沥青道路就地冷再生试验及检测

2023-11-21唐文

运输经理世界 2023年22期

唐文

（赣州市交通工程试验检测中心，江西赣州 341000）

0 引言

道路维修和养护是一个相对复杂的过程，其中涉及众多内容和流程。在道路养护工作中，就地冷再生技术有显著的优势，特别是在老旧道路养护和美化方面得到了广泛应用，且取得了良好的应用效果，可以提高路面的平整度，保障理想的行车体验。加强对该技术的研究，进而更合理地应用该技术，有助于为道路养护工作提供指引。

1 沥青道路就地冷再生施工技术分析

沥青道路就地冷再生技术可合理改善道路现状，提高旧路的改造质量，但整个施工流程涉及内容较多、比较复杂。沥青道路就地冷再生施工需要应用专用的再生机，实操中需要合理应用转子（带有硬质合金刀具），使其运转时不断向上对铺层材料（道路现有的）进行切削，还要有效控制道路铣刨工艺。在转子切削材料的同时，实施新材料的搅拌与添加，利用再生机推动前行水车，在施工进程中还要借助软管，将相关混合料送进拌和壳内。在具体施工中，喷水量是关键，由再生机系统控制，确保混合料的含水量处于最佳状态。泡沫沥青由与再生机配套的泡沫沥青制造系统制备，产生泡沫沥青后，由输送及喷洒系统将其直接喷洒进拌和壳内，为后续施工提供便利。

水泥的添加也至关重要，主要有三种形式，第一种是将固态粉状水泥（科学介质）直接撒布在路面，并实施碾压。再生机经过时，完成对先前切削材料和新材料的拌和，起到修复道路的效果。第二种是将专用水泥稀浆直接喷洒进再生机，然后进行冷再生施工。第三种是采用专用水泥撒布车，完成水泥布料，在这种方式下，撒布车为再生机组的一部分。

现实施工中，无论选择哪种方式，计算掺加材料用量都是就地冷再生技术应用的关键。实践中，新增混合骨料用量（m3/m）的计算方式如下：骨料用量（m3/m）=路宽（m）×压实厚度（m）×最大干密度（kg/m3）×压实度（%）/[1+水泥剂量（%）]×掺料量（%）/新增混合骨料堆积密度（kg/m3）。

2 就地冷再生技术的实施步骤

现阶段，随着旧路改造要求的逐步提高，就地冷再生技术的普及更广，在旧路维护中通过添加稳定剂和新材料，能够提高道路的强度，确保道路使用的稳定性。其中水泥和泡沫沥青属于主要添加物，在就地冷再生技术的辅助下，可有效强化施工效果。就地冷再生技术的实现方法是在旧道路的破碎阶段，合理加入稳定性材料，经充分混合搅拌后实施碾压成型。就地冷再生技术实施步骤如下。

2.1 铣刨调平

进行就地冷再生技术施工时，需要封闭交通，并结合现实需求，重新规划行驶路线，对需要施工的路段进行保护。实施就地冷再生的第一步是铣刨调平，施工过程中需要对路面大于5cm 的波浪处（凹凸不平处）采取合理方式进行铣刨调平处理。此外，道路中的凹陷处也是重点处理对象，需要用旧路材料进行填充，精准控制厚度，保证再生厚度满足路面行驶需求。翻浆路段也需重点处理，以水泥稳定砂砾为基础，在此基础上向面层填充相应材料，为后续施工奠定基础。实际操作中要精准控制施工段内的地下管线等，确保埋深、涵顶标高等符合要求，同时要调查清楚排水情况，为冷再生机连续作业提供保障。

2.2 骨料撒布

骨料撒布为重点施工环节，在实际施工中需根据设计的路幅宽度、拌和料堆放距离、新骨料(碎石)厚度等进行骨料撒布，撒布骨料时要控制好形状，最好呈梅花状撒布,确保撒布均匀。此外，需及时用平地机摊匀，对于缺料处要用铲车运料找平，确保撒布厚度、均匀度符合施工标准。

2.3 水泥撒布

在实际施工中要根据再生层厚度，对实际应用的水泥剂量进行合理计算，得出准确的水泥用量。将每幅路面的再生宽度作为重要指标，准确计算水泥袋的放置间距。在实际施工中，要注意低撒、边线整齐，且水泥撒布的时间越短越好。施工环节需保证水泥储备量充足，以免施工中断。完成水泥撒布后要实施铣刨破碎拌和，并在此基础上进行路面整型，按照技术要求在拌和好的路段内，应用相关设备按标高进行整型，科学调整横坡度。

2.4 洒水碾压

在就地冷再生技术应用中，压实度是重要参数，其能在很大程度上决定再生路面的性能，对行车安全有重要影响。使用就地冷再生技术时，想要取得好的施工效果，要控制好含水量，并合理使用压路机，确保理想的压实状态。可采用12t 双驱双振压路机，低幅振压2 遍，在碾压过程中轨迹重叠1/2 轮，时刻监测碾压质量。之后采用20t 胶轮压路机，在上述碾压基础上碾压2～3 遍。在此过程中，需要适量洒水，施工中以混合料不黏轮为准，确保施工质量。终压环节需要采用12t 双驱双振压路机再次碾压，碾压至无轮迹，意味着就地冷再生技术施工结束。

