沥青路面施工中冷再生面层施工技术的应用

摘要 为提升沥青路面的施工质量，保证其承载性和动稳定度，文章以某地区的公路改建工程为例，研究沥青路面冷再生面层施工技术的应用情况。结合该改造路面的病害情况，对路面进行铣刨处理后获取再生沥青料，并将其与水泥、乳化沥青、水等材料按照配合比混合，形成乳化沥青冷再生混合料；并设计沥青冷再生施工工艺流程；完成沥青路面施工。通过承载力、动稳定性和变异系数分析后：路面结构强度指数最大值分别为90.22，沥青路面的动稳定度良好，其值均在2 007次/mm以上，其中最大值达到2 206次/mm；强度变异系数最高为7.4%，应用效果良好。

关键词 沥青路面施工；冷再生；面层施工技术

中图分类号 U414文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）02-0081-03

0 引言

随着公路交通量的不断增加，公路路面破损的问题日益突出。为了延长路面的使用寿命，提高路面的舒适性和安全性，需要采用新的技术和方法对路面进行修复和升级[1]。沥青路面冷再生技术是一种具有显著优势的技术，它能够有效地利用旧路面的材料，并重新按照合理的材料配合比例进行混合料制备，再利用一系列施工工艺完成路面施工，形成具有较好承载性能的沥青路面，并且可提升原有路面等级[2]。该技术可减少资源浪费、降低环境污染，并且能够缩短施工周期、提高施工效率。因此，研究沥青路面冷再生技术的应用具有重要意义[3]。

该文为研究沥青路面冷再生面层施工技术的应用，以某地区的公路改建工程为例，分析沥青路面施工中冷再生面层施工技术，为相关工程提供参考和借鉴。

1 沥青路面施工中冷再生面层施工

1.1 工程概况

该文以某地区的公路改建工程为例研究沥青路面冷再生面层施工技术的应用，该工程为原有公路路面改造工程，总长度为22.8 km，整个工程中包含一条主干路和支干路，属于该地区的重要交通通道，其中主干路全长为17.8 m，支干路全长为5 km。原沥青路面和改造设计路面结构详情如表1所示。

该公路在服务过程中承担该地区重载以及超载交通服务，并在重载、自然气候和环境的影响下，该公路沥青路面已经发生不同程度、不同类别的病害。对该公路进行现场勘查后发现，该沥青路面存在龟裂、拥抱、沉降等病害，严重影响公路驾驶安全性和舒适性。因此，需对该沥青路面进行改造。

1.2 材料选择

1.2.1 沥青再生混合料

进行沥青再生混合料制备前，先对原始沥青混凝土路面进行破碎处理，该破碎主要采用大型铣刨机铣刨完成，处理的主要目的是清除病害沥青路面[4]，并且将原有的沥青混凝土路面进行碎化处理，使其形成紧密嵌锁的砾石，获取再生沥青料（RAP）。将获取的RAP进行烘干处理后进行级配筛分，其筛分级配详情如表2所示。

1.2.2 乳化沥青冷再生混合料制备

将筛分获取的RAP和水泥、乳化沥青、水等材料进行混合，按照配合比进行设计，生成满足相关标准的乳化沥青冷再生混合料，其性能参数如表3所示。

1.3 沥青冷再生施工技术

依据上述小结完成乳化沥青冷再生混合料配合比确定，则进行该混合料的施工，为保证施工质量，结合实际工程情况，设计施工工藝流程，如图1所示。

1.3.1 沥青再生混合料拌制

沥青冷再生施工前，需对完成配合比设计的乳化沥青冷再生混合料进行拌制，选择间歇式拌和设备完成，为保证混合料满足工程需求，沥青用量和集料偏差需在技术标准范围内，同时施工人员需保证拌制设备的正常运行[5]。并且为保证混合料拌制后的出场温度满足技术标准，需将拌和场沥青存储箱和沥青罐相连接，并利用导热油进行加热。

工程选择的拌和设备最大产量为400 t/h，平均产量在350～380 t/h之间，沥青加热温度控制在165～170 ℃之间，集料加热温度控制在190～220 ℃之间；沥青混合料的出场温度需控制在170～185 ℃之间，当温度超过195 ℃以后，混合料需废弃，不可继续用于施工；除此之外，混合料运送至施工现场后，温度变化需≤10 ℃。

1.3.2 沥青再生混合料摊铺

完成沥青混合料拌和后，进行混合料摊铺施工，在施工前，需保证基层清洁，并且满足施工标准；并且完成公路中央分隔带路缘石和填土施工。为保证摊铺质量，确定基准钢丝标高的精准性，支撑杆的段距为200～300 m，摆放间距为12 m，确保上拉力不小于150 kN后将其固定。

在进行摊铺过程中，摊铺机的温度不可低于65 ℃，摊铺速度为2 m/min，并且保证摊铺机熨平板仰角角度；在摊铺开始前，将摊铺机上的电子感应器接触到预设的基准钢丝上，通过人工调整升降杆，当指示灯全部不亮以后，启动机器进行铺设，保证铺设的连续性。

摊铺机在进行混合料摊铺时，摊铺质量和摊铺速度、振捣频率等因素存在直接影响，该文中改造工程设计的沥青冷再生层厚度为8 cm，在实际施工过程中，摊铺宽度均小于路面宽度，因此，每一个横断面均需采用多次摊铺的方式完成；如有摊铺宽度较宽，沥青混合料会发生明显离析现象，如果摊铺宽度较窄，需进行多次摊铺，对于相同断面的整体性造成影响，降低摊铺质量。因此，在摊铺过程中，为保证摊铺质量，需确定摊铺次数N，其计算公式为：

