瀝青混凝土路面冷再生技術及其應用探討

馬玉安

【摘 要】本文對瀝青混凝土路面現場冷再生技術的設計、施工工藝、質量控制進行了初步探討。

【關鍵詞】瀝青；混凝土；路面；冷再生；技術；應用

瀝青混凝土路面冷再生技術是將舊瀝青混凝土路面材料，包括面層和部分基層材料經破碎加工后進行重復利用，根據再生后結構層的結構特征適當加入新骨料或細集料，按比例加入一定量的外摻劑（如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫瀝青或乳化瀝青等）和適量的水，在自然環境溫度下連續完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實成型，重新形成具有所需承載能力結構層的一種工藝方法。

1.瀝青混凝土路面冷再生工作原理

冷再生施工技術是一種新的路面修復技術，是路面修復方式的變革，目前越來越受到重視。其工作原理如下：在舊瀝青路面的基層、面層中加入一定規格、數量的新集料、穩定劑、水，然后按照施工要求和路面修復的厚度要求，使用冷再生機設備對材料進行破碎處理，并就地對所有的原材料進行拌和、整形、碾壓，然后對路面進行養生，使其達到新建路面基層或者底基層的技術要求，從而實現對路面的修復，為車輛通行創造良好的條件。

2.瀝青混凝土路面現場冷再生的反應機理

瀝青混凝土路面是由級配礦料和瀝青組成的具有一定密實度的板體結構，由瀝青將礦料粘結成整體。瀝青混凝土路面自交付使用后，經受各種自然因素及行車荷載的重復作用，逐漸脆硬老化、疲勞開裂，直至路面破壞。對舊瀝青混凝土路面材料進行抽提試驗，經化學分析表明：瀝青中油份減少，而瀝青質及膠質增多，導致瀝青結合料脆硬性增強。其路用性能表現為：瀝青針入度減小，軟化點升高，延度降低；而礦料成分除受長期荷載作用變碎、變細以外，沒有其他變化。

經銑刨破碎的瀝青混凝土路面材料，如果具有合適的級配，當摻入外加劑加水均勻拌和后，發生一系列物理化學反應，經碾壓成型養生后可形成與水泥土、二灰穩定碎石及水泥穩定碎石等半剛性基層性質類似的基層材料。冷再生碎石料與施工中常用的礦料不盡相同，冷再生料中除含有瀝青碎屑外，礦料外殼還有部分瀝青膜，因此其在結構層中的受力情況與碎石也不盡相同，如何界定該結構層的力學特性，通過對采用相同級配的水泥穩定碎石、冷再生基層混合料及與舊瀝青混凝土路面油石比相同的瀝青混合料的抗壓回彈變形試驗可以得出結論：冷再生基層混合料的回彈變形比水泥穩定碎石和瀝青混合料的回彈變形都大。瀝青混凝土路面冷再生基層材料是處于半剛性與柔性材料之間的一種混合料，它具備兩種材料的各自優點，這是由它本身的材料構成所決定的。由于裹覆礦料的瀝青膜的模量遠遠低于礦料的模量，根據冷再生混合料的組成可以看出，如果把裹覆瀝青的礦料顆粒作為一個復合單元和一個整體看，該復合單元的剛度小于原礦料顆粒的剛度，且裹覆瀝青的礦料顆粒越多，則該復合單元的剛度就越小，且剛度的降低與原瀝青混凝土路面面層厚度及瀝青含量成正比。

3.冷再生混合料配合比設計

冷再生混合料配合比設計必須要涉及以下幾個方面，如有代表性舊路樣品的獲取、回收混合料組成及性能必須由實驗室確定、新集料添加的規格與用量的確定、新添穩定劑等級及用量的選擇，拌合前含水量的確定、混合料性能試驗要在養生初期與完成后進行及最佳配合比的確定。

4.瀝青混凝土路面冷再生施工準備

4.1 施工準備

瀝青混凝土路面施工前，必須調查舊路結構狀況，瀝青混凝土舊路路面冷再生是利用舊路瀝青混凝土及上基層經破碎加入水泥均勻拌和，在最佳含水量條件下碾壓獲得的半剛性結構。在舊路彎沉檢測過程中，可以對舊路的承載力進行充分了解。為對舊路瀝青層的厚度、基層材料及基層厚度等方面進行準確確定，可以通過現場冷再生技術對舊路結構材料進行破碎取樣，以此對結構強度進行掌握。為對添加劑的類型及用量多少進行確定，必須詳細分析舊路結構材料的土質。

