沥青混凝土的道路施工技术研究

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【摘 要】以某公路大修工程为例，介绍了沥青混凝土路面现场冷再生技术的施工工艺、特点及其应用前景。通过施工实践和试验研究，提出了适用于较高等级的沥青混凝土路面的双层冷再生施工技术，对今后沥青混凝土路面冷再生技术的推广应用有着积极的作用，对相关施工规范的制订有一定的参考价值。

【关键词】城市道路；沥青路面；双层冷再生；基层底基层；施工工艺

目前，随着我国城市化进程的加快，城市的车流量和重载车辆迅速增加，交通压力越来越大。这就造成城市道路的损坏日益严重，城市道路的大面积维修和升级改造成为城市建设的重要任务之一。沥青混凝土路面现场冷再生技术是一种可应用于城市道路维修和改造的先进的施工工艺。沥青混凝土路面现场冷再生技术在国外已经形成较完善的技术并且被广泛应用[1,2]。冷再生技术在我国应用的前期，大多数是在较低等级的道路中采用单层冷再生施工。应用范围窄，机械利用率低。下面结合公路大修工程，介绍在较高等级的道路中采用两层冷再生的施工工艺，研究并完善冷再生施工技术，以便扩大冷再生技术的应用范围。

1 冷再生的原理及优点

沥青混凝土路面现场冷再生技术是指，在常温状态下，采用专用的施工机械，将原沥青路面按照一定的厚度进行破碎、拌和，同时添加一定比例的稳定剂(如水泥、乳化沥青或再生剂)以及水或路面材料等，然后压实、整形，形成路面基层或底基层的一种道路施工工艺。

与传统的道路维修工艺相比，冷再生工艺具有以下一些优点。

(1) 节约资源。冷再生工艺可以充分利用旧路面的材料，节约了大量的砂石料和沥青材料。同时也节约了因开采砂石料和废弃旧沥青材料而占用的土地资源。

(2) 保护环境。冷再生工艺不产生废弃的旧沥青材料，可以防止废弃的旧沥青材料对弃置场所及其周边环境的污染。同时，由于减少了石料的开采，可以保护自然景观和生态环境。

(3) 施工速度快。冷再生技术免去了破除原路面、运出旧路面材料、再运进新路面材料的工序，简化了施工工艺。施工机械可一次性完成旧路面破碎、拌和以及添加辅助材料，效率很高。一般情况下，日施工面积可达5000m：，大大缩短了施工工期，也降低了对交通的影响。

(4) 基层质量好。专用的施工机械可以将旧路面材料、水和稳定剂等充分拌和均匀，并精确控制各种材料比例，形成高质量的基层材料。

(5) 降低成本。由于充分利用了原路面的材料，简化了施工工艺，因此降低了施工成本。通常可以降低成本20％～40％。厚度越大，成本降低越多。

国内外的应用实践证明，冷再生技术已成为道路建设可持续发展战略的重要组成部分，在我国现阶段及将来都具有重要的实际意义。

2 现场冷再生技术的施工方案

根据原道路结构和新设计方案的不同，现场冷再生技术可以采用多种施工方案。在我国北方地区，较常用的方案是采用水泥作为稳定剂进行冷再生。水泥的用量通常在3％～6％(重量比)之间。具体数据要根据工程实际和设计强度通过试验确定。为了得到良好的压实效果，通常需要加人适量的水。必要时还要加入部分碎石骨料。

水泥的加入方式有两种。一种是利用人工或专用机械将水泥预先撒布在需要再生的路面上，然后进行冷再生。另一种方法是采用水泥稀浆搅拌输送车，将水泥和水搅拌成水泥稀浆，再通过冷再生机的传输系统输送到再生机的拌和仓中。这两种方式各有利弊。预先撒布水泥的优点是工艺简单，水泥用量容易控制，缺点是在施工过程中容易产生灰尘。

采用水泥稀浆搅拌输送车的优点是可以避免灰尘的产生，缺点是水泥稀浆搅拌输送车价格较高，施工成本较大。

3 施工实践

原路面结构层为：7cm厚粗粒式沥青混凝土(AC一25)，3cm厚中粒式沥青砼(AC一16)，两层16cm厚二灰碎石。本工程基层和底基层按一级公路的强度标准设计，共两层冷再生。

基层冷再生厚度20cm，强度2.5MPa。底基层冷再生厚度25cm，强度2.0MPa。

根据设计要求，采用两层冷再生施工。先将上再生层路面铣刨，堆放备用。对下再生层进行弃料，调整标高，添加新骨料，冷再生施工。然后将备料均匀摊铺，整形压实，均布水泥，进行上层冷再生施工。养生、检验合格后，铺沥青混凝土面层。冷再生施工时采用预撒水泥法，并加强对扬尘的控制。

3.1 室内试验

首先使用冷再生机在施工现场的不同路段提取上层0-20cm厚的混合料，在试验室进行筛分试验。得到4.75mm以上碎石含量为55％。使用此混合料进行不同水泥含量下的击实试验，得到不同水泥含量对应的混合料的最佳含水量和最大干密度，然后进行无侧限抗压强度试验。

同理，使用冷再生机提取下层40～55cm厚的混合料进行筛分试验。得到4.75rnm以上碎石含量为15％。使用此混合料进行不同水泥含量下的击实试验。

试验结果可以看出，上层0～20cm厚的混合料强度可以满足要求，下层40～55cm厚的混合料由于颗粒料含量太少而不能满足要求。对下层40～55cm厚的混合料添加50％的0.5～3.5cm的级配碎石重新试验。

