公路沥青路面结构层水稳冷再生施工技术应用探讨

曲磊 刘刚 李艳

（山东宇通路桥集团有限公司，山东 东营 257300）

水稳冷再生施工技术属于新型沥青路面结构层修复技术，该项技术将旧沥青路面水稳碎石基层铣刨处理，并按照设计要求掺加水泥及粗细集料，经充分拌和后形成全新混合再生料，用于旧沥青路面修复。

一、工程概况

某起讫桩号k14+220～k53+650段公路全长39.437km，原路基宽25.5m，按双向四车道标准设计，路面结构为4cm厚中粒式沥青混凝土+8cm厚粗粒式沥青混凝土+20cm厚二灰稳定砂砾石基层+22cm厚二灰稳定土底基层，路面在长期运行过程中已出现大面积损坏，必须尽快修补。为改善路面基层整体质量，充分利用旧路铣刨材料，应用水稳冷再生施工技术，在拌制水稳碎石冷再生混合料时按25%的比例掺加破碎筛分后的旧路铣刨料，并按设计比掺加水泥、新集料。

水稳冷再生施工技术主要利用旧沥青路面现有水稳碎石基层，将其彻底清洗和破碎并按设计比掺加水泥、粗细集料、添加剂后通过先进的冷再生设备，开展包括冷再生混合料拌制、摊铺碾压、养护等在内的旧沥青路面施工，最终形成全新的道路基层。

二、配合比设计

该旧沥青路面结构层水稳冷再生施工使用P.C 32.5缓凝型水泥，初凝和终凝时间分别为290min和405min，雷氏夹法所测安定性为1.6min，3d和28d抗折强度均为4.9MPa，3d和28d抗压强度分别为18.5MPa和37.5MPa，胶砂流动度为210mm，均符合规范要求。水泥用量分别为3%、4%、5%、6%和7%时的最佳含水量和最大干密度如图1所示。当水泥用量增加后冷再生混合料最大干密度和最佳含水量均呈增大趋势；最大干密度随水泥用量增加而增大，达到5%后，最大干密度增速减缓；随水泥用量增加，水泥水化反映所需水量增大，导致混合料最佳含水量增大。水泥水化程度在早期较低，且产生的水化产物数量少，但水泥和水化产物仍对试件密实度有增大作用。出于对施工质量和成本的综合考虑，该旧沥青路面水稳冷再生混合料水泥用量应定为5%[1]。

图1 水泥含量与最佳含水量、最大干密度的关系

粗集料为粒径9.5mm～4.75mm、19mm～9.5mm及31.5mm～19mm的破碎石灰岩，压碎值19.6%，针片状颗粒含量15.7%，平均含泥量0.7%，均符合规范要求；细集料为粒径0mm～5mm的石灰岩磨制石屑，塑性指数4.3%，砂当量66%，亚甲蓝值1.48g/kg，均符合规范要求。

铣刨料主要来自旧路面铣刨回收料和水稳基层碎石铣刨回收料，铣刨深度和速度根据室内试验结果确定。路面及基层铣刨过程中每间隔6h和4h开展1次铣刨机性能检测，破损刀头应及时更换。沥青面层铣刨宽2m，铣刨速度6km/h，设计铣刨厚度9cm；基层铣刨宽2m，铣刨速度3km/h，设计铣刨厚度18cm。分级筛分沥青路面铣刨混合料后得到的公称粒径最大值为20mm，且级配连续，可直接用于掺配，基层铣刨料公称粒径最大为31.5mm，必须按照不超过2m的高度分级堆放。

三、水稳冷再生施工技术要点

（一）施工准备

施工前1周封闭半幅交通，并在路口增设指示牌和减速标志，用锥形桶隔离，杜绝安全隐患。在公路两侧按照20m的间距设置标桩并作为施工基准线，同时彻底清除旧沥青路面基层杂物、积水。综合考虑施工条件、施工季节、气候温度、再生段宽度、水泥材料初凝时间等确定作业段长度，该工程每个作业段长200m。

（二）旧路面铣刨

采用运输车辆直接铣刨旧路面，再将铣刨料直接运输至拌和厂再生利用，在堆放过程中采用分类堆放方式，堆放高度不应超过2m，并适量掺水以清洗并避免发生铣刨料结块。在料仓内设置拱色板，待结束拌和后及时将料仓放空。铣刨料运输至拌和厂后必须采用10mm和37.5mm两种规格的筛网集中筛分，粒径在10mm以下的铣刨料为细集料，粒径在10mm～37.5mm的铣刨料为粗集料，粒径37.5mm以上的铣刨料继续破碎后使用。

（三）冷再生混合料制备及运输

旧沥青路面铣刨料筛选和处理后通过水稳碎石施工工艺配制，水泥用量5%，水泥和铣刨料的配合比为5∶100，粗、细集料分别从两个料仓同时进料，并通过控制进料流量严控进料比。

在干净清洁的车厢内部均匀喷洒防黏结溶液，按照车厢“前部→尾部→中部”的次序分堆装料，防止冷再生混合料黏结和离析。根据设计摊铺速度确定混合料运输车辆[2]，按照设计摊铺速度，运料车数量为6辆～8辆。运输过程中用篷布全面覆盖，防止水分过度散失，确保在混合料初凝前到达施工现场，不符合要求的混合料应弃置不用。

（四）摊铺及碾压

施工采用一层摊铺压实技术，含水量控制在0.5%～1%。在摊铺前彻底清理下承层，洒水润湿，并根据工程实际条件确定并调整冷再生拌和机生产能力和摊铺机摊铺能力，确保两者协调配合，避免运料车长时间等待卸料。摊铺完成后及时检查是否存在集料成窝现象，对于成窝集料清除后补填混合料。为保证施工质量，摊铺过程应连续开展，对于特殊情况难以连续摊铺中断且时间在2h以上的，必须增设横向接缝。

碾压采用重型轮胎振动压路机碾压，且压路机行驶速度控制在2.5km/h以下，若施工过程中气候干燥，则应及时洒水。为保证碾压效果，采用弧形碾压法，如图2所示。一般情况下，碾压结束后应养护7d，并在每段施工结束后覆盖土工布洒水养生。

图2 弧形碾压法

四、结语

旧沥青路面采用水稳冷再生施工技术大修后路表弯沉值明显降低，结构强度、路面荷载承受能力及路用性能均明显改善，水稳冷再生材料强度符合规范要求。水稳冷再生施工后路面基层压实度和平整度均显著提升，施工质量较好，旧铣刨料的二次利用降低了施工成本，符合绿色环保施工理念。