（1）

式中，B——沥青层宽度；L——摊铺机熨平板长度；x——摊铺区域的重叠宽度。

依据该公式确定文中的摊铺次数为2，摊铺宽度为5.75 m。

1.3.3 沥青混合料碾压

通过上述步骤完成摊铺后，则进行混合料碾压施工，该碾压主要分为3个步骤，分别为初压、复压以及终压，3个步骤使用的碾压设备分别为钢轮压路机、轮胎压路机以及振动压路机。

初压的主要目的是提升沥青混合料密度，碾压次数为2次，在碾压过程中，应由高处向低处碾压；同时为保证压实度，碾压设备后轮需重叠二分之一轮宽，除此之外，为避免碾压过程中发生位移以及拥包等现象，驱动轮方向和摊铺机方向一致，不可对其大量喷水。复压的主要目的是提升沥青混合料的紧实度，在该步骤中，混合料的温度不可低于120 ℃，该步骤使用的压路机气压不可小于0.7 MPa，碾压次数为6次。终压的主要目的是提升沥青路面的平整度，在该步骤中沥青混合料温度不可低于90 ℃，并且碾压过程中不可进行振动操作，碾压次数为3次，面层温度需在90 ℃以上。

1.3.4 下面层接缝处理

通过上述小结完成碾压处理后，路面会存在横向施工缝隙，因此需对其进行平接缝处理，通过直尺进行测量后，将平整度超过31 m的部分垂直切下，以此形成垂直面。将黏层油涂刷在面层和接缝面内，实现新旧下面层的有效融合，在接头25 cm左右处，采用热沥青混合料进行填充后，通过压力机进行横压，完成下面层接缝处理。

1.4 沥青路面冷再生施工效果分析

1.4.1 承载力分析

通过上述小结完成沥青路面冷再生面层施工后，路面承载力是其衡量冷再生施工质量的重要标准，以路面结构承载力作为测试指标，进行施工质量分析，如果路面结构强度指数用PSSI表示，其计算公式为：

（2）

式中，η0、η1——初始路面弯值系数以及沉降弯值系数；SSI——路面结构强度系数。沥青路面结构承载力评价标准如表4所示。

依据公式（2）计算冷再生技术施工前、后，不同路面位置处的PSSI和SSI结果，并获取施工前后的评价等级结果，如表5所示。

对表5测试结果进行分析后得出：冷再生技术施工前，不同路面位置的PSSI和SSI结果最大值分别为65.28和0.64；表示路面结构承载力等级为中级；冷再生技术施工后，不同路面位置的PSSI和SSI结果最大值分别为90.22和1.13；表示路面结构承载力等级为优级。因此，冷再生施工技术具有较好的沥青路面施工效果，可保证路面的承载力。

1.4.2 动稳定性和变异系数分析

动稳定性是指沥青路面施工后，在车辙试验下，路面的劲度模量变化情况。在不同温度下进行沥青路面的车辙试验，获取路面动稳定对应和变异系数结果，并将试验结果和技术指标进行对比，其中在重交通和超重交通下，60 ℃下的路面动稳定度标准为大于2 000次/mm；强度变异系数低于15%。

如果沥青路面动稳定度用Ds表示，强度变异系数用ψ表示，两者的计算公式分别为：

（3）

（4）

式中，Δt——荷载作用时间；Δd——路面在荷载作用时间内发生的变形；v——碾压速度；C1、C2——试验设备类型修正系数和试验系数；σ——标准偏差；μ——平均值。

依据公式（4）计算冷再生技术施工后，不同路面位置处的路面动稳定度和强度变异系数结果，如图2所示。

对图2测试结果进行分析后得出：冷再生技术施工后，沥青路面的动稳定度良好，其值均在2 007次/mm以上，其中最大值达到2 206次/mm左右；强度变异系数最高为7.4%。因此，沥青冷再生施工技术的应用效果良好，能够有效提升沥青路面施工质量。

2 结论

沥青路面在长时间交通荷载作用下，会在不同位置发生不同程度的病害，影响交通的安全性，需实现该沥青路面的改造施工。为保证沥青路面的改造施工质量，该文以某地区的改造公路为例，研究沥青路面施工中冷再生施工技术的应用效果。并通过测试分析得出：沥青冷再生施工技术能够保证沥青路面的施工效果，提升路面的承载性，并且保证路面的动稳定性，保证交通安全性。

参考文献

[1]梁帆. 沥青路面基层冷再生技术在市政道路维修工程中的应用[J]. 居业， 2022（7）： 16-18.

[2]杨永平. 沥青路面维修厂拌冷再生施工技术应用[J]. 运输经理世界， 2022（1）： 134-136.

[3]宋雪波， 吴灿. 乳化沥青厂拌冷再生技术在国省干线路面大修中的应用[J]. 交通节能与环保， 2021（3）： 70-73.

[4]彭霞. 泡沫沥青厂拌冷再生技术在深汕高速公路大修中的应用[J]. 公路与汽运， 2022（2）： 74-76.

[5]劉健昌. 乳化沥青厂拌冷再生混合料施工工艺研究[J]. 城市建筑， 2021（17）： 111-113.

收稿日期：2023-11-27

作者简介：杜云龙（1990—），男，本科，工程师，从事公路养护管理工作。