公路养护中沥青路面冷再生技术的应用

李丁

（邯郸市交通建设投资管理中心，河北 邯郸 056000）

0 引言

随着公路使用年限的延长和交通量的迅猛增加，部分公路已进入大中修养护期。大修养护会产生大量的旧沥青混合废料问题，而沥青路面冷再生技术能够全面利用原有路面的混合料，通过对铣刨料和新料的再加工处理，使其成为再生混合料，并利用这种混合料重新进行摊铺，形成完整稳定的路面结构，最终完成公路的养护施工。

1 工程概况

某公路工程全长50.435km，全线采用二级公路技术标准，路基宽8.5m，沥青路面宽8.0m，设计速度60km/h。原路面结构为：细粒式沥青混凝土上面层（3cm）+中粒式沥青混凝土下面层（5cm）+水泥稳定碎石基层（20cm）+天然砂砾垫层（15cm）。本工程建成后投入使用15年，在沥青面层上出现严重的车辙、裂缝、油包等病害，已经影响到交通的安全性。基于此，需对本工程K5+000—K25+000路段进行大修，在分析评估路面病害成因和交通量情况的基础上，采用就地冷再生设备全深式冷再生面层和基层，再生后的新结构作为下面层，在下面层上重新铺筑厚度为4cm的中粒式混凝土上面层。

2 公路养护中沥青路冷再生技术的应用

2.1 路基病害处理方案

养护工程路段的交通量大，重型车辆所占通行车辆的比重较高，存在超限行驶的情况。旧路面基层摩擦系数较小，导致基层与面层的连接不密实，再加之沥青面层结构厚度较薄、抗剪强度较差，使得路面病害进一步发展[1]。针对病害种类及其严重程度，采用以下三种病害处置方案：方案一，原路面铣刨3cm，做下封层，铺筑中粒式沥青混凝土，厚度为4cm；方案二，将沥青路面全部铲除，铣刨基层，洒布黏层油，铺筑沥青混凝土下面层、上面层，厚度分别为5cm、3cm；方案三，原路面采用冷再生技术处理，厚度为10cm，处理后铺筑中粒式沥青混凝土，厚度为4cm。

2.2 冷再生技术方案

在本次养护工程中，不改变原路基宽度，采用冷再生全深式再生路基路面，改变原有的路面结构。具体方案为：原路面结构为3cm沥青混凝土+5cm沥青碎石+20cm半刚性基层+土基，养护后的再生路面结构为4cm沥青混凝土+10cm泡沫沥青再生层+18cm半刚性基层+土基。

在冷再生路面施工中，采用再生机对旧路面强力铣刨，通过连接的管路由水车向铣刨层输送水，喷洒到再生机的拌和腔内。操作平台精确控制水的输送量，确保混合料压实后达到密实度要求。同样，泡沫沥青也通过管道喷入再生机的拌和腔内，由再生机的铣刨转子充分搅拌铣刨料、泡沫沥青、水泥、集料和水，在原路面上进行铺筑，铺筑后紧跟进行整平、碾压施工，保证再生层整体质量[2]。

2.3 冷再生技术施工准备

2.3.1 施工机械配置

（1）本次养护工程配置1台维特根2200CR冷再生机；2台30t沥青保温罐车；1台PY180平地机；2台XSM220钢轮振动压路机；1台261SXP26t胶轮压路机；2辆东风洒水车。

（2）本次养护工程中的关键施工机械为2200CR冷再生机，设备具体参数如下：工作宽幅2.2m，最大再生深度为20cm，具有精确控制切削深度功能；在工作宽幅范围内，均匀分布喷嘴，所有喷嘴可独立启停，具有精确调控喷洒计量功能；冷再生机械的工作速度为8～12m/min，满足不同路面路况的行进速度调整需求；冷再生机械配置自动化铣刨、拌和、振动、摊铺、熨平等操作装置[3]。

（3）该养护工程采用的试验检测设备包括：1台WLB10试验室用沥青发泡仪；1台沥青马歇尔电动击实仪；1台沥青马歇尔稳定度仪；1台恒温水浴；1台电动脱模器；1台取芯机；1台标准砂石筛；2个灌沙桶；2把3m直尺；2台水准仪；2把钢尺。

2.3.2 施工人员配置

（1）本次养护工程配置项目经理、技术负责人、测量人员、质检人员、内业人员、机械管理员、冷再生机操作人员、安全管理人员、双钢轮压路机操作人员、平地机操作人员、洒水车操作人员、材料检验人员。

