厂拌乳化沥青冷再生施工技术的应用

窦鸿云 梁鑫

【摘 要】沥青路面在服务几年后，其破坏速度会大大加快，但通过人为的及时维修，如重新罩面或循环利用等方法可以保持路面的质量并延长道路的使用寿命。由于我国还没有完全掌握旧沥青路面的再生技术，也没有可供工程应用的沥青再生设备，一些为数巨大的旧沥青混凝土层翻挖后只能白白废弃掉。不仅浪费了资源，也对环境造成了严重的污染。采取合适的再生技术妥善应用旧混合料，对降低改造工程的造价、减少废弃混合料对环境的污染和堆放土地占用等都具有重大的意义。因此，我省今年在S201线马黄段养护维修工程中首次采用厂拌乳化沥青再生技术进行路面修补施工试验，这对指导这项技术在全省的全面推广具有举足轻重的作用。

【关键词】厂拌乳化沥青 冷再生 施工技术

1 前言

厂拌乳化沥青冷再生路面是采用铣刨、开挖等方式从沥青路面上获得的旧沥青面层材料，同时用石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下，经乳化加工制得的均匀沥青乳液，并将回收沥青路面材料（RAP）运至拌和厂，经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、沥青类再生结合料、活性填料（水泥、石灰等）、水进行常温拌和，常温铺筑形成路面结构层的沥青路面再生技术。

2 工程概况

S201线马黄段地处永登县境内，由于多年未经大规模的改建，加之行车量大，在重载、超载车辆的反复碾压下，路面破损严重，网裂、坑槽等病害突出，部分路段的沥青表层已经完全消失。夏天尘土飞扬，冬天泥泞不堪，给沿线居民的出行带来了极大的不便，也给行车带来很大的安全隐患。图1-2所示：

3 施工过程

3.1 试验路段选择

S201线原路整体结构承载力偏低，面层龟网裂、松散病害严重，为节省材料的运输、加工成本，且使原路面能有效的重复利用，对部分路段采取乳化沥青厂拌冷再生后用于下面层结构处理。由于S201线K24+000-K25+000段位于兰州高养中心树屏拌合场附近，可以充分利用拌合厂大量的铣刨料，同时运输距离短，因此选择此段落作为冷再生的试验段。

3.2 施工准备阶段

3.2.1 施工机械及设备准备

（1）拌合设备；拌和设备应配备3～5个冷料仓、1个矿粉罐、1个水泥罐、1个乳化沥青罐和1个水罐。拌和设备应具备准确的计量功能。图3-图4所示：

（2）压实设备；压实设备应配有轮胎式、单钢轮振动式和双钢轮振动式压路机。其中，轮胎式压路机单轮配重不少于3t，吨位不小于30t；单钢轮振动式压路机激振力应大于35t（或吨大于18吨，本项目使用22吨压路机）；双钢轮振动式压路机不小于12t。图5所示：

（3）铣刨料破碎和筛分设备；根据冷再生混合料的生产能力配备铣刨料破碎和筛分设备；根据RAP的分档情况安装振动筛，至少应配10mm和30mm两个尺寸的筛网。图6所示：

（4）其他；履带式摊铺机一台（本项目使用维特根1900-3L型），双桥自卸汽车（载重量大于20T），扫路机，乳化沥青洒布车，路面吹风机，槽钢（槽钢数量满足铺筑长度的70%，且高度与冷再生压实后厚度相匹配）。图7-图9所示：

（2）混合料运输；再生料宜采用载重量不小于20t的大吨位自卸车运输。运输过程中不得在施工现场急制动、急转弯掉头以免损伤透层和下承层。自卸车的数量，应根据拌和机生产能力、运输距离、道路状况、车辆吨位综合考虑确定运料车的运力应稍有富余，施工过程中摊铺机前方应有运料车等候，一般情况下待等候的运料车多于3辆后开始摊铺。图11所示：

