冷再生技術在乳化瀝青路面養護中的應用

朱曄

（容城縣交通運輸局，河北 容城 071700）

1 工程概況

某公路工程起訖樁號為K156+000—K163+382，全長7.382km。本路段通車運營多年，伴隨著當地經濟的發展，該公路交通量日益增多，特別是超載超限問題嚴重，導致路面出現了大量病害問題，如坑槽、網裂、沉陷等。為了改善和恢復該公路的路面使用性能，決定對此路段采用添加乳化瀝青就地冷再生技術進行養護處治。

2 原材料性能及級配設計

2.1 原材料性能

本文選用國產90#基質瀝青制備乳化瀝青，根據規范要求進行相關技術指標試驗，試驗結果見表1。

表1 90#基質瀝青技術指標試驗結果

以上述檢測合格的90#基質瀝青進行乳化瀝青的制備，并根據規范要求對其技術指標進行檢測，結果如表2所示，均滿足規范要求。

表2 乳化瀝青技術指標檢測結果

2.2 級配設計

通過在舊料中添加一定量的新料提高混合料的力學性能，根據經驗，將新舊料按照1∶9、2∶8、3∶7進行級配試驗，其中新舊料篩分結果如表3所示。

表3 新舊料篩分結果

對表3篩分結果進行分析可知，按照3∶7和1∶9新舊料比例的篩分結果雖處于規范級配上下限范圍內，但與級配中值存在較大偏差，而2∶8的新舊料比例篩分結果與級配中值基本重合，表明此級配可以形成嵌擠密實結構。因此，本公路路面養護所用冷再生混合料選擇2∶8的新舊料合成比例。

為進一步研究不同參數下的乳化瀝青冷再生混合料路用性能，本文將乳化瀝青含量定為4.5%、3.5%，水泥含量定為0、0.5%、1.0%、1.5%。加水量定為2%、3%，最終根據正交試驗設計確定了4種方案，試驗方案設計如表4所示。

表4 試驗方案設計

2.3 結果分析

分別采用瀝青混合料低溫彎曲試驗、黏結力試驗、凍融劈裂試驗、高溫車轍試驗來分析乳化瀝青冷再生瀝青混合料的路用性能，試驗結果見表5。

表5 乳化瀝青冷再生混合料路用性能試驗

由4種試驗方案結果分析可知：

（1）方案1中未添加水泥，進行低溫彎曲試驗的混合料試塊應變值最低，方案2的應變值表現為最強?？梢娙榛癁r青含量和水泥添加量在合理范圍內，可提高混合料試塊的低溫彎曲能力和抗應變能力。

（2）方案3的黏結力比其他方案明顯增大，甚至是方案1的1.4倍。表明在乳化瀝青含量不變的情況下，隨著水泥用量的增加，冷再生混合料的早期強度會增加，但若瀝青含量增加過大，會降低混合料的黏結力。

（3）方案1由于未添加水泥，凍融劈裂強度比其他方案都小，方案2、方案3由于摻入了不同量的水泥，凍融劈裂強度相對都有所提高。試驗結果表明，增加一定的水泥可以提高混合料的凍融劈裂強度，從而提高水穩定性，抗水損害性能增強。

（4）方案4的高溫車轍性能表現最優，主要是由于水泥含量和乳化瀝青含量科學合理，提高了混合料的抗剪強度和抗變形能力。

綜合以上方案，決定在本工程項目中選擇2∶8的新舊料進行混合，選擇方案4進行水泥和乳化瀝青的添加。

3 瀝青路面就地冷再生施工工藝

3.1 施工放樣

施工前，可將數量適當的標樁放于道路兩側，作為基線，從而確定道路中心線。對于標樁的位置，直線段距離可控制在40m以內，曲線段距離可控制在20m以內。

3.2 冷再生機組就位

對施工所用的再生機組進行編號，確保冷再生機組的施工就位。隨后，對壓路機、撒布機、灑水車等狀態進行檢查，確保能夠正常投入使用。

3.3 原路面處理

為了保證施工質量，可對施工段進行半封閉交通施工，需將標牌設于再生路段的路口，起到警示作用。隨后將原路面雜物清理干凈。針對路面存在的病害情況，如車轍、沉陷、坑槽等，可通過冷再生機進行破碎處理，從而保證原有局部隆起或凹陷等病害全面處理，保證路面表層的平整。

3.4 拌和

采用就地再生機進行施工，其有效工作寬度為2.4m，最大銑刨深度為50cm，采用白灰在原路面上畫出冷再生機作業導向線，用于指導再生機施工。第一次施工時，需設置好冷再生處理器，主要施工參數包括含水量、銑刨深度等。待完成上述準備工作后，需銑刨破碎舊路面，直至底基層，并與外摻料同時進行均勻攪拌，拌和到舊水穩層層底。若攪拌不均勻、不充分，則不得用于施工。要保證混合料攪拌均勻、無花白、離析等現象。此外，要指派專人緊跟再生機，待工作10m之后，可及時對再生機拌和深度進行詳細檢查，保證其質量滿足施工要求。啟動再生機組之后，要保證再生作業均勻、連續，在整個施工過程中，嚴禁對行車速度等進行任意變動，一般施工速度控制在4～10m/min。為了保證銑刨后級配不出現太大變化，可將行駛速度確定在6m/min。此外，還要控制好兩幅之間的搭接寬度，一般可控制在100mm以上。

