（见图3）。倘若修正的路段是直线形态，那么应该从路面的两边同时向中间实施压实作业；倘若修正的路段是弯曲形态的，那么应该从道路的中间向两边实施压实作业。修正的环节需要循序渐进，直到总体路面的平整度、压实性能符合设计的标准。在对路面修正的期间，该路段需要封闭处理，不能出现行车。需要参考道路项目的实际情况与天气温度，合理地把控压实作业流程，同时，压实作业的标准要根据道路的实际状况进行调整。对于特殊路段，有需要的情况下，应该实施2～3遍的压实作业。压实环节中，需要对路面进行含水量的检测工作，当含水量的检测符合设计要求时，应该选择轻型和重型的压路设备，实施交替式作业。如果发现路面凸起、松散的状况，需要安排专业技术人员挖开问题路面，然后实施再次铺设、压实的作业，同时搭配协助方式，避免出现再次的病害问题，进一步确保道路项目的总体质量［6］。

图2 摊铺施工

图3 碾压施工

4.5 养护

面层的冷再生压实作业完成后，需要安排7d的养护时间，在此时期，作业实施单位需要选取尺寸、类型合适的布料，将作业实施路段覆盖处理，并且按时洒水（见图4），保障该路段在总体养护期间可以保持很好的含水量，防止出现暴晒的情况，同时，需要封闭该路段的交通，禁止车辆行驶。沥青结构面会对气温的变化呈现出极高的敏感度，因此，在冷再生作业实施期间，需要把控好物料的温度［7］。如果在气温较高的天气作业，就会不好把控再生面层的物料性质，气温过低同样会改变物料的性能状况，所以，需要综合天气的温度状况，选择气温适宜的情况下作业，同时完善沥青结构层的养护作业环节［8］。