瀝青路面冷再生技術在高速公路施工中的應用探討

王新田

江西省交通建設工程質量監(jiān)督管理局 江西 南昌 330096

隨著現(xiàn)代化步伐的不斷加快，我國高速公路的建設規(guī)模也在不斷擴大，高速公路工程本身就是一項大型的建設項目，無論是公路建設環(huán)節(jié)，還是公路后期的維護工作都會使用到大量的瀝青材料，原先落后的施工技術不僅會造成大量資源的流失，而且由于一些工程部門對瀝青廢料的處理不得當，導致對建設區(qū)域周邊環(huán)境造成了較大程度的污染。當前為了能夠避免不必要的瀝青資源的損耗，維護我國穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，瀝青路面再生技術的使用是至關重要的通過瀝青路面再生技術的應用，能夠很好地實現(xiàn)對廢棄物的循環(huán)利用效果，從而為我國節(jié)約了大量的建筑材料和材料成本，所以當前的高速公路建設部門務必要注重瀝青路面再生技術的合理化應用。

1 瀝青路面再生技術的原理及國內外應用情況

瀝青路面材料主要是由膠質、瀝青以及油分所構成的混合物，而在瀝青路面的再生過程中，主要就是對油分、膠質和瀝青這三種材料進行重新的混合，以達到再生效果。當前在高速公路的建設階段瀝青路面舊料的產生主要是因為瀝青路面的長時間使用，導致材料出現(xiàn)老化、黏度降低而引起的。為了能夠實現(xiàn)瀝青舊料的再生，就需要結合這一情況在舊料中添加新的瀝青或者黏性較弱油料的再生劑，將這些成分進行重新的調配和混合，以達到對瀝青舊料的再生效果。瀝青路面的再生技術其原理與石油調和瀝青材料的原理相同。不過，因為在相應成分重新調配的階段中含有砂石的干擾，所以與石油調配瀝青這一工作相比具有一定的缺陷。

1.1 國外瀝青再生技術的應用

從國外使用瀝青路面再生技術的應用現(xiàn)狀來看，瀝青再生技術的使用已經(jīng)非常廣泛。根據(jù)對美國瀝青再生技術的使用調查可以看出，美國瀝青再生技術與其他國家相比較為成熟，全國大部分的瀝青舊料都實現(xiàn)了循環(huán)再用。根據(jù)對日本瀝青再生技術的使用調查可以看出，瀝青舊料的循環(huán)再生效果已經(jīng)趨于領先地位。以及芬蘭的高速公路的建設已經(jīng)普遍使用了瀝青再生技術。

1.2 國內瀝青再生技術的應用

根據(jù)調查顯示，我國以前對瀝青再生技術的應用并不廣泛。從20世紀七八十年代開始我國在高速公路的建設階段使用了瀝青再生技術。但是由于一些高速公路建設部門對瀝青資源的循環(huán)再生沒有一個清晰的認知，以及環(huán)境保護觀念低下的問題，不僅導致瀝青材料的過度浪費，而且對我國自然生態(tài)環(huán)境也造成了嚴重的污染。現(xiàn)如今，隨著現(xiàn)代化步伐的不斷加快，人民群眾對生態(tài)環(huán)境的保護工作予以高度重視。我國高速公路工程部門響應國家可持續(xù)的發(fā)展號召，對瀝青再生技術的使用予以了較高的關注。

為了能夠加快我國可持續(xù)發(fā)展的步伐，在20世紀90年代我國對就地熱再生技術的使用予以了高度的關注，并引進了日本、芬蘭先進的地熱再生設備。另外，我國西安筑路機械有限公司和德州工程機械有限公司加大了對冷再生技術的研究力度，并且在黑龍江、吉林等地區(qū)使用中取得了很好的反響。

