沥青冷再生技术在道路中的应用研究

王瑞

（中交一公局集团有限公司，北京 100024）

0 引言

目前，公路交通运输事业伴随着我国经济的发展得到了快速发展。但是当初修建的公路工程经历了时间的洗礼，已经处于一种需要改建或者维修的状态。由于改建或者维修出现了废旧沥青污染问题，为了解决这一问题，越来越多的学者进行了沥青路面再生技术的研究工作。

从使用的材料来讲，当前废旧沥青混合材料的种类很多，并且构成要素很复杂，对再生骨料评价指标的建立还有待完善。我国的沥青路面再生设备还处于一种待提升状态，在技术应用上质量安全还需进一步加强。因此，必须加大对沥青再生技术的资金投入，使沥青再生技术得到普遍的应用。

1 沥青冷再生技术的概述

1.1 沥青冷再生技术的特点

为了能循环使用沥青路面维修时产生的材料，可以使用路面再生技术。沥青冷再生技术在一定程度上节约了材料，成本也得到了一定的缩减,降低了环境污染的可能性，促进了循环经济的发展，有利于实现可持续发展，满足了建筑节能的要求，有利于建设资源节约型、环境友好型的社会[1]。根据粗略计算，一旦实现了沥青路面材料的循环利用，就可以在很大程度上缩减路面的维修材料成本。采用“沥青冷再生现场混合列车”与铣刨机、摊铺机、压路机等设备构成现场连续冷再生工程机械联动线，工作效率比常规施工提高10%～20%。

1.2 沥青路面再生方式的分析

1.2.1 沥青路面热再生方式

沥青路面的热再生方式分析图如图1 所示。

图1 沥青路面的热再生方式分析图

1.2.2 沥青路面冷再生方式

（1）现场冷再生

现场冷再生是在路面冷铣刨技术的基础上，利用可再生的机械对沥青路面进行铣刨、破碎处理，并在现场添加新的沥青混合料（如泡沫沥青、乳化沥青、水泥、石灰等），进行现场拌和、摊铺、整平和压实处理。采用原位冷再生法消除车辙，消除纵、横向反射裂缝，保持原有路面的线形，是目前常用的修复方法。在现场冷再生中，混凝土和乳化沥青是常用的混合料，而泡沫沥青在混凝土中得到了广泛的应用，具有养护时间短、密实度高、施工成本低等特点。

（2）厂拌冷再生

厂拌冷再生主要用于沥青路面的底层和铺筑基础。将原路面的沥青物料运至搅拌站，经粉碎后，按一定比例加入石灰、水泥、乳化沥青、粉煤灰等新料，经充分搅拌后，在路面基层上进行压实处理。厂拌冷再生技术可以对各种基层损伤和疲劳损伤引起的裂纹进行修补，又不影响路面的几何性质，提高了路面的使用性能[2]。

2 沥青冷再生技术的施工工艺

2.1 施工流程

准备下承层—施工放样—摊铺铣刨渣料—推土机稳压—测量放样—平地机初平—压路机初压—检查含灰量—推土机初压—洒水—摊铺水泥—拌和—推土机稳压—测量放样—平地机初平—压路机初压—测量摸底—平地机精平—压路机振碾—检测各项指标—终压—养生—下道工序。

2.2 施工方法以及要点

2.2.1 材料要求

主要的施工材料是三级以上的石灰。在使用之前，大概需要一周的时间进行消解，并且在灰场进行10mm 的筛选。水泥的初凝时间应该保持在3h 以上，终凝时间应该大于6h，标号为32.5 或者42.5。

2.2.2 准备下承层

在摊铺铣刨渣料之前，先对已铣刨过的路基进行检测，看是否有地下管道之类的障碍物，以及在路基区域内有没有翻转、软化等问题。一旦遇到这种问题，按照规定处理，然后碾压。根据设计的配比要求和实验室出具的报告，计算出铣刨渣料、熟石灰的摊铺厚度，并且间隔20m 设置一个高程的控制桩。

2.2.3 摊铺铣刨渣料

在摊铺铣刨渣料时，要注意均匀摊铺。在井或者障碍物1m 以外的范围铺设渣土，创造拌和的条件，保持摊铺表面平整，厚度均匀，没有缺漏，还需要实现骨料的均匀摊铺。

2.2.4 洒水预湿

为了使拌和更加均匀，需要对其进行洒水预湿，铣刨渣料经过预湿后会更容易拌和。

2.2.5 摊铺石灰

在计算石灰用量时，需要考虑最大干容重试验报告、现场渣料、石灰的湿松密度。对石灰进行摊铺时，要保持均匀，厚度一致，防止出现缺漏，经过检查合格后进行拌和，石灰摊铺如图2 所示。

图2 石灰摊铺图

2.2.6 灰土拌和

石灰摊铺完成之后，用拌和机器进行搅拌，并且需要专门的工作人员对拌和的深度、宽度以及均匀性进行跟车检查。将拌和的颜色是否均匀以及是否出现了粗细粒料窝作为拌和是否均匀的标志，防止出现漏拌的情况。在拌和后，需要对石灰的剂量进行测定，倘若测定的石灰剂量不足，需要及时补加石灰。不仅需要测定石灰的剂量，还需要测量含水量，将含水量控制在3%左右[3]。水车起洒的地方或者调头的地方应该在施工作业2m 以外，在拌和灰土中，停车或者调头是坚决不允许的，在下道工序中加水湿润也是不允许的。