3.3 冷再生料摊铺

3.3.1 确定摊铺机摊铺速度

冷再生混合料可采用热拌沥青混合料摊铺方法进行摊铺，冷再生混合料的摊铺速度应调整到与供料速度平衡，必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺。摊铺过程中不应随意变换速度或中途停顿。如果拌和机生产率降低，则可采取放慢摊铺机的摊铺速度的办法相对应。根据S201线施工测算，摊铺速度宜控制在3-4m/min范围内，如混合料供应不及可容许放慢到1-2m/min。图12所示：

3.3.2 摊铺过程控制

当供料不足时，宜采用运料车集中等候，集中摊铺的方式，尽量减少摊铺机的停顿次数。此时摊铺机每次均应将剩余的冷再生混合料铺完，做好临时接头。如等料时间过长，冷再生混合料完成破乳过程，影响继续摊铺时，应将破乳的冷再生混合料挖除。冷再生混合料摊铺前，不必将熨平板加热，只需涂少量防粘剂（柴油∶水=1：3）即可。在摊铺过程中，应合理选择熨平板的振幅和夯锤振动频率。一般情况冷再生混合料宜采用“夯锤振动频率大于熨平板振幅”的方式，以提高冷再生混合料的初始压实度。熨平板加宽铰接处的缝隙应仔细调节紧密，防止摊铺后路表面留有痕迹。

3.3.3 松铺系数的确定

冷再生混合料的松铺系数和松铺厚度，必须从实际施工中测得。首先在试验段施工中求取，随后在大面积施工中进行校核调整。每天在开铺后，必须进行松铺厚度的测试，以利于路面摊铺厚度和横坡度得到准确控制。利用水准仪每次测量应不少于两个横断面，每个断面上不少于三个点。在摊铺过程中，技术员应随时检查摊铺的松铺厚度，并及时通知操作手。应指派专人指挥运料车辆在合适时间掀起车厢顶的覆盖物。指派专人清扫干净摊铺机两条履带板的行驶路线，使摊铺机能平稳前进，以保证摊铺平整度。由于S201基层铺筑完毕到冷再生开始铺筑时间间隔3个月之久，加上重载、超载车辆多，路面受到严重的破坏，表面出现大面积坑槽，经多次测量有一定的波动，最终确定S201线松铺系数为1.27—1.32左右，平均值为1.30，故此值只做参考，建议在其他路段施工时应当实地测算指导施工。

3.4 压实

（1）初压。采用12t双钢轮压路机静压1遍，并保持较短的初压区长度（30～40m）。（2）复压。采用20t以上单钢轮压机路静压1遍，低频高幅振压4遍，再高频低幅1遍；（3）终压。采用30t以上轮胎式压路机揉压6遍，以基本消除轮迹为宜。终压应紧跟复压，经终压后已无明显轮迹时，可完成终压。图13所示：

3.4.1 碾压工艺

碾压时，应将压路机的驱动轮面向摊铺机，行驶路线和碾压方向不宜任意改变。压路机在碾压过程中，不允许突然加速、急制动、中途掉头、左右摇摆行进。在回程过程中，要做到慢起步、慢回程、慢停。振动压路机必须先停振回程后再起振，防止冷再生混合料在碾压过程中形成推移、印痕和拥包等病害。压路机从外侧向中心碾压，在超高路段则由低向高碾压，在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压。相邻碾压带应每次重叠1/2～1/3轮宽，最后直到碾压完全幅宽度为一遍。当路缘外侧无支撑物时，碾压轮应伸出边缘外10cm以上。在外侧边缘处开始初压时，应先预留30～40cm宽不进行碾压，待压完一遍后，使压路机大部分重量重叠压在已压实的面层上，再将未压实的30～40cm压实，防止边缘处冷再生混合料外移和发生纵向微小裂缝。压路机不宜在同一断面处回程碾压，每次回程应前后错开不少于1m距离。初压、复压和终压的回程应都不在相同断面处，前后相距应在5～10m以上。本次碾压长度应与前一段碾压段搭接重叠不小于10m。压路机改变进退方向，应在已完成碾压的路面上进行。