2 高速公路瀝青路面冷再生技術優(yōu)勢與類型

2.1 冷再生技術優(yōu)勢

以下是對高速公路的建設階段瀝青路面冷再生技術的應用所產生的積極影響：

(1)與原先傳統(tǒng)的公路施工技術相比，可以避免不必要的成本損耗。其中，瀝青路面后期的維護保養(yǎng)工作所產生的成本花費占比較大的就是人工費用和材料的購買費用，通過冷再生技術的應用能夠對瀝青的舊料進行循環(huán)再生，能夠避免不必要的材料成本的消耗。

(2)與原先傳統(tǒng)的公路施工技術相比，瀝青冷再生技術可以有效提高高速公路的建設速度。在以往的高速公路瀝青路面維護保養(yǎng)工作過程中涉及了多方面的材料運輸、更換等環(huán)節(jié)，會耗費大量的施工時間。而通過冷再生技術的應用可以有效簡化瀝青路面的維護保養(yǎng)流程，通過直接對現(xiàn)有瀝青舊料的循環(huán)再生，就可以及時進行下一個環(huán)節(jié)的施工操作。并且冷再生設備能夠在較短的時間內實現(xiàn)銑刨、添加、拌和、攤鋪等操作的高速完成，從而進一步提高高速公路的建設速度，在保證高速公路安全性和穩(wěn)定性的前提下避免不必要的人力成本的損耗。與此同時，冷再生技術在降低環(huán)境污染程度方面也具有極高的優(yōu)勢，對現(xiàn)有材料的直接循環(huán)利用可以降低粉塵含量。

(3)與原先傳統(tǒng)的公路施工技術相比，冷再生技術可以有效提高高速公路的建設品質，因為冷再生技術能夠貼合道路路面的力學特性，通過相匹配的添加劑的混合可以有效提高瀝青路面結構的穩(wěn)固性和安全性，不僅強化了道路路面的性能，而且有效提高了高速公路的建設品質。

(4)與原先傳統(tǒng)的公路施工流程相比，冷再生技術可以達到很好的流程簡化效果，能夠快速實現(xiàn)銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪等多環(huán)節(jié)操作有序高效的完成。并且冷再生機械設備每天可以完成8000平方米的公路建設，大大提高了高速公路的建設速度。

2.2 冷再生技術類型

在高速公路的建設階段被廣泛應用到的冷再生技術根據(jù)所使用的材料不同劃分為兩種類型：

(1)泡沫瀝青冷再生技術。該技術主要是借助專門的設備在建設區(qū)域進行冷銑刨，向瀝青舊料中添加水泥、水以及泡沫瀝青等材料，進行均勻的攪拌、壓實和攤鋪操作，以達到瀝青舊料的再生效果。由于高速公路的路面會因為不同外部環(huán)境因素的影響而產生路面開裂、承載強度下降、路面變形的情況，為了能夠鞏固公路路面結構，可以借助泡沫瀝青冷再生技術將洗泡料、水泥使用在基層的建設工作中，提高路面的穩(wěn)定性。

(2)乳化瀝青冷再生技術。在路面面層銑刨操作結束后，通過該技術的應用按比例混合水、乳化瀝青、水泥等材料，并進行充分的碾壓和攤鋪，以達到保障路面結構穩(wěn)定與安全、預防病害問題產生的效果。乳化瀝青冷再生技術在施工方面具有一體化優(yōu)勢，可以在常溫狀態(tài)下達到很好的施工品質。當前在低等級公路中下層、高速公路的上層施工階段，乳化瀝青冷再生技術的使用較為廣泛，可以實現(xiàn)更長遠的經(jīng)濟收益和生態(tài)效益。不過，由于乳化瀝青再生技術所使用的材料是普通乳化瀝青，與熱拌瀝青混合料的強度相比較低，導致乳化瀝青再生技術無法在高速公路建設環(huán)節(jié)得到普遍性的應用。而如果將添加了改性材料的改性乳化瀝青代替普通乳化瀝青，將可以提高各方面耐高溫、耐低溫、防水性等性能，有效提高高速公路的建設品質。

