沥青路面就地冷再生施工技术

祁东 兰红伟 戴佑才

收稿日期：2024-01-11

作者简介：祁东（1978—），男，本科，高级工程师，研究方向：道路与桥梁隧道施工管理。

摘要 沥青路面冷再生施工技术具有效率高、施工质量好、成本低、绿色环保等技术优势。文章通过工程实例，分析了沥青路面就地冷再生的级配设计，总结了骨料的撒布、原路面铣刨与拌和、摊铺、碾压及整形、接缝处理、养生等施工工艺流程中的操作要点。工程实践表明：在应用沥青路面就地冷再生施工技术时，应严格按照施工规范要求，确定合理的混合料配合比，可确保再生沥青路面路用性能符合要求。

关键词 沥青路面；乳化沥青；就地冷再生

中图分类号 U416.217文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）09-0092-03

0 引言

沥青路面就地冷再生技术是采用就地冷再生设备对原路面进行铣刨和粉碎，在利用部分原沥青混合料的基础上，添加新型骨料、乳化沥青、粉煤灰、水泥等，重新设计沥青混合料的配合比和级配，在施工现场充分拌和后进行摊铺和碾压施工，从而形成新的具有较好路用性能的路面结构[1]。沥青路面冷再生施工技术因具有施工效率高、施工质量好、综合成本低、绿色环保等优势而广泛应用于各等级公路沥青路面的建设和维修养护工程中。

1 工程概况

某高速公路路面结构为设计厚度20 cm的水泥稳定碎石基层、设计厚度18 cm（其中下面层为8 cm，中面层为6 cm，上面层为4 cm）的面层沥青混凝土。该高速公路当前出现了沉陷、龟裂、断裂、车辙等路面质量缺陷，需要进行修复重建。施工单位通过对原路面结构、交通量大小、路面质量缺陷的原因进行综合分析后决定，采用沥青路面就地冷再生技术进行施工。

2 级配设计

依据《公路沥青路面再生技术规范》（JTG/T 5521

—2019）和《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG

E20—2011）等標准规范的要求，通过80 ℃的烘箱对该工程铣刨后的混合料进行烘干处理，然后置于铁板上进行平摊晾晒，风干水分后使用四分法对样品开展筛分试验[2]。试验结果显示：该工程原沥青混合料中规格0.075～4.75 mm的细集料和16～31.5 mm的粗集料含量较少，需添加水泥、粗细集料等矿料重新进行拌和，以达到级配设计要求。原沥青混合料矿料筛分的试验结果详见表1：

采用击实试验法确定最佳含水量。根据施工单位开展的击实试验结果，当含水量为6%、水泥剂量为5.5%时，沥青混合料的干密度为2.4 g/cm?，为最大干密度，此时的含水量即为最佳含水量。同时，对混合料进行级配与强度测试，以确定最佳的水泥掺入量。

根据乳化沥青掺入量为3%～4%的试验经验，制作5种乳化沥青用量不同的马歇尔试件。然后，将试件采用马歇尔击实仪两面各击实25次后，在室温下冷却12小时进行脱模，此时获得成型马歇尔试件。再将成型马歇尔试件放入25 ℃恒温水浴中浸泡23 h后，再放入15 ℃的恒温水浴中持续1 h。最后，根据浸水24 h与15 ℃劈裂试验的结果确定最佳的乳化沥青用量。

