沥青路面冷再生技术浅析

杨立梅

沥青路面的再生利用是将旧沥青路面经过翻挖、回收、破碎、筛分等方法处理后,与再生剂、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,能够满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。由于对旧材料进行重复利用,施工过程中路面的几何线形及厚度能得到很好地保持。

沥青路面就地冷再生技术可以对路面龟裂、沉陷、车辙、坑槽、基层松散等病害进行有效地改造。故目前已经成为许多公路建设部门十分重视的一项技术,越来越多地应用于地方公路的大修改造工程。

1 冷再生施工技术的优点

1)施工费用低。道路就地冷再生由于全部利用了旧的路面和基层材料,从而减少了道路维修或改造时旧材料的挖起运输、废弃和新材料的购置,节约能源,从而导致成本大幅度下降。与在旧铺层上加铺新料的维修方法相比,冷再生可降低成本约20%。2)施工质量好。不损坏路基,提高旧路等级,且能够精确控制基层厚度,可以根据不同道路原铺装材料的实际情况进行设计,选择不同的稳定剂,配比准确,可以保证再生材料的优秀品质和施工质量。3)施工工期短。道路冷再生施工一次性可以完成破碎、添加、拌和及摊铺,从而简化了施工程序,缩短了施工工期。4)环境污染少。冷再生可以充分利用旧路的沥青、石料等材料,减少了新材料的开采,具有重大的环保效益,因此被人们称为“绿色”施工技术。5)施工干扰小。冷再生施工的特点是大型机械密集施工,将因施工而造成的交通干扰降到了最低。该机械具有封闭式自动控制添加系统,可以防止粉尘飞扬,有利于文明施工。

2 冷再生深度确定

沥青路面冷再生深度直接关系到混合料的组成情况,因此在进行冷再生混合料配合比设计时,首先确定需要冷再生的深度,从而合理确定配合比组成。在确定旧沥青路面冷再生的深度时应对旧路面的破损状况及承载力状况和弯沉进行综合调查与检测,根据检测结果综合确定再生深度。如果路面基层已经损坏,就必须对基层进行冷再生处理,如果路面的损坏程度还没有波及到基层,只是路面表面层出现裂缝、泛油、磨损、车辙、坑槽等病害时,就可以采用冷再生面层作为新改造路面的下面层,或作为改造的低等级路面的面层使用。

3 冷再生稳定剂的选择

当冷再生混合料是二灰稳定碎石基层或水泥稳定碎石基层时可掺加水泥作为稳定剂,再生得到的混合料作为路面的基层或底基层使用。在水泥作为稳定剂掺入时,水泥用量一般控制在4%～6%(重量百分比)之间。在具体掺入时,有如下几种添加方式:1)将粉状水泥撒布在再生机前的被再生路面上,再生机经过时可将水泥与被铣刨下来的旧混合料进行拌和。2)用专用水泥稀浆搅拌输送车将水泥与水拌和成稀浆状,水泥稀浆可以直接喷洒到再生机的拌合罩壳内。这样不仅可以保证水泥用量的精确性,也防止了因刮风等而损失水泥材料。3)采用专用水泥撒布车撒布水泥,撒布车作为再生机组的一部分。

当再生混合料为沥青面层时,可掺加乳化沥青作为稳定剂,再生得到的混合料可作为沥青碎石基层或沥青下面层使用。

再生沥青面层混合料时,掺加乳化沥青作为稳定剂,乳化沥青可以提高混合料的粘结力和承载力,有助于使旧路面中老化的沥青复原、软化。使用乳化沥青的好处是其粘度低,易于用再生设备中的液体喷洒装置添加,再生材料与乳化沥青拌和后,乳化沥青破乳后沥青有较高的粘度,因此可以提高旧材料的粘结性。

4 冷再生混合料配合比设计

1)在旧路面上随机钻芯获取有代表性的混合料样品,试验室进行筛分和抽提确定回收的混合料的组成及性能。2)根据回收混合料情况和规范中路面基层或面层的级配,确定需添加的新集料的规格和用量。3)根据再生的厚度和结构,选择新添稳定剂的等级和用量,确定拌和前的含水量。4)进行试验室配合比设计和基层或面层材料各项性能进行检测,沥青混合料包括高温稳定性试验、低温抗裂性试验、水稳定性检验以及疲劳试验和最大干容重等;半刚性基层混合料主要包括无侧限抗压强度和最大干容重等,根据试验情况确定混合料初步配合比。5)选200 m进行试铺,试验室跟踪检测各项性能指标(级配、稳定剂含量、强度、稳定性、弯沉、压实度等),根据试验段情况调整配合比及施工工艺,确定最佳配合比。

5 现场冷再生路面施工工艺、质量控制

5.1 施工工艺流程

清扫和处理原路面→旧路面铣刨,破碎→掺入新料和稳定剂拌和→摊铺,稳压→找平,碾压→养护管制→开放交通。

5.2 现场冷再生路面施工的质量控制、质量保证的要求

1)沥青路面冷再生施工前应对人员配置、机械配置、再生机开工前准备情况进行全面检查,明确施工工序及质量控制要点。2)刨下来的旧路面混合料和掺入新料后的级配要求符合设计及规范要求。3)冷再生机施工时,厚度一定要控制准确,要严格按设计厚度施工。厚度设定不准在拌合层底部留下夹层,夹层不但使上下层间不能粘结,而且明显减弱路面的整体抵抗行车荷载的能力。因此冷再生时厚度一定要设定标准,在冷再生施工行走过程中一定要有稳定标准厚度。4)现场冷再生的混合料加水泥稳定作为基层时,应严格控制水泥剂量,施工应处于最佳含水量状况下;加乳化沥青做基层或沥青下面层时,沥青含量必须满足设计,且混合料拌和均匀。5)冷再生在雨季施工时,应每天注意收听天气预报,避免在雨季施工,因为雨水使含水量无法控制,从而影响再生层的质量。6)为保证再生混合料组成的稳定性。施工中应控制好冷再生机的作业速度,并对再生混合料的级配组成及时进行检验,严格控制压实度,平整度,弯沉和基层混合料的强度,保证各项指标满足路用性能要求。7)冷再生施工中还要处理好接缝,无论是纵向接缝还是横向接缝一定要采用搭接,在纵缝上,每幅冷再生必须重复搭接至少20 cm,横缝搭接至少重复1 m以上。8)施工时还应注意碾压的遍数,碾压时的含水量,碾压的速度等。碾压时应控制混合料的含水量,含水量过大或过小都会影响混合料可能达到的密度和强度。用重型压路机碾压,基层混合料从加水拌和到碾压终了的时间不应超过3 h～4 h,并应短于水泥的终凝时间;乳化沥青混合料从拌和到碾压完毕控制在乳化沥青破乳前完成。9)碾压检查合格后应立即养生,养生期应符合规范要求。

6 结语

沥青路面冷再生技术已广泛被人们关注和认可,在实际施工中也取得了一定的成效。将旧沥青路面就地冷再生技术应用到大修工程中既可以节约资源、缩短工期,同时可以极大地节省资金、保护环境,具有重大的经济效益和社会效益。但冷再生技术在旧路改造中的应用尚属初期,本文仅对其做了初步探讨,关于冷再生应用技术及质量评定标准还有待进一步的完善修订,相信经过公路建设者的共同努力,这项新技术会日臻完善,大规模应用推广的日子必将早日到来。

[1]马君毅.冷再生旧沥青路面材料在基层中的应用研究[D].西安:长安大学,2005.