4.2機具準備

瀝青混凝土路面施工前，必須確保機械設備充足并符合施工要求，目前瀝青混凝土路面冷再生施工中主要應用的機具有冷再生機、平地機、自行式灑水車、運送水泥車、單鋼輪振動壓路機及推土機等。

4.3材料準備

冷再生結構的骨料與填充料主要是經破碎舊路面瀝青混凝土面層及上基層所得的混合料，骨料質量在4.75mm 以上的應在47%-67%范圍內，如無法滿足這一要求，必須選用合理地措施進行骨料及填充料用量的增減，在選用水泥過程中，可以選用強度等級為32.5級的路用普通硅酸鹽水泥。水選用飲用水即可。

5.瀝青混凝土路面冷再生施工工藝

5.1路面清理

冷再生施工技術應用前必須清理干凈舊路路面，將路面雜物清除干凈，將舊路側石拆除，依據設計要求由測量人員進行高程測量標線，保證銑刨寬度與高度符合施工規定。施工前期必須將施工路段的交通封閉，嚴禁除施工車輛外其他車輛的通行。

5.2撒布水泥

依據水泥用量、路面再生厚度等指標，進行石灰方格的撒布，以此對水泥用量進行確定。由于施工現場會產生多種損耗現象，在水泥用量確定過程中必須遵循施工設計要求增加15%左右的用量并加以控制。水泥撒布施工中必須確保其均勻度，不能出現厚薄不均現象，同時將撒布長度控制在再生機具前端60mm的距離。

5.3 銑刨拌和

再生機具有銑刨拌和的作用，其拌和幅寬較長，拌和壓實厚度通常控制在18cm左右，在瀝青混凝土舊路路面施工中，再生機行駛速度必須進行嚴格控制，通常控制在5m/min，破碎瀝青混凝土最大粒徑一般會合理空載在30mm以下。在水泥初凝前必須結束碾壓工作，應將單幅拌和長度在小于200m的范圍進行控制。兩幅拌和結束后進行穩壓施工，選用振動壓路機時應將振動關閉進行一遍穩壓作業，在選用平地機進行整平機碾壓施工，由再生機機載電腦對拌和過程的加水量進行合理控制。

5.4整平及碾壓

利用推土機進行粗略找平施工并進行排壓，確保其均勻度，隨后利用平地機進行細致找平作用，直至達到設計要求，同時注意橫坡及平整度要與相關規范需求相符合。刮平作業要選用平地機進行施工，在施工前要求對全幅再生材料進行均勻壓實。基于再生機后輪胎行走在再生材料的表面，輪跡部位的材料會存在壓實現象，但位于兩輪之間的材料還沒有碾壓到，基于此早刮平施工前，為避免出現壓實差應先進行壓實作業"在壓路機施工中，細粒級配材料中部分具有較低塑性的材料極易出現剪切破壞的現象，甚至出現橫向位移的情況，為對這種材料進行有效壓實，必須對用水量進行良好控制。最后刮平施工要選用平地機進行施工，在施工時特別注意不能將刮片落在低凹路段，因為這些刮片和下部材料之間不存在黏結性質。在碾壓施工前要對含水量進行檢測，確保其含水量符合施工要求，碾壓作業中如遇到冷再生表面風干等情況，必須進行適量的灑水作業。

6.結語

瀝青混凝土路面冷再生技術的實施，要做好原路況的調查研究，從社會和經濟發展的角度做好結構設計，選取適當的添加濟及用量。施工實踐中要注意總結經驗，控制級配及添加濟用量，加強各工序之間的銜接，嚴把施工關鍵環節。通過近年來的施工實踐，我們認為瀝青混凝土路面冷再生工藝作為一項新的路面施工技術，具有施工簡便、節約材料、縮短工期、減少環境污染，適用范圍廣、降低工程造價等優點，值得在工程建設中推廣。 [科]

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