3.5 找平及整形

為了保證施工路面平整性，消除輪跡，可緊跟再生機，通過單鋼輪壓路機進行一遍穩壓，保證整個橫斷面混合料能夠充分壓實。隨后采用平地機進行找平、整形，并由技術人員測量高程，將白灰撒在路面橫斷面1m、3m、5m位置，每20m一個斷面，并對其高程進行測量。在整個施工環節，嚴禁車輛行駛，確保無材料離析情況，若混合料水分不足，消散太快，需及時補充水分。整平之后，若局部存有凹凸不平情況，需先銑刨除10～15cm材料，隨后再進行補料、碾壓，嚴禁直接將材料貼于上面進行找平處理。

3.6 再生層碾壓

按照路寬、壓路機輪寬及輪距等條件合理制定再生層碾壓方案，相比路中間部位，路面兩側可適量增加碾壓遍數，一般可多出2～3遍。在碾壓過程中，同樣不允許車輛行駛，避免破壞再生層表面。根據施工要求，碾壓施工一般可分三次完成，初壓時，可采用單鋼輪壓路機進行施工，遍數為2～3遍，碾壓速度為2.5～3.0km/h。復壓的速度控制為1.5～2.0km/h，終壓的速度控制在2.0～2.5km/h。

3.7 接縫處理

在瀝青路面冷再生施工過程中，主要表現為橫向裂縫和縱向裂縫兩種類型，若處理不及時，將會導致裂縫的進一步發展，從而引起更為嚴重病害出現。對于路面寬度不超過7m的路面，應采用全幅施工，不宜采用半幅施工，從而減少縱向裂縫的出現。在施工過程中，應減少攤鋪和碾壓機器停機的次數，做到一次性攤鋪和碾壓完成，從而減少橫向裂縫的出現。

3.8 養生

待以上施工步驟完成以后，對壓實度進行檢測，滿足設計要求后進入養生階段。通常采用灑水或覆蓋土工布進行保濕養生，時間一般低于7d。養生結束后，對路面表層進行清理。

3.9 質量檢測

（1）無側限強度檢驗。根據施工現場實際情況，現場取樣再生混合料，本文選取試件數為7～9個，測定其7d無側限抗壓強度，檢測結果顯示，冷再生混合料壓實度與施工設計要求相符，具有良好壓實效果。

（2）評定再生層表面彎沉值?；鶎咏Y束20d后，對冷再生基層表面彎沉值進行測定，結果顯示，將瀝青再生技術用于原路面后，彎沉值有所減小，彎沉均值為0.46mm、彎沉代表值為0.6mm，因此有效提升了原路面結構承載力。

4 效益分析

4.1 生態效益

廢舊瀝青路面包含了較多的瀝青混合料，舊瀝青混合料在經過切削處理以及粉碎處理填埋以后，瀝青殘渣仍然會殘留在地表水與土壤結構表面。在此種情況下，地表水以及工程所在區域的土壤生態資源將會長期被瀝青固廢污染影響，此現狀不利于環境保護。乳化瀝青冷再生技術的應用，可有效減少廢舊瀝青的浪費，降低對環境的污染。冷再生的整個施工過程中不會帶來固廢污染，空氣污染也小，有利于大中修公路項目工程生態效益的提升。

從間接性的工程效益角度來看，冷再生的工藝技術手段可以為項目施工單位帶來環境生態效益。在原有的瀝青再生處理過程中，由于多環芳烴的有害有毒物質可以直接侵入到人體內呼吸器官，并且對于人體皮膚也會產生潛在滲透影響。施工操作人員如果吸入了較多多環芳烴等有害物質，則有可能引發人員窒息等重大工程安全事故。與之相比，冷再生的瀝青循環處理手段不會導致施工人員遭到人身傷害，充分體現了冷再生的瀝青材料處理工藝具有良好的生態效益，與瀝青再利用、減量化與資源化的工程實施宗旨相吻合。本乳化瀝青路面通過應用冷再生技術，生態效益顯著。

4.2 經濟效益

乳化瀝青冷再生處理技術可以為施工企業帶來較好的經濟效益，可降低新的瀝青混合料的投入比例。針對冷再生的整個處理工藝流程工程技術人員應嚴格進行質量控制，混合料經由冷再生處理之后，乳化瀝青能夠達到更好的路用性能，并且相比于熱拌瀝青處理技術而言，運用冷再生工藝可明顯降低施工成本，本工程項目表現出較為明顯的經濟效益。

5 結語

綜上所述，瀝青路面是我國公路最常見的路面形式，在車輛荷載與自然因素的長期反復作用下，路面材料老化現象較為嚴重，若仍采用傳統養護工藝，根本無法滿足現階段公路養護管理需求。冷再生技術在乳化瀝青路面養護中的應用，可有效利用廢舊材料，減少廢舊材料對環境的污染，并且可降低養護成本，生態效益和經濟效益明顯。