2.2.7 灰土整平

将粉煤灰混合好后，用履带机进行初压、喷淋，从两边到中间；用挂线检查路面的高程、斜坡；用平板机或推土机把地面压平，保证不超过3cm，压实高度不超过2cm，同时测量土壤的含水量[4]。

2.2.8 铺水泥、拌和、整平、测量放样

首先，将工程路段按照设计用量用石灰铺平，并打成网状，然后在网孔中均匀地摊铺，使其在网孔中均匀分布，并用拌和机将水泥拌和均匀。在有条件的情况下，可用含水量快速测试仪或核密实度——水分测定仪进行测量。在无条件的情况下，可用混合料的稠度进行测量，具体做法为：将其揉成一团，在合适的含水量下，可以将其一分为二，确保完整。如果将其压碎，则说明水分含量适中。如果太潮湿或太干燥，必须采取相应的措施。在水分适宜时搅拌，结束后用推土机进行初压，以显露可能存在的不均匀性。每隔10～20m 设置一个横截面，然后再次进行刮板，并适时悬挂高、斜坡。对局部坑洼进行人工刨松5cm 以上，用新料找补整平。为了缩短工期，采取半幅流水法，每道工序100～200m，首先铺设水泥，然后混合、平整，最后进行碾压[5]。

2.2.9 碾压

整平达到规定后，马上进行碾压，采用12t、20t 的重型压路机和三轮轮式压路机。先用12t 的重型压路机在无振动的情况下进行稳定的加压，再用20t 的重型压路机进行紧固。首先进行轻微振动，持续振动直到所需的压实度，通常是4～6 次，然后用三轮轮式压路机进行收光和清除。碾压速度要一致，以2km/h 为宜。重型压路机碾压如图3 所示。

图3 重型压路机碾压图

2.2.10 检测

在碾压成形后，应及时检测平整度、压实度、高程、厚度、斜坡等参数。如有需要，应采用平地机械平整，精平整平，严禁用薄片补料。通常应遵循宁高不低、不刮不补的原则，然后用静压法整平。上述各项均已达到标准后，按照规定提交相关的数据进行检测。

2.2.11 养生

水泥石灰稳定层在压实后，必须在7d 之内保持湿润，不能突然干燥和潮湿。在休养过程中，除了洒水车，禁止大型车辆通过[6]。

2.2.12 接缝处理

在完成碾压后，对水泥石灰稳定层的端部进行平整度检验，保持在5mm 以内，不合格的，都要用拉丝进行垂直切割。次日施工时，用搅拌器在接缝处横向搅拌2 次，然后纵向搅拌，手工搅拌均匀，以确保接缝平整。

2.2.13 检查井及收水井、路边拌和不到位的地方

首先，检查井完成升井，井周采用C25 级混凝土或砌井砌块，避免井周边塌陷。其次，在收水井周边搅拌机搅拌不到的地方，用人力将其刨成规则的方形。所有没有搅拌的地方都用人工拌和水泥，分成两层，夯填到基层顶面，并确保顶面平整，不能有积水。最后，对路面上不能搅拌的灰土，混合后人工拆除运走，再用新拌的水泥石灰土进行填筑。压路机在进行碾压时，一定要压紧，一般要压2 次。

3 控制重点

3.1 旧混合料的性能控制

沥青混合料的使用时间严重影响沥青路面的再生利用，对再生道路的性能有很大的影响，所以，控制旧混合料的性能是一项十分必要的工作。

3.2 现场冷再生混合料的性能控制

现场冷再生路面的使用寿命是由路面冷再生后的混合料的性能决定的。因此，通过沥青混凝土路面的低温稳定性试验、低温抗裂性试验、水稳定性试验、疲劳试验等，对沥青混凝土路面的耐久性进行了研究[7]。

3.3 半刚性基层现场冷再生混合料的性能控制

半刚性基层现场冷再生混合料的力学特性主要有马歇尔稳定度、流值、无侧限压缩强度、间接拉伸强度、保持后的稳定程度等。

4 现场冷再生路面的施工质量控制

国内尚无现场冷再生路面的施工技术标准，只能针对具体工程，着重于施工质量管理，主要包括：

其一，对已刨出的老路面拌和料级配的要求；

其二，最优的水分含量及保持通风；

其三，现场冷再生路面施工质量控制和质量保证的要求：现场冷再生物料，如旧料、沥青、添加剂等；现场冷再生工艺，如体积、性能指标、级配等。

5 结语

为了满足资源节约型和环境友好型社会的需要，进行冷再生技术的研究和推广，是一项紧迫的任务。以“沥青冷再生现场搅拌”为核心技术，在沥青路面上进行现场连续冷再生。该施工工艺具有较高的机械化水平，为沥青路面现场冷再生施工的工期、质量和安全提供了保障。通过路面的再生，可以使其再次达到道路使用的要求，不仅节约了大量的材料和经费，还可以减少对环境的污染，实现可持续发展的目标。