全深式沥青路面现场冷再生施工技术要点分析

贾鑫

山西平榆高速公路有限责任公司 山西太原 031800

在现阶段中，我国高速公路主要为沥青混凝土路面，随着时间的积累，公路沥青路面便会出现多种病害问题，进而需要对公路沥青路面进行及时的维修与养护。所谓全深式沥青路面现场冷再生技术，就是指翻挖回收、现场破碎与筛分处理翻修过后的砂砾基层与旧沥青路面，同时加入适量的添加剂、水与水泥，然后进行充分搅拌与压实，以形成满足路用性能要求的道路基层或者道路面层的一种施工技术。通过选用全深式冷再生技术，能够对道路废气材料进行再次回收利用，能够对公路路面结构性破坏问题与路面病害问题进行有效消除，能够获取更好的社会效益与经济效益。基于此，本文就全深式沥青路面现场冷再生施工技术要点展开探讨，以供大家参考。

1 相关理论基础概述

1.1 全深式冷再生技术介绍

在选用全深式沥青冷再生技术过程中，需要破碎与铣刨所有的旧路面沥青面层与部分基层，添加适量的水、稳定剂与新集料等，然后对混合材料进行充分搅拌、摊铺与碾压，进而可以充分利用旧路面材料。在对一级公路、二级公路进行翻修施工过程中，宜选用全深式沥青冷再生技术，需要在再生基层上铺设新的沥青面层。综上所述，通过利用全深式冷再生技术，能够充分利用旧有路面材料，能够有效提高再生基层的承载能力，有助于路面土方调运工作量的显著减少，能够有效提高施工效率，缩短施工工期。不过，全深式冷再生技术也存在一定的不足与缺陷，外界环境极易影响工程的施工工况，在维修承层病害问题过程中存在较大的难度。另外，如果公路路面基层中含有大粒径砾石，在这种情况下，不适宜选用全深式冷再生技术。

1.2 全深式冷再生技术的优势特点

与其他维修工艺比较，全深式冷再生技术具有以下一些优势特点，即：第一，有助于维修费用的降低。通过使用冷再生技术，无需要投入使用较多的新材料，有助于新材料费用的减少，此外，选用全深式冷再生技术，还能够有效减小施工原材料外运费用。在最近几年中，施工原材料的价格呈不断上升趋势，导致施工预算变得越来越为紧张，相应地，与过去相比，建设单位更加关注经济的投入；第二，有助于自然环境的保护，因为全深式冷再生技术主要选用旧路面材料，所以有助于施工新材料需求量的减少，对自然环境起到有效保护的作用，特别是在供应中断的情况下，能够对沥青粘结料、集料资源起到显著节约的作用；第三，有助于交通中断状况的改善，因为全深式冷再生技术能够结合使用热拌沥青混凝土的加铺，针对沥青路面中产生的各种损害问题，均具有相应的维修养护方法；第四，有助于反射裂缝的减少。

2 案例分析

2.1 工程背景

某一高速公路工程，道路宽度约为9m，道路总长度为11km，路面结构（由下及上）为：20cm水泥稳定砂砾基层+6.5cm沥青混凝土面层。高速公路在建成后投入运行一段时间后，便极易出现多种路面病害问题，如车辙、松散、裂缝、网裂等。通过调查检测前期病害后，不难发现，基层与面层出现较多严重的病害问题，基层与面层二者之间的黏结性能比较差，同时路面结构强度显著降低。综合考虑后，施工单位决定选用全深式沥青路面冷再生技术，对本高速公路路面进行有效维修。

2.2 稳定剂

针对再生混合料的使用性能，因为旧沥青混凝土路面材料的性能对其具有极大的影响，所以施工单位一定要测试与分析施工原材料的性质，同时需要进行试验，对施工原材料的路用性能进行有效评价，以对冷再生混合料的工程可行性进行检验。具体设计方案为：第一，筛分旧路的原材料，对级配的组成进行合理确定，同时对旧料的含水量、沥青物理力学性质变化、矿质集料进行有效确定；第二，深入分析冷再生稳定剂，选用合适的材料来稳定原材料，然后合理确定混合料的配合比设计。在车辆荷载作用下，矿质集料会被磨损或者压碎，进而会改变混合料组成的级配，在混合料中加入适量的具有一定活性的稳定剂，可以与旧料发生极为复杂的物理化学反应，有助于稳定材料稳定性、强度的提高，同时能够促使再生材料的结构承载力与整体性变得更高；通过深入研究后可知，加入适量的稳定剂以后，可以促使混合料的抗水害能力变得更强。