3 實例探析高速公路瀝青路面冷再生技術的應用

3.1 工程概況

這一工程項目是在2004年建設完畢開始使用的。隨著現(xiàn)代化步伐的不斷加快，該高速公路在長期的使用過程中路面結構出現(xiàn)了不同程度的老化、磨損情況，并且由于一些外界環(huán)境因素、氣候問題的干擾造成了高速公路路面出現(xiàn)開裂、坑槽、車轍等病害問題，大大降低了高速公路路面結構的承載強度和安全性能。當前為了能夠進一步延長該高速公路的使用壽命，工程部門在深入研究后決定采取泡沫瀝青冷再生技術進行改善[1]。

3.2 泡沫瀝青冷再生設備與再生料配制

施工機械設備的選擇：工程部門需要選擇最大工作寬度和深度為3.048m、0.5m國內的輪胎式就地再生機械設備，并準備兩臺罐車：一臺罐車主要進行水源的供給，另一臺罐車進行泡沫瀝青的供給。另外，還設置了雙鋼輪、單鋼輪壓路機以及膠輪壓路機。

再生料的制作：在泡沫瀝青冷再生技術的應用階段，需要嚴格按照配合比要求進行冷再生料的制作，其中施工人員需要采用隨機抽取的方式進行再生料樣品的選擇。根據(jù)相應的參數(shù)標準，合理規(guī)劃瀝青的用量和集料級配。另外，根據(jù)高速公路路面的性能指標要求和經(jīng)濟性原則合理進行基質瀝青的選擇，通過擊實試驗確定泡沫瀝青的含水量。以及利用劈裂試驗、最佳油石比試驗，設置標準的材料混合比[2]。

3.3 泡沫瀝青冷再生施工技術要點

3.3.1 機械設備檢查與調試

在泡沫瀝青冷再生施工技術的應用過程中，施工人員務必要掌握泡沫瀝青就地能再生施工技術的要點內容，其中，在施工任務正式開始之前，施工人員務必要對機械設備的功能進行檢測和調試，確保機械設備能夠在施工過程中正常發(fā)揮作用。其中，需要對就地冷機、罐車等設備的運行情況進行檢測，對故障問題及時進行維修，以及在設備的使用過程中將冷再生機整齊排列在同一水平線上，確保系統(tǒng)內部沒有殘余的空氣干擾設備運行，以及確保閥門處于全開狀態(tài)、再生路段設置有相應的導向標識[3]。

3.3.2 試驗段施工

(1)泡沫瀝青冷再生技術在試驗階段，務必要確保施工現(xiàn)場的氣溫維持在超過10℃的范圍標準內。

(2)為保障泡沫瀝青冷再生技術達到很好高的施工效果，施工人員還需要根據(jù)能再生機械設備的型號和參數(shù)制定更加完善的行進速度與轉子速度組合方案，擇優(yōu)選擇。

(3)在路面銑刨操作結束后，施工人員需要根據(jù)配合比要求進行樣品、再生料的混合，并進行攤鋪、壓實等操作，其中要確保級配指標符合要求。

(4)選擇相匹配的穩(wěn)定劑添加于試驗階段的施工操作中，依據(jù)施工流程要求進行碾壓操作，在將樣品進行含水量、劈裂強度、密度的測試。

(5)將樣品的平整度、彎承值和壓實程度進行檢測。根據(jù)檢測結果確定再生機的運行速度、材料級配等。

3.3.3 正式施工

(1)封閉交通。你在施工期間需要封閉該路段的交通并在該路段設置具有封閉時間、封閉原因的警示牌。施工全面落實后可以解除封閉。

(2)原路面處理。為了能夠避免障礙物、雜質物、雜草對工程施工造成干擾，施工人員就需要預先對施工現(xiàn)場的雜物進行清掃，對井蓋等障礙物需要做好標識。按照要求取下井蓋進行挖掘，挖掘完成后利用鋼板封閉井口。接下來對原路面進行改善，依據(jù)冷再生技術的應用要求設置橫坡、縱坡，在路肩處設置間隔20cm的泄水溝[4]。