（2）临时工35人，分别负责水泥洒布、基层找平、废料清理、夜间值班、测量、现场指挥等施工任务。

2.3.3 施工材料

本工程路面宽8.0m，根据冷再生机的最大作业宽度，将本次养护作业划分为四幅施工，每幅作业面宽度为2m，搭接宽度为0.1m。

（1）沥青。该工程采用90号B级沥青，试验检测结果如下：针入度实测值95（0.1mm），符合规范要求的80～100（1.1mm）；软化点实测值43℃，符合规范要求的不小于42℃；延度实测值110cm，符合规范要求的不小于100cm；蜡含量实测值2.1%，符合规范要求的不大于3.0%；溶解度实测值99.9%，符合规范要求的不小于99.5%；闪点实测值247℃，符合规范要求的不小于245℃；密度实测值1.003g/cm³。

（2）水泥。该工程采用32.5矿渣硅酸盐水泥，试验检测结果如下：密度实测值2 850g/cm³，符合规范要求的2 600～3 000g/cm³；初凝时间为278min，终凝时间450min；抗压强度28d实测值为33.5MPa，符合规范要求的不小于32.5MPa；抗折强度28d实测值为36.5MPa，符合规范要求的不小于5.5MPa。

（3）碎石。该工程采用工程所在地碎石加工厂生产的碎石，试验检测结果如下：石料压碎值18%，符合规范要求的不大于30%；洛杉矶磨耗损失实测值22%，符合规范要求的不大于35%；吸水率实测值2.0%，符合规范要求的不大于3.0%；针片状颗粒含量实测值11%，符合规范要求的不大于20%；小于0.075mm颗粒含量（水洗法）实测值为0.2%，符合规范要求的不大于1%；软石含量3.0%，符合规范要求的不大于5%。

（4）石屑。该工程采用工程所在地碎石加工厂生产的石屑，试验检测结果如下：表观相对密度为2.52，符合规范要求的不小于2.45；小于0.075mm的含量为2.1，符合规范要求的不大于5.0%；砂当量为55%，符合规范要求不小于50%。

2.3.4 施工准备

（1）在施工前清理干净旧路面，去除杂草、泥土、建筑垃圾、石块等杂物，清除路面上的积水；修剪掉路面正上方4m以下的行道树树枝，避免冷再生机械在施工过程中受到繁茂树枝的干扰，影响施工效果[4]。

（2）施工前检查养护路段预埋水管的布设情况，防止施工中造成管网破坏；施工前修复已经损坏的原有路肩墙，保证再生结构层与路肩结合紧密；对曾用大块片石或混凝土处理过的原沉陷部位进行清除换填，将超过再生深度的部位全部清除，避免冷再生机械作业时损坏刀具。

（3）准备就位再生机组，规范连接再生机的所有管道，在计算机操作系统内输入施工数据；检查再生机械各阀门所处于的位置，以及配套设备是否处于良好的技术状态。

（4）精确计量水泥用量，根据每袋水泥重量对摊铺面积进行推算，确定纵横间距，用石灰做出标记，将水泥运输到相应的标记圈内，保证无遗漏处；在圈内均匀刮平水泥，水泥外延部位不允许压线圈，摊铺后进行检查，不得出现空白或过于集中的情况；在水泥摊铺时，要根据再生机的工作速度控制水泥摊铺速度，保持适当的摊铺距离[5]。

2.4 施工工艺

本次养护工程的施工工艺流程为：旧路面病害处理→撒布石屑、碎石、水泥→再生机铣刨再生→压路机碾压→平地机→压路机振压→洒水→胶轮压路机→养生→施工质量检测。

2.4.1 布料

在原沥青路面上撒布新集料、水泥，精确控制施工材料用量。碎石、石屑的布料厚度分别为3cm、2cm，水泥用量为1.5%；布料后，除再生机组外不允许其他车辆进入布料区域。

2.4.2 再生

（1）在施工起始位置，按照水罐车、沥青罐车、冷再生机、压路机、平地机、胶轮压路机的顺序首尾相连，形成再生机组，检查连接管路是否密实；再生机沿着路幅外侧施工，安排施工技术人员检查再生后拌和材料的质量情况，及时清除结块的混合料[6]。