（1）稳定剂的类型。第一，物理稳定剂，物理稳定剂的投入成本并不高，是一种比较经济的稳定剂，在冷再生混合料中加入物理稳定剂，并不显著提高冷再生混合料的强度，不能够保证获取理想的效果；第二，水泥类稳定剂，水泥类稳定剂存在一个极大的缺陷，即极易受到收缩裂缝的影响，因此为能够对路面的收缩裂缝进行有效控制，同时避免材料的抗疲劳性能在自身脆性影响作用下而降低，需要严格控制水泥的加入量，保证其不得大于6%，另外在进行冷再生处理过程中，选用水泥类稳定剂，极易出现粉尘污染现象，因此最好选用稀浆形式的水泥；第三，沥青类稳定剂。

（2）常用稳定剂。第一，水泥，在公路工程中，水泥稳定剂是一种由胶结材料所构成的坚实的整体。迄今为止，水泥具很多不同的类型，包括硫酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硅酸盐类水泥等，通过水化反应后，能够产生氯化物类、不铁酸盐类等水化产物，因为不同类型的水泥会产生不同的水化反应，相应地，不同类型的水泥具有不同的耐腐蚀耐热性能、早期强度、凝结速度等，不同类型的水泥具有不同的技术性能，相应地，会具有不同的工程表现。水泥具有很多优势特点，如方便取材、价格低廉等，但是水泥也具有自身的缺点与不足之处，水泥稳定类材料极易出现裂缝问题。

第二，乳化沥青，在现阶段中，乳化沥青也具有自身的规范、检测方法、标准等，极易被工程人员所接受。对于旧沥青路面材料，通过对其进行乳化沥青处理以后，具有显著的粘弹性特点，可以有效提高沥青混凝土路面的抗变形能力。不过，在施工现场是不可以生产乳化沥青的，同时在生产过程中一定要对乳化沥青的质量进行严格控制，相应地，乳化剂需要投入较高的成本；因为乳化沥青中具有许多水，因此当原路面材料中的含水量与最佳含水量比较接近时，在原路面材料中加入乳化沥青时，则会导致施工原材料中的含水量大于最佳含水量。

第三，泡沫沥青，需要采取有效的保温措施、加热措施，同时为确保施工技术人员的人身安全，还需要制定相应有效的安全保护措施。

（3）稳定剂的选择。对于路面冷再生技术，在选择稳定剂时，需要考虑以下一些因素，即：第一，施工原材料的性能，一碗不同的路面材料具有不同的结构性质，为满足施工要求，施工单位需要选用具有针对性的稳定剂。例如，如果集料为高塑性、稳定的土壤，与水泥相比，石灰稳定剂更加有效。根据相关规范规定可知，如果土中含有高于2%的有机质含量，为保证路基的稳定性，一定要选用石灰来对其进行有效稳定，另外通过选用消石灰粉或者生石灰粉，可以进行综合稳定；第二，价格，一般来说，在选择稳定剂是，价格是一个重要的考虑因素，与石灰、水泥相比，沥青的价格更高一些；第三，政策，针对稳定剂，我国不同地区的公路主观部门对其具有不同的规定，例如，一些稳定剂的选用，违背了低碳环保的理想，进而在部分地区是禁止使用这些稳定剂的。通过综合不同影响因素，因为水泥便于取材，价格比较经济，再加上当下人们已经认可水泥稳定土作为半刚性基层，无论选用厂拌还是就地拌和方法来制定水泥稳定剂，均能够有效减小施工成本。与半刚性基层相比，因为水泥材料形成的基层与其是比较类似的，所以本工程决定选用C32.5硅酸盐水泥作为水稳定剂。其中，P.C32.5硅酸盐水泥的技术指标，如表1所示。

表1 P.C32.5硅酸盐水泥的技术指标

2.3 级配

在旧料中的沥青混合料中，因为含有大量的沥青，在高温环境下，这些沥青混合料极易出现松散、软化等现象，进而会对其的筛分结果与使用性能造成严重影响，所以在进行试验过程中，严禁在烘箱中烘干旧料，应将旧料放置在通风的室内，促使旧料进行自然风干。在选用全深式沥青路面冷再生技术时，在对旧路面进行铣刨过程中，常常会在沥青面层的旧料中加入一定量的旧基层料，因此铣刨的旧沥青路面材料的级配便会随之发生相应的变化，为能够获取一个比较好的级配，一定要严格控制铣刨的旧路面材料，通过筛分处理施工现场中的铣刨料，能够获取铣刨料的筛分结果，如表2所示。因为铣刨料的级配符合规范要求，所以在本工程中不再加入新集料。

