旧沥青路面冷再生技术在农村公路养护中的应用研究

任海鸣

（河北省沧州市公路事业发展中心农村公路部，河北沧州 061001）

1 引言

城乡一体化的不断推进，扩大了农村公路建设的规模，同时增加了公路建设数量，作为能够建立各地区有效联系、促进农村经济发展的重要工程，公路工程的建设质量以及运行效益已成为建设行业重点思考的内容。但当前，受自然环境、公路原材料质量不合格等因素的影响，一些农村公路出现了较为严重的沉陷、裂缝等问题，不利于通行安全。对此，需注重冷再生技术的应用，对旧沥青路面进行刨铣、整平处理，优化材料配比，赋予旧路面再生价值，以此强化农村公路养护效果。与此同时，该技术具备施工便捷、经济环保、再生路面性能良好等优势，是加快公路养护速率、提高养护质量与工程综合效益的重要保障。

2 农村旧沥青路面冷再生养护方案设计要点

2.1 冷再生方法选择

设计路面冷再生养护方案时，需始终围绕路面病害、运行周期、原路面结构等要素进行，并勘测路面运行数据，以此判断原路面的整体性能。我国沥青路面可细分多个等级，其中，半刚性基层上铺厚约7 cm的单层沥青混凝土属低等级路面结构，可基本满足农村公路车辆荷载小、车流量低的交通需要。因此，在对其进行冷再生技术处理时，通常控制旧沥青路面厚度约4 cm，再将无机结合料稳定土作为基层土进行铺筑，实现对农村公路工程的有效养护。

2.2 原材料性能分析

旧沥青路面长时间运行后，会受自然环境、车辆荷载的影响，导致路面材料综合性能大幅削弱，沥青老化严重，且硬度显著上升，还会增大粗骨料破碎风险改变骨料级配。这就需要在使用冷再生技术养护路面前，深入调查旧沥青路面原材料的性能，以保证再生稳定剂用量以及骨料级配的合理性。

冷再生养护期间，很多养护人员同时刨铣基层与面层，但这一方法不利于原有路面级配的维持，对此，需试验研究原材料级配。表1为某农村公路工程旧沥青路面材料刨铣后的筛分结构，原路面沥青面层厚度为4 cm，材料为石灰稳定砂砾土。

表1 旧沥青路面材料筛分结构表

通过表1数据能够发现，刨铣得到的旧料级配较细，与行业标准不相符，但随着我国公路基层工程有关文件的不断完善，提出对二级以下路面级配的允许范围，也因此，该公路的旧料可达到规范要求，最终决定不新添骨料直接执行冷再生作业[1]。

JTG/T F20—2015《公路路面基层施工技术细则》中明确规定，公路路混合料中的水泥需超过4%。最佳的水泥剂量配合比为5%、7%、9%、11%、13%，只有做到清水混合量、水泥用量的合理把控，才可提高公路基层强度并保证公路稳定运行。各水泥剂量下再生混合料7 d无侧限抗压强度测量值见表2。

表2 水泥剂量与7 d无侧限抗压强度的关联

表2数据显示，当水泥剂量逐渐增多时，公路路面的抗压强度也呈上升趋势，且水泥剂量为5%时，可保证公路整体性能达到运行要求，但如果水泥剂量超过11%，虽然无侧限抗压强度较大，但极易造成路面温缩裂缝，甚至会削弱路面抗疲劳性能。因此，这一要素也是公路再生养护时需重点考虑的内容。

3 农村旧沥青路面养护中冷再生技术应用

3.1 工程概况

农村某公路全线长6.5 km，现挑选某区段作为养护试验段，运用冷再生技术，运行多年后，该路段仍维持良好运行状态，且没有病害发生，基于这一优势，将该技术大规模应用在公路全线养护中。作业时，掺入5.5%的再生混合料，养护路段运行7 d后的整体强度可达6.2 MPa，与此同时，又加入适量稳定剂，增加该路段抗压强度至7.3 MPa，综合运营效益良好。冷再生技术运行原理如图1所示。

图1 冷再生技术操作原理

3.2 旧路面清扫

沥青路面清扫前，需依据安全管理标准与农村公路养护具体需要，封闭试验段交通，并在进出口外50 m位置布设道路指示牌、安全导向、限速标识等醒目标志，以保证养护作业安全、秩序执行。安排现场人员细致清扫原路面，避免路面铺筑时，有其他杂物混入混合料中，使冷再生基层养护效果受到影响。

3.3 放样与材料准备

将公路养护方案中给出的混合料使用量作为基准，确定待养护路段混合料摊铺厚度，再依据现场实际布设路面中线、施工宽度控制线以及边缘控制线。做好前期准备工作后，需组织旧路面刨铣施工。勘探旧沥青路面能够发现，试验段的路基沉降严重且有网裂，因此，需依据公路养护时的再生深度开展刨铣施工，并做好施工期间的沥青材料堆放、处理工作。完成旧路面施工后，立即安排施工人员摊铺混合料，在此期间，还需掺入适量骨料，为路面平整施工效果提供保障，还可从根本上改良再生混合料级配，从而起到增加路面路基厚度的作用，解决路基塌陷问题[2]。