（2）预热施工机械，对路面铣刨，自动拌和混合料，控制再生施工速度，保证连续不间断施工，速度控制在2～10m/min；沥青发泡温度为160℃，发泡沥青用量为3%，发泡用水量为1.5%，膨胀率为16倍，半衰期为11s。

（3）再生机组行进时不允许中途停顿，严格控制再生混合料质量，不得出现混合料离析现象；当再生机行进到转弯陡坡路段时，施工现场派专人指挥，保证施工安全。

（4）在每幅摊铺水泥30～40m后，冷再生机进入作业状态，缓慢下刀，下刀深度不得超过10cm；再生机推动水车行进，在施工中分派人员检测再生深度，根据实际再生情况调整含水量。

（5）在多幅施工时，加强搭接宽度控制，根据水泥初凝前后作业全部完成情况确定再生长度，将其控制在150～250m范围内，尽量减少横向接缝。

（7）在每幅冷再生作业后，水车与再生机的连接脱离，指挥施工机械倒车到起始作业位置，重新连接再生机组进入下一幅的再生作业中；在路段全部完成再生后，检查再生机铣刨鼓的刀头、刀架是否完好，及时更换已损坏的部件。

2.4.3 压实

（1）冷再生机施工时，钢轮压路机紧跟着先静压1遍，再振压5遍，启动高频振压模式，压实行进速度控制在2km/h。

（2）压实后利用平地机进行找平，检查再生路面平整度、路拱横坡度是否达到相关技术要求；在平地机作业时，直线段的找平顺序为由道路两侧向中心，曲线段的找平顺序为由道路内侧向外侧。

（3）找平后继续碾压2遍，采用钢轮压路机振压，碾压后检查路面是否存在质量缺陷，人工修补凹陷处、明显轮迹处。

（4）压实后洒水，现场测定混合料含水量，实测含水量应略高于最佳含水量1%；洒水后利用轮胎压路机碾压8遍，碾压速度控制在4km/h。

2.4.4 接缝处理

（1）纵向接缝。为保证再生层的平整度达到相关规范要求，相邻作业面的纵向接缝要做到良好衔接，不得有骨料离析、松散现象；在施工中，相互搭接的相邻作业面宽度控制在10～15cm；纵向接缝位置要避开行车道车轮轮迹，当相邻作业面的时间间隔较长时，要将水泥、细骨料、水撒布到接缝处，保证接缝处施工质量。

（2）横向接缝。在每幅作业结束后，施工人员要及时整平处理施工作业区域上堆积的物料。在后幅施工后、前幅施工时，相邻两幅的重叠宽度控制在1.5m左右。

2.4.5 养生

在加铺上面层之前，冷再生层的养生时间为6d，养生方式为洒水养生；在冷再生处理后的路段铺盖土工布，保证再生层在养护期间的湿润度；养生期间采取车辆限行限速管理措施，不允许超载车辆通行，车辆通行时速限制在40km/h，并且及时做好再生层的清理工作。

2.4.6 质量检测

（1）压实度。每车道每公里检测1次压实度，实测值为99%，符合规范值不小于97%的要求。

（2）干湿劈裂强度比。实测值为78%，符合规范值不小于75%的要求。

（3）马歇尔稳定度。实测值为5.5kN，符合规范值不小于5.0kN的要求。

（4）残留稳定度。实测值为76%，符合规范值不小于75%的要求。

（5）冻融劈裂强度比。每3个工作日试验检测1次，实测值为75.4%，符合规范值不小于70%的要求。

（6）含水率。在施工过程中发现含水量异常现象时进行随时检测，实测值7.1%，符合设计要求。

（7）平整度。每200m2设10处检测点，实测值为5mm，符合规范值10mm以内的要求。

（8）纵断面高程。每20延米设1处检测点，实测值均符合规范值-15～+20mm的要求。

（9）厚度。每车间隔10m设1处检测点，实测值为100mm，符合设计要求。

（10）宽度。每40延米设1处检测点，实测值为800mm，符合不小于设计值的要求。

（11）横坡度。每100延米设3处检测点，实测值为1.5%，符合规范允许偏差在±0.5%内的要求。

（12）外观。表面平整密实，未出现碾压轮迹，符合外观质量验收要求。

3 结语

在公路养护工程中，应合理利用冷再生技术，保证再生层压实度、强度等各项指标符合质量验收标准，从而在恢复路面性能的基础上有效降低工程造价，提高养护施工质量。