经过以上试验操作，最后得出该工程RAP、石、石屑和水泥等集料的使用比例为55∶30∶13.5∶1.5。

3 施工工艺流程

沥青路面冷再生施工的工艺流程，如图1所示：

图1 沥青路面冷再生施工工艺流程图

3.1 沥青旧路面的清理与骨料的撒布

采用高压水枪对原沥青路面进行杂物清洗，验收合格后，撒布新骨料。根据规范要求和试验路数据，骨料粒径通常控制在10～30 mm。

3.2 冷再生机铣刨与拌和

冷再生机驱动水车或稀浆车，应沿旧沥青路前进，前进速度控制在6～12 m/min，铣刨转子的转速控制在2 000～2 200转，铣刨深度控制在15 cm内，与设计深度相差不得超过±1 cm，单个再生作业工作面一般控制在150～250 m。铣刨施工现场如图2所示。再生机在铣刨、破碎原沥青路面的同时，应加入水、骨料和再生剂，使旧沥青混合料和新加入的骨料拌和均匀。再生剂60 ℃黏度控制在50 000～60 000 mm2/s，闪点控制在220 ℃以上，饱和分含量控制在30%以下，薄膜烘箱试验前后质量变化不得超过±2%，黏度比不得超过3[3]。同时，还应加强现场自检，安排施工人员紧跟再生机后按每30～50 m测1次的频率。采用钢钎插入混合料的方式，检测混合料再生深度是否符合设计要求。若采用多列铣刨刀具施工时，还应及时清理混合料中的杂质和每刀起始位置的余料，确保横、纵向接缝再生物料的紧密型，保证搭接宽度和平整度符合要求。

图2 铣刨施工现场图

3.3 摊铺

当采用水泥和石灰作为添加剂时，摊铺厚度应控制在200～300 mm，采用泡沫沥青、乳化沥青作为添加剂时，摊铺厚度则应控制在100～200 mm。无论添加何种添加剂，混合料摊铺时都不得出现离析、拉痕、裂痕和波浪等质量问题。摊铺可选用摊铺机或平地机进行施工，冷再生摊铺的施工现场如图3所示。使用摊铺机施工时，摊铺机应均匀、缓慢前进，摊铺速度应控制在2～4 m2/min，且中途不得停顿或任意改变速度。使用平地机施工时，应先由轻型钢轮压路机进行2～3次初碾压，再进行平地机平整，部分低洼处采用人工补料的方式进行修复。平地机整形时，要确保坡度与路拱符合规范要求。整形后，外表不能出现车辙与集料的分离情况。

图3 冷再生摊铺施工现场

3.4 碾压整形

（1）轻型钢轮压路机静压后，应采取高幅低频的方式进行碾压。压实区域为施工起点段至再生段边缘，应确保每段压实遍数相同且再生层底部2/3厚度范围内的压实度达到规定要求。碾压整形前，应先将车辙之间的疏松物料压实，路的两边应加压2～3次，轻型钢轮压路机的碾压速度不得超过3 km/h。

（2）应及时使用平地机对初压结束后的再生段进行整形。在直线区，平地机应采取中间到两边的整平方式；在平曲线区，则应采取从里到外的整平方式。粗、细集料应拌和均匀，无明显分离。

（3）整平完成后，采用单钢轮振动压路机进行碾压，前两次碾压速度控制在1.5～1.7 km/h，之后碾压速度调整为2.0～2.5 km/h，压实遍数要求为4～6遍。在直线与无曲线超高路段，压实顺序应从路肩开始缓慢压实到路中央区域。同时，为保证压实质量，碾压时应交叠轮宽的1/2。

（4）压路机压实过程中禁止掉头和紧急制动，避免损坏再生层表层。压实过程中，再生层表层应保持潮湿状态，再生混合料的含水量可适当比最佳含水量高1%～2%。水分蒸发过多的区域应喷洒适量水雾，但不宜过多。若出现松散、起皮和弹簧等情况，应立即加入适量的添加剂进行返工。

3.5 接缝的处理

3.5.1 纵向接缝处理

（1）当道路宽＜7 m且纵向重叠较多时，应采用全幅作业的施工方式，而不得采用半幅作业。采用全幅作业可缩小纵向接缝的数量而提高施工效率，最小重叠宽度一般为100 mm。