(3)新料準備。該項目在公路建設階段需要依據(jù)就地冷厚度標準合理設置新料的添加含量和厚度，并對于新料的運輸和安放需要確定好間隔的堆放距離，避免新料的數(shù)量缺失等問題出現(xiàn)[5]。

(4)冷再生。冷再生機的行進速度需要依據(jù)路面的受損程度進行確定，一般情況下，需要設置在每分鐘10m的標準下。并且針對路面裂縫程度較嚴重的區(qū)域需要降低再生機的行進速度。并在工作兩側設置水平的控制樁，以保證再生深度維持在正常的指標范圍內。

(5)冷再生混合料的攤鋪。在原有路面上再生機的不斷推動作用下，銑刨機會隨之向前慢慢移動，車輛的行駛速度是由再生深度、原路面損壞程度等確定的，同時根據(jù)實際需要會不斷調整銑刨機的行駛速度。常規(guī)情況下,為確保銑刨結束以后不會影響路面,車輛行駛速度宜控制在6～12 m / min，如果一些路段中存在網(wǎng)裂等嚴重病害,則需要適當降低行駛速度，同時應對銑刨轉子的旋轉速度進行適當提高。當再生機進行行駛時，施工人員需要緊隨再生機，對再生深度進行隨時檢查，同時需要測試混合料的含水率與水泥含量，一旦發(fā)現(xiàn)存在不達標情況，一定要及時進行有效調整,直到滿足施工要求以后方可繼續(xù)施工。若在實際施工過程中需要采取多幅施工的方式，為了保證實際的施工效果和質量，則應當對搭接寬度尺寸進行合理確定。此外，實際施工過程中需要及時處理邊線，清理掉混合料中的雜質，為保證路面的平整度，所使用的材料均需要在密實度方面達標，并要避免出現(xiàn)縱橫向接縫問題。若實際施工過程中出現(xiàn)混合料級配、再生深度不滿足要求等問題時，施工單位應當暫停施工，直至問題解決之后才能夠恢復施工。

(6)碾壓成型。在壓路機進行材料的壓實處理工作中，需要嚴格按照試驗施工的指標要求確定好碾壓參數(shù)，通過雙鋼輪壓路機進行初壓，利用單鋼輪壓路機通過幅度高、頻率低的方法進行碾壓操作。在碾壓施工的過程中，壓路機的行駛速度需要得到嚴格的控制，不得超過3km/h，同時需要保持勻速前行。接下來借助平地機保障路面的平整性，之后借助單鋼輪壓路機通過低頻幅的運行方式進行壓實處理。此外，碾壓施工時需要遵循由慢到快、由兩側到中間的基本施工原則。需要注意的是，壓路機應當著重碾壓兩段以上的接縫，且碾壓過程中不得出現(xiàn)掉頭、急轉彎等現(xiàn)象。碾壓施工與攤鋪施工之間的時間間距不得超過2h，且碾壓過程中不得出現(xiàn)壓路機長時間停留在路面的情況。

(7)養(yǎng)護。碾壓施工完成之后，需要及時對路面進行質量檢測，當確定路面質量滿足設計標準之后，即可進行后續(xù)的養(yǎng)護階段。路面養(yǎng)護一般直接使用草簾對路面表層進行覆蓋，減少陽光直射，且需要根據(jù)當?shù)販囟取夭畈扇∠鄳拇胧鐬⑺龋B(yǎng)護時間不得低于7d。養(yǎng)護完成，并確定路面質量達標之后即可恢復交通。

4 結語

根據(jù)以上本文對瀝青冷再生技術在高速公路建設過程中應用后產生的積極影響進行的分析，可以看出該技術能夠在原先傳統(tǒng)高速公路施工技術的基礎上進一步提高瀝青路面的建設品質和建設速度，在滿足經(jīng)濟性原則的基礎上降低高速公路建設對周邊環(huán)境的污染程度。因此，當前高速公路建設部門必須要掌握瀝青冷再生技術的應用要點，嚴格按照工程要求實現(xiàn)瀝青材料的可再生效果。