3.4.2 注意事项

（1）每天在正式开铺前，压路机应做好加油、加水、维修、调试、保养等全部准备工作，不宜向胶轮压路机碾轮涂刷柴油。（2）施工中，混合料尽量在拌合后1小时内摊铺，初压应在摊铺完成30分钟内开始，终压开始时间不晚于摊铺后1小时，整个施工过程最好（即混合料拌出至终压完毕）控制在3小时以内，不得大于4小时。压路机碾压过程中不得在当天铺筑的路面上长时间（超过30min）停留或过夜，以防压出坑槽。（3）摊铺作业前应当提前掌握近三天的天气情况，宜选择晴天及气温较高的时段施工，不宜选择阴天及多云低温的天气，坚决禁止在雨天施工。如果在铺筑过程中突遇降雨要立即停止施工，同时将已经铺筑的路段用隔水材料覆盖，待雨挺后立即拆除使水分蒸发。

3.5 养生

（1）冷再生混合料的强度形成需要经历一段时间，冷再生层加铺上层结构前必须进行养生。（2）在封闭交通的情况下养生时，可进行自然养生，一般无需采取措施。（3）在开放交通条件下养生时，再生层在完成压实至少1d后方可开放交通，但应严格限制重型车辆通行，行车速度应控制在40km/h以内，不得急制动和原地掉头。（4）在通常情况下，冷再生养生时间为7d，当满足一下两个条件之一时，可以提前结束养生：A、再生层可以取出完整的芯样；B、再生层含水率低于2%。图14所示：

4 经济效益分析

经合理设计的乳化沥青厂拌冷再生混合料的性能能够满足沥青路面下面结构层的要求，故本部分结合省道201工程的实际生产情况，根据工程项目的技术等级、项目所在地的环境及运输条件等因素对乳化沥青厂拌冷再生沥青路面与常规沥青路面的经济性进行比较分析。

本工程采用乳化沥青冷再生层可充当柔性基层（或下面层），厚度平均约为10cm，现对乳化沥青混合料直接经济性进行分析表1所示：

5 总结

根据S201线马黄段的施工发现以下优缺点：

5.1 优点

（1）可在不改变路面纵横线形的前提下处治多种类型的路面病害，改善路面结构承载力。（2）与传统的路面维修技术相比，该技术可减少路面施工过程中对集料、沥青和能源等资源的消耗，从而降低工程成本。（3）同时该技术可节约自然资源的消耗，解决废物堆置问题等，可以减少环境污染，具有重要的环保意义。

5.2 局限性及缺点

（1）必须拥有一整套厂拌冷再生拌合及RAP料的破碎、筛分设备，同时有大量的铣刨料储备。（2）对下承层的强度有一定的要求，若为年久失修的乡镇道路或下承层软弱路基就不建议采取先处理路基再做冷再生结构层的方案，这样产生的费用则会寅吃卯粮。（3）养生期过长，一般为3-7天。在车流密集或平交路口较多的路段封闭交通的难度远大于施工难度。（4）后期养护及保养有难度，由于设备采购费用高，对养路单位来说不可能随时有同种材料处理病害。

5.3 建议

（1）选择施工路段最好避开车流量大及平交路口较多的区域，同时不要选择两侧树木茂密地段，因为会长期欠缺日照影响强度。（2）建议铣刨料堆存最好将同一路段或设计配合比相同项目的RAP料堆存在一起，不同的RAP料最好分区堆存。虽然RAP料会经破碎、筛分，但是在S201线施工中发现，由于RAP料源的多样化和复杂化，造成新生混合料的配比的不固定性和调节频率的增加，施工的可控性增大。（3）待此工艺娴熟后运用于高速公路中充当下面层或柔性基层，因为同路段路面铣刨后的RAP料更稳定，可控性更强，施工质量也最好。

6 结语

沥青现场冷再生技术是一门新兴技术，在国内的深入研究也只是刚刚起步。随着现场冷再生技术的推广应用必将给社会节约大量的资金，减轻环境污染，其不仅对交通干扰小、改善路面级配、降低孔隙率、还能延缓路面老化，给我国旧沥青路面改建带来不可估量的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 沥青路面乳化沥青厂拌再生技术规范.江西省地方标准，2010.

[2] 壳牌 Recycle Plus 厂拌冷再生混合料施工指南，2010.

[3] S201线马家山至黄羊头路段乳化沥青冷再生配合比设计.甘肃省交通勘察设计院养护研究院，2014（4）.