根据以上试验数据和设计要求(冷再生基层的7天无侧限抗压强度达到2.5MPa、底基层达到2.0MPa)。试验室建议：底基层添加50％的0.5～3.5cm的级配碎石，水泥用量采用8％(由于增加了碎石，降低了土壤的塑性，所以可加大水泥的使用量)。基层水泥用量采用6％的42.5优质矿渣硅酸盐缓凝水泥。从开始摊铺到碾压成型在4h以内完成，以保证基层强度。

3.2 施工准备

仔细检查原路面施工范围内的各种检查井和收水井。确定检查井和收水井的位置和数量，进行预处理。预处理办法是，降低检查井和收水井的标高，降低后钢板或钢筋砼盖板的顶面位于再生深度15cm以下，然后回填土、压实至原路面高度。

对于影响施工的其他障碍物，如路沿石、交通设施、垃圾、地下管线等，提前进行清理。对于变形严重的路面进行整形。隆起严重的部分采用人工或机械去除，凹陷严重的部分补充路面材料，并从原路面取样，测定实际含水量。

3.3 冷再生机铣刨拌合施工

根据本工程的特点，对全路采取分段施工。首先利用“维特根”WR一2500S型专用冷再生机对西半幅路面铣刨20cm厚。利用铲车等机械将铣刨料堆放到东半幅的路面上。继续用冷再生机对西半幅铣刨20cm厚，将铣刨料运走弃掉(为道路标高和添加碎石做准备)。在清理干净后的西半幅路面上均匀摊铺0.5～3.5cm级配碎石15cm厚，用压路机稳压一遍。

根据底基层冷再生厚度、预定的干密度及试验室确定的水泥用量，计算出每平方米需要的水泥用量，根据计算结果确定每袋水泥撒布的面积。并据此用黄土在压实后的碎石上画出方格，将水泥均匀卸到方格内，然后人工用刮板将水泥均匀摊开。水泥摊铺完成后，表面应没有空白位置，也没有水泥过分集中的区域。

根据再生机的工作宽度和施工路面宽度，计算再生施工的幅数。将再生机就位，依据测量结果、设计高程和冷再生基层厚度要求，调整再生深度以及横坡。再根据最佳含水量减去实验室测定的(下层40～55cm厚混合料添加50％碎石层)实际含水量调整再生机的洒水量。第一幅施工时，要先画好线，再生机沿线行走。从第二幅开始可以沿上一幅的边界行走。每幅重叠10～15cm。再生机行进速度控制在6-9m／min。由专人随时跟机检查再生深度和含水量，发现问题及时纠正。杜绝再生不到位的现象发生，确保施工质量。

3.4 初步整形

再生完成后，用单钢轮压路机稳压l遍。然后用平地机初步整平，高出部分推至道路两侧。再稳压2遍。测量高程和横坡度。根据设计要求，高程不足时及时补充路面材料，超出部分及时用平地机刮平。通过整形达到调坡、调拱的目的，且保证平整度。

3.5 碾压

碾压是冷再生施工的重要环节。要严格控制混合料的碾压方法和含水量。整形后，当混合料含水量比最佳含水量高1～1.5％时，应立即碾压。碾压方法根据试验路段的结果，先用CA25型压路机稳压1遍，此时压实度可达到92％。再用双钢轮振动压路机振压2遍，压实度可达到98％以上。再用CA25型压路机稳压1遍，最后用胶轮压路机光面压实。

由于水泥是水硬性材料，碾压应充分考虑水泥的初凝和终凝时间，必须在试验确定的4h内完成碾压，碾压完成应无明显轮迹并达到要求密实度。碾压过程中，水泥稳定土的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快应及时补洒少量水。在碾压过程中及时用灌砂法跟踪检测压实度，以确保达到设计要求的压实度。

3.6 接缝处理

同日施工的两个作业段的衔接处应采用合适的搭接方法。前一段再生整型后，留出3～5m不碾压。后一段施工时，将前段未压实部分再加部分水泥重新拌和，并与后一段一起碾压。碾压时，要注意不要将前段成品压坏。既要保证平整度，又要保证压实度。

3.7 基层养生

碾压并检测合格后及时洒水养生。养生期一般不少于7d。养生期内由专人看管，中断所有交通，尤其要杜绝重型车辆的进入。做到每天及时洒水，保持冷再生基层表面始终湿润，防止再生层产生裂纹。

西半幅底基层施工完成后，将堆放在东半幅上的铣刨料全部移动到西半幅。同样按上述工艺流程对东半幅实施铣刨、弃土、调整标高、添加碎石等施工。

3.8 上基层施工

东西两幅底基层全部施工完毕并检验合格后，将堆放在西半幅上的铣刨料整平在全幅路面上，调整横坡并压实。该铣刨料由于多次移动，水分损失较大，需要再次测定含水量，以便再生机调整加水量。

经过严格整形调整并压实后，仍然按照划线一摊铺水泥一再生拌合一预压实一整形整平一压实一检测一养生等工艺流程对上基层施工，至此基层部分全部施工完毕。

4 结语

沥青混凝土路面冷再生技术经过近十年的发展，以其节约资源、保护环境、施工速度快、基层质量好和降低成本等特点，在道路维修改造工程中显示出强大的优势。如今，我国大量高速公路已经或即将进人大修年限，大量高、低等级的公路也急需升级改造。采用冷再生技术对新路面的基层、底基层进行施工的应用前景将十分广阔。经实践证明冷再生施工的基层、底基层质量安全可靠，在将来的道路大修改造中将会起到重要的作用，它的应用前景不言而喻。

参考文献：

[1]陈志喜，等.旧沥青混凝土路面现场冷再生技术及施工工艺研究[J].公路，2004，10(10).

[2]袁欣, 张旭. 浅谈沥青混凝土路面冷再生技术[J]. 科技创新导报, 2010,(35).