碾压过程中需注意如下事项：第一，碾压操作需要按照规范进行，在破乳（沥青混合料由褐色变黑色意味着破乳）之前全部完成，以确保工程品质。碾压应匀速进行，中途不能停顿或掉头，严禁机械长期停放在施工面，以免影响路面的平整度。第二，横缝处理要按照技术要求进行，且应尽量避免出现横向接缝。同时，为保证接缝处理效果，当天2 个工作段的衔接处要预留4m 不碾压，与下一段同步碾压，这样操作可确保接缝整齐。

3 试验及检测

在就地冷再生技术施工中，需注重试验和检测，先对道路材料的强度进行科学检测，再结合原有沥青道路结构和材料成分，对新材料性能进行检验，掌握新旧材料的差异性，便于合理确定施工参数，提高旧路面改造质量。检测环节要选择水泥剂量大的样品，并确保试验检测频率合理，以获得最优的配比，保障就地冷再生技术顺利实施。

3.1 材料配比

通过冷再生机取样，对现场的铣刨料进行检测，从而得出最佳的配合比。以复合硅酸盐水泥为检测对象，对材料的组成等进行细致分析，为就地冷再生技术应用提供数据指标，水泥试验指标如表1 所示。

表1 水泥试验指标

在实际操作中，为确保试验检测的精确性，可以参照砂石厂集料类型，精准实施通过率试验。相关操作步骤如下：

将铣刨完毕的旧料按照技术要求、骨料类型等级和冷再生技术执行标准，在完整工艺流程下实施压碎，借助科学手段获得相应的压碎值，为后续工作提供保障。综合检验含水量，借助高效的技术手段和严谨的流程，得出旧料级配参数，以此为依据绘制集料级配曲线。通过实操可以证实，骨架密实型结构的稳定性与耐久性好，不仅抗压能力强，抗劈裂性能也很强。在实际施工中，可根据水稳基层结构对材料添加比例进行适当调整，明确最佳的级配范围。为了更好地发挥就地冷再生技术优势，强化施工效果，在实际施工中要控制好水泥剂量[1]。

3.2 抗拉强度检测

试件抗拉强度试验至关重要，需要借助试验对相关性能进行检验，并完成抗拉强度计算。具体公式如下：

式（1）中：R为抗拉强度，是该试验检测中最后要得到的重要参数，对施工有指导意义；a 为压条实际宽度；P为试件破坏压力；d 为试件直径；θ为圆心角：h为浸水高度。

在就地冷再生技术的实际应用中，要严格控制旧料添加比例，这是保障施工质量的前提，该比例越高，意味着抗拉强度越小。最终试验结果如表2 所示。

表2 试验结果

通过表2 可以看出，在就地冷再生技术的应用中，水泥剂量是重要的参数标准，在水泥剂量相同的状况下，想确保理想的抗压强度，可适度提高旧料添加比例，优化配合比设计，改善基层材料性能。其规律是，水泥剂量越大，所生成的抗压性能越理想，两者呈正比例关系，试件的抗压强度等级也越高。

材料的劈裂强度变化规律十分鲜明，经多方对比发现，养护时间在7d 时，劈裂强度相对理想，可以达到65%～85%，呈上升趋势[2]。28d 后，该指标接近85%～95%，可满足路面强度需求。需要注意的是，不同的养护周期内和不同水泥剂量下，材料的劈裂强度表现不同，在实际施工中，新料添加比例的变化可引起相关参数值的变化，从而改变劈裂强度。

3.3 基层耐久性研究

除了抗拉强度，基层耐久性也是较为重要的内容，不可忽视。对基层耐久性的分析，需结合施工现场情况，综合考虑多种因素。基层耐久性可借助室内加载试验的方式进行合理分析。搭配使用UTM 设备，全方面把控不同路段的抗疲劳性能，进而分析基层的耐久性。在室温条件下，k 值（截距）越大，意味着材料的抗疲劳性越高，即耐久性越高[3]。

此外，新料添加比例持续增加，达到50%～80%范围时，会明显看到无侧限抗压强度出现放缓的态势[4]。由此可以推断出，新料添加比例达到50%节点时，无侧限抗压强度最为理想，超出该范围，无侧限抗压强度无明显上升变化。

4 就地冷再生技术应用注意事项

4.1 施工中的试验

在施工过程中，需要进行科学试验，保证相关技术参数合理，控制材料含水量与水泥剂量是关键。结合现实经验可知，含水量的控制试验要遵循以下操作要点：

第一，为快速获得精确的含水量数据，要采用燃烧法测定试件的含水量，其中低温烘干法应用较多，而高温烘干法所得到的测试数据准确性难以保证。第二，含水量测试需要考虑环境等因素。

水泥剂量测定试验也是关键，如果发现水泥剂量大于考虑的损耗指标，需要对破碎的材料进行滴定试验，并在此基础上确定相关数据。滴定是一种定量分析的科学方式，可准确测定水泥剂量。试验中主要是通过两种溶液的定量反应精准计算出某种溶质的含量。

4.2 施工后的检测

施工后的检测也非常关键，可保证就地冷再生技术的实施效果。施工结束后对相关指标进行一一测试，如道路压实度、路基路面强度和弯沉检测，以科学评估旧路改造升级后的整体效果。经过施工后的检测，可掌握道路的真实数据，能够为今后的道路养护工作提供借鉴。路基路面强度和弯沉检测一般采用常规检测技术，而道路压实度检测一般要使用旧材料的数据，如水泥粉煤灰砂浆（m3）材料用量等，对压实度的高低变化进行正确评价。国家规定的水泥粉煤灰砂浆（m3）材料用量数据如表3 所示。