全深式沥青路面现场冷再生施工技术要点

2022-12-05陈钊

交通世界 2022年29期

陈钊

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050000）

0 引言

某公路K2417+200—K2421+400标段原路面结构层为：热拌沥青面层+水稳砂砾基层，层厚分别为7cm和20cm。基层施工方法为路拌法，仅不超过13cm的厚度形成了水泥稳定层，其他为天然砂砾，且还没有进行垫层或底基层的施工。

该路段经长时间通行，路面严重老化，出现坑槽、龟裂、块裂与沉陷等现象，且有很多横纵向裂缝。经现场钻芯取样，多数基层芯样已经无法完整取出，说明部分基层出现了严重破坏。基于此，根据实际路况，本次决定采用水泥稳定全深式就地冷再生技术对路面予以维修改造。

1 现场冷再生技术简介

现场冷再生实际上就是就地冷再生，即充分利用路面上现有的材料（可加入适量新骨料），按照一定比例添加适量水和添加剂，然后在现场通过铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺与碾压形成新路面结构，是一种常用的路面养护维修手段。其适用条件为：能对路面上的很多破坏类型实施结构性处治；可实现路面拓宽，对行车质量予以有效改善；可使路面恢复应有的标高、线形与断面；可铣除原路面存在的车辙、不平整处与不规则处；能从根本上消除横纵向接缝与反射裂缝；施工时对交通的干扰与影响相对较小。然而，该技术也存在一些不足，如需要在比较温暖和干燥的气候条件下施工，即施工容易受到气候条件因素的影响；再生完成后路面水稳定性将不同程度地变差，容易受到水的作用而发生侵蚀或剥落；一般情况下都需对路面进行14d左右的养生。

就地冷再生主要具有以下特点：行驶驱动模式为全液压闭式静压传动，正常行驶时可实现无级调速；铣刨转子利用机械进行传动，传动效率高于液压传动方式；行走速度可根据转子负荷进行自动调节，进而使功率实现自动最优分配；转向机构为全液压系统；洒布系统能以行走速度为依据对洒布数量进行自动调节；采用动力强劲的发动机；相较于传统施工方法能减少20%～46%的成本；基本上所有旧料都能实现就地利用，并兼顾强化基层的作用，减少材料消耗，保护资源；施工工期相对较短，不会对公共交通造成太大影响与干扰。另外，由于采用全液压驱动和自动控制相结合的方式，所以实际效果更佳。

2 混合料要求

冷再生施工中所用的混合料应达到以下技术要求：①15℃温度条件下的劈裂试验：劈裂强度需达到0.45MPa以上，实测结果为0.50MPa，符合要求；干湿劈裂强度比应达到75%以上，实测结果为78%，符合要求；②7d无侧限抗压强度需达到2～3MPa，实测结果为2.8MPa，符合要求；③弹性模量需达到1 200MPa以上，实测结果符合要求。混合料配比与主要技术指标为：水泥采用PC·32.5水泥，其掺量按5%控制；沥青面层和旧基层的比例为45∶55；混合料的最佳含水率确定为4.4%，最大干密度确定为2.160g/cm3；混合料7d龄期后无侧限抗压强度需达到3MPa以上；采用全深式就地冷再生的方式，再生厚度为20cm[1]。

3 施工准备

（1）将原路面上的杂物垃圾清扫干净，并对沿线分布的各构造物进行标记。

（2）为现场施工人员开展严格的安全及技术交底，根据设计路宽、现有冷再生设备可支持的作业宽度，并结合半幅施工相关要求对分幅施工次数进行确定，同时开展现场测放，确定横纵坡的调整要求，确保再生后的基层各项指标均能达到设计要求[2]。

（3）开工前对各类施工材料的具体用量进行标定，并核实现场所用的计量与检测方式。

（4）在本次冷再生施工过程中，主要配备以下机械设备：1台WR2500S型维特根就地冷再生机；2台不小于20t的乳化沥青运输罐车；1台不小于20t的单钢轮压路机；1台不小于20t的振动压路机；1台不小于26t的胶轮压路机；1台平地机与养足碾；3辆洒水车与1台装载机。

4 施工工艺流程与操作要点

4.1 施工工艺流程

本次再生施工严格按照以下工艺流程进行：封闭交通→施工放样→原道路准备→新加料准备→冷再生设备就位→撒布集料与水泥→冷再生设备铣刨和拌和并喷洒乳化沥青→碾压整形→接缝与掉头部位处理→养生。相较于传统的水泥乳化沥青就地冷再生，本次再生施工的工艺流程无需添加乳化沥青，操作更加简单，施工更快捷。

4.2 操作要点

4.2.1 病害调查与处治

在本次再生施工开始前，应先对旧路面上存在的各类病害进行细致的调查，对于调查发现的较严重病害，如坑槽、网裂及沉陷，需通过挖补和换填来处治，以免在再生结束后再次产生沉陷等问题。

4.2.2 再生长度确定

通过对机械设备组合方式与工作时间进行连续观测，需对水泥的预布长度进行适当调整。采用循环试验的方法进行验证，得出再生施工前的水泥摊铺长度要控制在100m以内，而在较为平缓的曲线段中，水泥摊铺长度要求可放宽至150m。

4.2.3 水泥和乳化沥青实际添加量的确定与控制

按照混合料生产配合比与旧路铣刨深度对单位面积上各材料的用量进行计算。

（1）可借助人工通过撒布网格的方法根据设计要求的剂量对水泥实施撒布，先计算得出单位面积所需水泥数量。在确定单位面积所需水泥数量后，计算出网格面积，得出网格面积后，按照再生的宽度对其尺寸进行现场标记。