（2）当路面材料越厚、材料粒度越粗时，应加大重叠宽度。若两次冷再生施工间隔时间超过12 h，应加大重叠宽度。

（3）根据已经完成的再生层的结束时间，对纵向接缝内水的喷洒量作出合理的调整和控制。在慢行车辆和重型车辆车辙处不得设置纵向接缝[4]。

3.5.2 横向接缝的处理

（1）沥青路面冷再生施工过程应保持连续，尽量减少停机次数。如果停机时间过长，冷再生机需向已完成再生的路面至少倒退1.5 m，并重新撒布骨料，才能重新进行施工。冷再生设备停机后再开机时，应加大动力使设备快速达到正常施工速度，方能开展施工。冷再生机行驶速度低于2 m/min时，不得进行沥青路面的冷再生施工。

（2）冷再生设备水管内的气体必须在液体到达喷洒杆前排出。为防止横向接缝的含水量过高，应对再生层的含水量进行检测，确保现场施工的混合料含水量与设计的最佳含水量一致。

3.6 养护及交通管制

（1）每段再生路面完成碾压且经检验压实度达到标准后，才能进行养生。冷再生沥青路面可采用洒水、湿砂和乳化沥青等方式进行养生，不得使用湿黏土。

（2）基层的养生可使用乳化沥青，一般分2次进行喷洒，沥青用量控制在0.8～1.0 kg/m。第一次在基层上喷洒缓裂沥青乳液，含量控制在35%左右，让其慢慢深入基层表面，第二次则应喷洒高浓度的沥青乳液。养护期间若需作业车辆通行，则需要在喷洒的沥青乳液分离后，铺撒3～8 mm小碎（砾）石，将其作为下封层。

（3）养生期间，沥青路面表层应一直处于湿润状态，进行洒水养护时应结合施工区域的天气状况确定洒水次数和洒水量。

（4）养生时间应至少保持7天以上。采用覆盖方式进行养生时，应避免重型车辆通行，其他车辆通行时行驶速度不得超过30 km/h，以免破坏养生效果。

4 工程实践效果

为检测沥青混凝土路面冷再生施工技术的实践效果，在施工结束后对施工质量进行检测。主要检查内容如下：

（1）铣刨深度：应与设计深度保持一致，偏差不得超过±1 cm。

（2）横坡、纵断面：完成轻型压路机初压后，根据试验检测要求确定松铺系数，然后每间隔20 m设置一个测量断面，共布置3个检测点。采用水准仪进行检测，横坡的偏差应控制在±0.3%内，中线高程偏差控制在±10 mm范围内。

（3）压实度：按施工技术规范和标准，混合料空隙率应不超过10%。

（4）平整度：采用3 m直尺进行检测，偏差控制在8 mm內。

（5）弯沉值：采用贝克曼梁法进行全面检测，每间隔20m进行一次测量。

该工程选取10 km冷再生沥青混凝土路面中的5个代表性路段进行施工质量检测。检测结果如表2所示：

通过表2的质量检测结果可以看出，乳化沥青就地冷再生施工方案在高速公路路面施工中应用效果良好，施工质量的各项关键指标均满足施工技术规范和设计方案要求。

5 结束语

沥青路面冷再生施工技术能有效利用原路面沥青混合料，节约工程造价成本。经工程实践，沥青混凝土路面铣刨后，经过一定的级配设计，在与乳化沥青等添加剂、骨料和水的拌和作用下，能产生一系列物理化学反应，再经过摊铺压实后，能形成密实的骨架结构支撑路面，完成施工后的再生沥青路面能满足高速公路对路面结构稳定、防渗性能等要求，具有较好的路用性能，能满足高速公路车辆通行的要求。

参考文献

[1]马涛， 栾英成， 何亮， 等. 乳化沥青与泡沫沥青冷再生技术发展综述[J]. 交通运输工程学报， 2023（2）： 1-23.

[2]查志英. 公路沥青混凝土路面工程中冷再生施工技术的应用[J]. 运输经理世界， 2022（6）： 23-25.

[3]王红海. 旧沥青混凝土路面现场冷再生技术及施工工艺[J]. 中国公路， 2019（10）： 102-103.

[4]吕秀明， 肖利明. 全深式就地冷再生基层的施工工艺及质量控制措施[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2020

（10）： 136-138.