浅谈沥青路面冷再生技术在路面维修中的应用
2015-07-15
近几年来，我国公路陆续进入大、中修期，用于公路建设和养护的石料数量巨大，随着人们对环保、社会效益的关注及技术的进步，沥青路面再生利用技术越来越受到人们的重视。京台高速公路沥青路面大部分为半刚性基层，在自然因素和行车的作用下，易产生干缩、温缩裂缝结构性病害，形成反射裂缝，造成路面的整体损坏，使道路使用寿命缩短。为解决上述问题，2012年在京台高速济泰段K461+900—K463+000段进行厂拌冷再生试验，将现有的半刚性基层转换成半柔性、柔性基层。对上面的沥青混凝土面层可以极大地缓解、防止反射裂缝的产生；对下面的半刚性基层收缩裂缝等病害有很好的防治作用。
一、冷再生技术原理
冷再生按工艺分厂拌和就地两大类，按再生形式分：油层再生、基层再生、复合式再生；按稳定材料分：泡沫沥青再生、乳化沥青再生、水稳基层再生。泡沫沥青厂拌冷再生技术是将旧沥青路面铣刨后运到沥青混合料拌和厂 , 通过破碎、筛分 , 并根据旧料中沥青含量、沥青老化度、集料级配等指标, 掺入一定数量的新集料、再生结合料（泡沫沥青、水泥、矿粉等）、进行常温拌和，按常温沥青混凝土的施工工艺重新铺筑，形成路面半柔性、柔性基层或者下面层的一种技术。
二、工程概况
为确保工程质量，在K461+900-K462+200基层上进行厂拌冷再生试验，原路面结构形式为4cmAc-16+5cmAC-20+6cmAC-30+36cm水稳基层 +34cm石灰土，按4cm上面层+5cm中面层+6cm下面层+18cm上基层的结构进行分层铣刨，铣刨水稳上基层后, 在填方段靠近路肩一侧设置水泥稳定碎石纵向盲沟和横向排水管换后换填18cm厚厂拌泡沫沥青、乳化沥青冷再生混合料。
三、沥青混合料的施工工艺
1.旧路面铣刨。路面铣刨根据再生方案采用传统铣刨方式进行，铣刨时严格控制铣刨用水量，用水要均匀。铣刨料分类运输至拌合站统一存放。
2．旧料筛分、存放。对铣刨回收的旧料进行筛分，达到生产所需的尺寸及级配。在操作过程设定0-5、5-10、10-20三档料，分开堆放存储，对于大于20 mm的超粒径料进行剔出。
3．新料、旧料同时添加。设备配用六个冷料仓，粗集料产地为当地生产的石灰岩，共有19～31.5mm、9.5～19mm、4.75~9.5mm、2.36~4.75mm四档规格料，根据生产配比细分添加，确保混合料级配良好；细集料为0～2.36mm，产地为章丘十九廊所产玄武岩，其各项性能指标符号要求。
4．水泥、矿粉添加。同时添加水泥和矿粉，保证混合料早期及后期强度和胶结料的形成。
5．沥青添加。设备配置大沥青发泡量的沥青发泡系统，（12—18吨沥青），确保沥青添加准确、均匀。
6．拌和。本工程中使用的拌和站在设计、协调配合和操作方面，都能满足生产的沥青混合料符合工地配合比设计的要求。拌和站的试验室配备足够试验设备，能及时提供试验资料报请监理工程师审批。
7．再生料运输。运输过程中用蓬布覆盖，防止水分散失。
8．透层。再生料摊铺前，在下承层表面洒布透层油。
9．摊铺。摊铺时做到缓慢、均匀、连续不断地摊铺，摊铺速度宜控制在2～4 m/min，松铺系数控制在1.1-1.3，冷再生沥青混合料每层摊铺厚度最好不大于12 cm(为压实后的厚度)，施工中分两层进行铺筑。
10．压实。初压：采用单钢轮静压1遍，重振6-8遍。复压：采用双钢轮轻振4遍，终压：采用胶轮碾压8遍。
11．养生。养生采用自然养生和洒布透层油后养生两种养生方式。 采用后种养生方式时，为保证层间粘结效果和透层油质量，施工后应及时洒布。
12．取芯检测。泡沫沥青再生养生1-2天后取芯；乳化沥青再生养生5-7天后取芯。
13．面层铺筑。当再生层含水量≤2%时，可铺筑上面的结构层，或养生期间再生层取出完整的芯样可铺筑上面的结构层。