（2）乳化沥青可直接按照设计确定的剂量在现场拌和过程中进行喷洒。

4.2.4 再生设备作业

再生设备行进时速一般按照6～8m/min控制，对原路面的铣刨深度需达到18cm，完成再生之后高度可能因膨胀增加约10%；再生设备的含水量需按4.3%控制，现场实测值为6.0%。作业中需注意，在龟裂较为严重的段落，需减小再生设备的行进时速，并适当提高铣刨力度[3]。

4.2.5 碾压和整形

（1）由于再生宽度、碾压所用压路机的作业宽度及碾压轮之间的距离不同，所以要编制合理的碾压方案，以确保不同部位的碾压遍数尽可能一致，并在路面两侧酌情多碾压一定遍数。

（2）再生设备后方需组织钢轮振动压路机予以紧跟，并按照高频低幅原则实施碾压，压路机行进时速需控制在3km/h以内。

（3）初步碾压到位后，开始用平地机进行整形，对于直线段的再生施工区域，直接从两侧刮平至中心即可，而对于平曲线段的再生施工区域，需从内侧刮至外侧，并在必要情况下返回再刮一次。

（4）当发现局部低洼时，需使用齿耙对其表面至少5cm的深度进行耙松，然后填补新拌混合料；如有高处，可将其直接刮出，以免产生薄层贴补。实际整形时，应禁止所有车辆进入，同时应确保混合料没有离析等问题。

（5）完成整形且混合料实际含水量接近最佳含水量后，开始正式碾压，此时的碾压与初压相同都要按照高频低幅的原则进行。在直线段的碾压区域与未设置标高的平曲线段，都可以从路肩处持续碾压到中心，并保持轮宽一半的重叠，待压路机的后轮从两段接缝部位超过后，且将路面全宽均碾压完成后，视为完成一遍碾压，通常要持续碾压至少6遍。不同碾压遍数的压路机行进时速有所不同，如第一和第二遍要缓慢，速度不能超过1.5～1.7km/h，之后几遍可加快至2.0～2.5km/h。

（6）完成上述碾压过程后，改用轮胎压路机连续碾压至少8遍。

（7）压路机不可在作业路段紧急制动和调头，否则将使再生面遭到破坏。在整个碾压期间，再生面都要保持良好湿润，若水分蒸发速度较快，应及时做好补水，但注意不可大面积大量洒水。

（8）碾压时若发现起皮、弹簧和松散等异常，应在停止碾压的同时将其翻开，并重新进行拌和，也可采用其他方式进行处理，以免影响施工后的质量。

（9）在结束拌和与整形之后，需在水泥达到初凝状态之前完成碾压，这是达到良好密实度的关键，而且还能防止轮迹的产生[4]。

4.2.6接缝部位处理

4.2.6 .1纵向接缝

当纵向有很多重叠时，其宽度需控制在50～150mm以内；当相邻两次作业的时间间隔达到12h以上时，要适当增加重叠数量；对于纵向接缝部位的搭接处，需结合再生基层具体完成时间对水泥稀浆实际喷入量进行适当更改；所有纵向接缝都应尽可能避开车辙带。

4.2.6 .2横向接缝

施工中必须对所有横向接缝进行认真处理，并在施工中尽量避免停机，保证施工的连续性是减少横向接缝的关键；如果停机的时间超出水泥自身初凝时间，则恢复施工前需将再生设备后退到完成再生的部分1.5m处。

4.2.7 抗压强度

对于抗压强度，可从以下两方面入手控制：①取当天施工所用混合料于室内通过静压成型，然后在7d后对其抗压强度进行测试；②施工7d后在现场进行取芯，然后对其抗压强度进行测定。现场取芯发现芯样的上下面未能达到平整，要采取其他措施将其补平，但这样会对强度的测定造成很大影响，故检验采用第一种方法来测定和控制。

4.2.8 养生与交通管制

再生完成后连续养生7d即可开始上部面层的施工。施工中每完成一段再生层的碾压都要进行一次压实度检查，经检查确认合格后，方可开始养生，具体的养生方法为采用吸水土工布等材料进行覆盖。另外，在养生过程中应设法确保再生层的表面始终保持湿润，并随时留意基层表面实际情况，若有必要，可借助压实机具适当补压。养生过程中应封闭交通，若无法封闭，需对重载车辆进行限制，同时其他允许进入的车辆，其时速不能超出30km/h。

4.3 施工质量控制要点

（1）对于就地冷再生机，应达到以下要求：工作时切削深度应能实现精确控制；实际工作宽度达到2m以上。

（2）再生施工时应达到以下要求：按照要求的再生深度完成铣刨与拌和；再生机的行驶应保持连续、缓慢和均匀，中途不可随意改变行驶速度或停车，行驶速度应始终处在允许的范围内。对于纵向接缝，尽量避开车轮行驶轨迹，而纵向接缝部位两个相邻的作业面，应保持100mm以上的重叠宽度。

（3）压实施工中应注意以下要点：冷再生施工应实现流水作业，确保各工序之间能够紧密衔接，尽可能缩短拌和到碾压结束的时间；在初压的过程中，混合料实际含水率要比最佳值大1%～2%；碾压施工中，再生层的表面应始终保持湿润，若水分蒸发速度过快，应立即洒水；如果在碾压时产生起皮、弹簧和松散，应立即将再生层翻开，并重新进行拌和，直到满足各项质量要求；碾压正式结束前应使用平地机进行一次终平，确保再生层纵向保持顺适，超高与标高都能达到设计要求；压路机行驶速度应缓慢且均匀，初压速度相对较慢，建议控制在1.5～3.0km/h，而复压与终压的速度可加快至2.0～4.0km/h。