表2 铣刨料的筛分结果

2.4 冷再生基层的配合比设计

在确定铣刨料的级配以后，施工单位需要合理设计冷再生基层的配合比，并以此为重要依据，对最大干密度与最佳含水量进行合理确定。根据过去相关工程的施工经验，对水泥剂量进行标准击实实验，其中水泥剂量分别选取4.5%、5.0%、5.5%、6.0%。根据试验结果与相关规范规定，对试件分别进行7d养生、14d养生与28d养生，然后对试件的无侧限抗压强度分布进行测定。根据获取的测定结果发现，在最佳含水率与最大干密度条件下，随着水泥剂量的不断增加，7d无侧限抗压强度会随之不断上升，如果水泥剂量≥5.5%，此时7天无侧限抗压强度值为3.25MPa，满足规范要求。在本工程中，通过有效结合其他外界影响因素，最终确定最佳含水率为7.8%、水泥剂量为5.5%。

2.5 全深式沥青路面现场冷再生技术的施工工艺

（1）旧路面的整形。因为撒布水泥稳定剂会在一定程度上影响旧路面的病害，所以施工单位应先有效修复旧路面病害问题，包括裂缝、车辙等，并且为保证路面的平滑性，施工单位需要对公路的纵坡与横坡进行合理调整，以保证整形过后公路路面的完整性，同时还需需要均匀洒布水与水泥稳定剂。

（2）施工机械参数的确定。根据试验路段的试验结果，对施工机械的行进速度与转子转速进行合理确定，为保证能够进行同步施工，施工单位应利用钢管等材料，对冷再生机具与水车进行刚性连接。

（3）接缝处理。与单个行车道的宽度相比，如果冷再生机具的施工宽度比其更小一些，则在冷再生基层上会出现纵向接缝，为避免出现纵向接缝问题，施工单位应利用冷再生机具应多次对相邻两车道进行施工，在施工过程中，为确保作业面的连续性，相邻两车道机具应进行重叠施工。

当冷再生机具在施工过程中突然发生停顿时，便会在冷再生基层上出现横向接缝，进而会对再生混合料撒布的均匀性造成一定的影响。所以，为避免出现以上问题，施工单位应选用容量比较大的水车，冷再生机具尽可能不要出现中途停顿现象，在进行施工之前，施工单位需要预处理横向接缝，而在刚开始进行施工过程中，因为冷再生机具的行驶速度并不快，稳定剂喷洒量、洒水量比较少，在这种情况下，应利用微处理器来微调洒布量，然后冷再生机具提升行驶速度，直至恢复到正常的施工速度。

（4）预压实。在冷再生机具的前轮胎与后轮胎之间为拌和腔，因为前轮胎与后轮胎二者之间的轴距比较大，所以不能够彻底压实前后轮胎之间的混合料，极易出现压实不均匀问题。综上所述，为避免出现压实不均匀问题，保证道路整个断面密度的一致性，施工单位应先压实前后轮胎二者之间的松散再生混合料。在本工程中，推荐选用20t单钢轮压路机。进行1遍静压。

（5）整平施工。如果冷再生基层上新铺设的沥青面层厚度比较小，同时本工程要求提高路面的平整度，在这种情况下，为有效避免出现纵向接缝导致的粒料不均问题，施工单位应选用平地机轻略过再生路面。另外，当平地机在进行施工过程中，为避免出现因振动而导致的离析问题，施工单位应降低对平地机的使用频率。如果一些路段上存在坑槽现象或者沉降现象，同时无法利用平地机进行对其整平处理，在这种情况下，应选用人工整平法。

（6）压实施工。通过进行试验，获得具体的压实工艺参数，如表3所示。

表3 压实工艺的参数情况

（7）养生。在完成路面的压实作业以后，为确保冷再生基层的湿润性，需要对冷再生基层进行及时的养生，施工单位需要在冷再生基层上方覆盖养生模，同时需要定时洒水，养生不得少于7d。在整个养生过程中，不得对外开放交通。

3 结语

综上所述，在现阶段中的高速公路维修养护工程中，冷再生技术是一种非常重要的维修养护技术，能够对废旧路面材料进行再次利用，有助于公路工程施工成本的降低，同时还能够提高施工效率，缩短施工工期。本文对全深式沥青路面现场冷再生施工技术要点进行了深入分析，以期对施工单位的维修养护施工起到一定的借鉴作用。