铺筑上面结构层前，洒布透层油及热沥青封层。
上面结构层采用AC-20及SMA改性沥青AC-13热沥青混合料铺筑。
四、施工质量控制方案
（一）含水量
1．原材料含水量
现场原材料包括沥青路面铣刨料、水稳基层铣刨料、外加集料及矿粉的含水量是个非常重要的指标，直接关系现场混合料施工质量及各项路用性能，应做好现场检测并及时调整拌合外加用水量。
为控制好拌合后再生料含水量符合规定的要求，现场料堆应做好防雨水工作，表面应进行覆盖，每天定期检测各档原材料含水量，及拌合后冷再生混合料的含水量，实验结果及时反馈。含水量具体测试方法参照有关实验规程。
2．混合料含水量
再生混合料含水量过低或过高都不利于现场压实，因此应定期做好再生料含水量的检测，检测方法参照有关实验规程。
（二）材料级配
1．原材料级配
与含水量相同，原材料级配也是关系拌合后再生料质量的一个非常重要的因素，现场应做好检测，定期检测现场各档料的级配，并及时作出调整，保证拌合后混合料级配在规定要求范围内，同时应采取措施，尽量减小现场原材料级配的变异，保证生产出的混合料级配的稳定性。
2．混合料级配
定期检查料仓混合料级配及抽提后集料级配，并及时作出调整。
（三）再生剂用量
为使再生混合料性能与和易性最佳化，需要合适的再生剂掺量。再生剂掺加过量易造成混合料不稳定，易产生车辙与拥包，容易使料堆中沥青与胶粉结成胶团；太少则会导致开放交通后混合料离析与表面松散。
同时化学添加剂也应添加适量，在规定范围内，掺量太少易造成薄弱层及混合料耐久性差，太多则可能导致压实后混合料变脆，抗疲劳性能降低。
对于沥青类再生剂，可在拌和前后分别取样，用溶剂法进行抽提或燃烧炉法测定拌合前后试样的沥青含量，两者的差异即为外加沥青再生剂的用量。
化学添加剂如水泥主要通过拌合站调节用量。
（四）施工后质量检测
1．压实度
再生材料的压实度是决定维修路面未来性能的重要因素之一。压实效果差的材料承受交通荷载后会变得越来越密实，导致早期车辙的出现，若再生材料没有得到适当的压实，则问题会更加严重，除强度达不到要求外，还会增加透水性，加速水损害、沥青类稳定剂的老化。
使用灌砂法测定现场施工完成后再生层的干密度，通过与实验室测得标准密度进行比对，得出混合料的空隙率，进而得出现场混合料的压实度。
2．劈裂试验
现场取拌合再生料后，现场试验室成型马歇尔试件，测试件干湿劈裂强度、冻融劈裂强度，与室内实验室实验结果进行对比，也可选用现场所取芯样，进行15度室内干湿劈裂强度试验及冻融劈裂试验。
3．马歇尔稳定度试验
选用现场所取芯样，进行马歇尔稳定度和残留稳定度试验。
4．模量
现场取芯，带回室内实验室，进行静态回弹模量及动态回弹模量实验。
五、施工应用
京台高速济泰段K461+900—K463+000段进行厂拌冷再生试验后，在国道206莱州段基层也进行了进行了大面积的泡沫沥青厂拌冷再生施工，有效避免了沥青混凝土面层干缩、温缩裂缝的产生和发展，解决了沥青混凝土面层反射裂缝的产生；对下面的半刚性基层收缩裂缝等病害有很好的防治作用。通过现场试验及交通科研所检测，再生质量均满足技术规范要求。
在公路事业的迅猛发展的今天，天然筑路材料已日渐匮乏，而且在过量的开采筑路材料的同时，我们的生态环境也遭到了严重的破坏。对于城市道路维修，其清除的旧路材料也同样严重的影响了周围的环境，所以充分利用旧路材料进行旧路维修，可以很好地保护当地环境的前提下，进一步降低费用。
结束语：
综上所述，冷再生作为一种新兴的施工技术，与传统筑路方法相比，路面再生是一种路面维修的重要方式，不仅可以恢复路面性能，而且可以节约资源。在我国公路事业飞速发展的今天，冷再生新技术为旧路更新改造探索了新途径，积累了新经验。