3.4 试验段铺筑

公路养护工程的再生施工试验段长度为350 m，技术应用前，要求工作人员了解、掌握路面材料施工技术特性，具体内容如下：旧沥青路面材料膨胀系数、新材料铺筑混合料调整系数、再生混合料级配。

结合施工实际，最后决定以事先设计的混合料配合比以及刨铣厚度确定单位面积材料用量，运用石灰人工布料网格法，参照前期给出的水泥剂量数值铺筑水泥，并依托再生宽度对网格尺寸进行标记。乳化沥青也需严格按照设计计量铺筑。作业期间，应将再生机行进速度控制在约7 m/min，刨铣深度不得超过18 cm。清水掺入量在再生混合料中占比6%，对于损毁严重的部位，应适当放慢设备运行速度，并加快刨铣转子速度。

3.5 再生路面整平压实

完成混合料摊铺作业后，运行15 t轻型压路机开展初压施工，碾压次数不少于2次，以静压的方式为主，增强路面基层混合料整体稳定性。调整再生层纵向坡度时，需始终参照有关设计标准进行，沥青路面再生层初压结束后，立即安排作业人员运行平地机开展整形施工，以此提高再生层平整度。在此期间，还需由专业人员处理设备作业时留下的车轮痕迹，当再生层纵横水平坡度满足养护标准后便可停止施工。

3.6 再生路面测量复压

以设计规范为依据，全面、细致地测量再生基层控制点标高与基础纵横向坡度，平地机作业期间，还需结合测量数据适时、适当调整设备运行速度，实现测量信息的动态反馈。测量作业完成后，需静置一段时间，当乳化沥青发生明显变化，再生层混合料由褐色变为黑色后，便可组织养护人员开展复压施工。作业设备为25 t胶轮压路机，行驶速度约2 km/h，碾压次数根据路面施工整体效果进行确定，比如，较厚区域可反复碾压8次左右，其余路面复压5~6次。对于边缘位置，应改用小吨位钢轮压路机进行补压处理，确保细料被尽数压到基层外表，赋予公路路面更高的防水性能[3]。

3.7 再生路面养护

为强化再生路段整体养护效果，发挥冷再生技术的应用价值，本工程在技术养护时，严格把控车辆进出，不允许非作业车辆进入施工现场，避免影响施工效率，还可防范养护路面被破坏。再生公路养护工程施工于春季，天气环境以及气候条件良好，可大幅缩短再生基层养护周期，具体天数需根据再生层中混合料的实际含水量确定，最终养护时长为5 d。当检测到层面的含水量低于3%时，便可告知现场人员在路面上层结构层执行铺筑作业。

4 再生沥青路面路用性能检测与评价

4.1 性能检测

养护施工结束后，检测、统计试验段沥青路面下面层AC-251的现场空隙率，为旧料再生效果精准评价提供数据参考。统计数据共计250组，空隙率平均值为5.15%，均方差为1.52%，其中，不在均值范围内（2.65%~7.66%）的数据仅有11组，1组空隙率小于2.5%，其余10组下面层空隙率大于8%。根据检测结果能够看出，虽然公路养护期间有旧料的存在，但不会受旧料离散性的影响而出现离析问题，因此，再生沥青路面的使用性能以及技术质量指标均满足公路养护作业的规范标准。

4.2 性能评价

对各项因素进行综合分析与评估，确定最适宜的再生混合料用量：水泥含量5%、清水用量2.8%、乳化沥青含量OEC为4%，以此为依据，运用冻裂劈裂试验、车辙试验对混合料的路用性能进行评估。试验结果如下：再生层的冻融劈裂强度为74.5%，动稳定度2 951次/mm，总变形量2.738 mm，评估数据能够说明再生混合料有着极强的高温稳定性与抗冻融性能。

落锤式弯沉仪检测数据表明，再生路面的结构承载力较高，且模量值大，试验段的路面没有裂缝产生，只有深度不超过3 mm的轻微车辙，养护前后公路路面性能对比见表3。

表3 再生前后路面运行调查结果

5 结语

将冷再生技术应用于农村旧沥青公路路面养护作业中，可获得理想的养护效果，还能提高公路养护效率、节约养护成本，并从真正意义上降低废旧材料对周边生态环境的破坏与污染，实现公路工程生态效益、经济效益、社会效益全面提升。但要使冷再生技术的应用价值得到充分发挥，需要明确技术操作规范与要点，加大对技术应用流程的管控，做好旧公路路面刨铣、修整工作，合理配置再生材料并掺入适量稳定剂执行铺筑施工，以此满足公路基层在性能方面的需求，再根据实际测量值对路面进行复压，注重处理路段养护工作的落实，以保证养护质量。