沥青厂拌冷再生技术控制要点

沥青厂拌冷再生技术控制要点

汶逢春

摘要：厂拌冷再生技术是把铣刨出的旧沥青混合料运输到搅拌场地，重新加入一定比例的沥青、骨料、再生剂等材料拌和均匀，得到满足路面使用性能的再生混合料。因此，对其研究可为类似的沥青路面再生工程提供一定的参考。下面本文就对此展开探讨。

关键词：沥青；厂拌冷再生技术；控制要点；

1 厂拌冷再生技术操作流程

具体作业流程为：将原路面冷铣刨得到废旧路面材料→废旧料运输至拌和厂→掺入新料拌和均匀→将新沥青混合料运输到施工现场→摊铺→碾压→养护。该方法无须对沥青混合料再次加热，主要用来修复路面的疲劳破坏或反射裂缝。

2调研路段概况

2.1 乳化沥青冷再生路段调研

某路段确定的基本依据为某省历年厂拌冷再生工程表，并根据历年路面性能评定数据，选择路面性能较好和较差的路段作为调研对象。厂拌冷再生调查路段分布，交通等级涵盖轻到特重，涵盖所有气候分区，公路等级为一级和二级公路，路龄为1～7a，乳化沥青混合料用于下面层。

2.2 非再生路段

非再生路段，即普通热拌沥青混合料路段，其位置的确定尽可能与研究路段的交通量、结构环境参数、路基、基层情况一致。交通等级涵盖轻到特重，气候分区包括一区、三区、四区，均为二级公路，路龄为1～5a。

3 再生混合料质量评价分析

针对不同路段钻芯取样，并将完整的芯样分层切割，分别测量体积指标、级配、沥青含量和力学参数等指标，从高温、低温和常温等方面评价现场材料的性能。通过芯样室内试验，直接得到乳化沥青冷再生材料在实际应用中的材料参数实测值，并与规范值对比，从而评价再生材料的性能。

4 冷再生材料性能对比

4.1 疲劳性能

采用常温间接拉伸回弹模量和常温劈裂强度作为疲劳性能表征参数。不同材料类型的间接拉伸回弹模量对比结果如图1所示。由图1可知：对于中位数和均值，非再生混合料＞冷再生混合料；对于离散程度，冷再生混合料＞非再生混合料。不同材料类型劈裂抗拉强度对比结果如图2所示。由图2可知，对于劈裂抗拉强度均值和中位数，非再生混合料＞冷再生混合料；对于离散程度，非再生混合料＞冷再生混合料。根据常温间接拉伸回弹模量及常温劈裂强度对比结果可知，冷再生材料的强度和模量均显著小于普通沥青混合料，且离散性较大，说明冷再生混合料较普通沥青混合料抗疲劳性能降低明显。

图1 常温间接拉伸回弹模量对比结果 图2常温劈裂抗拉强度对比结果

4.2高温性能

高温性能采用高温单轴贯入抗剪强度和剪切破坏时对应的贯入位移表征。不同材料类型的高温单轴贯入抗剪强度对比结果如图3所示。

由图3可知，对于高温单轴贯入抗剪强度，冷再生混合料与非再生混合料相当，说明厂拌冷再生材料具有良好的抗车辙性能。就离散程度而言，冷再生混合料＞非再生混合料。总体上，两种材料的高温单轴贯入抗剪强度差别相对不大，均在0.4～0.9MPa范围之内。贯入位移的差异更为显著，不同材料类型的贯入位移对比结果如图4所示。由图4所示，对于两种材料高温单轴贯入抗剪强度对应的最大位移，非再生混合料远远大于冷再生混合料。

图3 高温单轴贯入抗剪强度对比结果 图 4 贯入位移对比结果

4.3 低温性能

低温性能采用低温劈裂抗拉强度和模量表征。通过对比结果可知，冷再生混合料显著小于非再生混合料。对于劈裂模量，冷再生混合料明显大于非再生混合料。由此可知，冷再生材料在低温状态下劈裂抗拉强度显著减小，而劈裂模量显著增大，即冷再生材料的低温脆性是在不显著增加强度的前提下发生的。

5 路面病害原因分析

5.1 纵向裂缝

现有高速公路轮迹带附近普遍存在轻度车辙，纵向裂缝大多分布于车辙波谷处。面层芯样裂缝贯通，基层裂缝上宽下窄。根据裂缝及芯样形态判断，裂缝发展过程为现有高速公路首先出现车辙，车辙波谷处面层结构变薄，进而导致抗疲劳能力变弱，最终产生沿轮迹带分布的纵向裂缝。

5.2 横向裂缝

横向裂缝主要应为干缩裂缝。早期裂缝通常细小，后期因应力向薄弱处集中及裂缝处水损害而使裂缝加宽甚至贯穿面层。少部分横向裂缝为温缩裂缝，这种裂缝通常只出现于面层。若裂缝未贯通面层，则基层仍可保持较高的强度;若面层裂缝贯通，则基层表面易出现水损害，进而引起强度降低，逐渐产生裂缝甚至碎裂。

5.3疲劳开裂

疲劳开裂是面层常见的损坏类型，主要与行车荷载的反复作用有关。首先，路面面层沿轮迹带出现一条或者多条横向或纵向裂缝，裂缝持续发展，逐步交错、连贯，逐渐在沿裂缝一定宽度范围内形成薄弱带。最后裂缝出现支缝，支缝发展并相互贯通，进而形成大面积疲劳裂缝。

5.4 松散

为定量描述芯样松散的破坏程度，本文提出松散度的概念，即松散(松散度为3)，部分松散(松散度为2)，完好(松散度为1)。不同松散度对应的芯样状态。基于松散度的概念，作者对路肩与行车道松散病害的产生原因进行对比分析。乳化沥青厂拌冷再生混合料的松散与压实程度密切相关。实际调查发现，通车后的碾压是影响乳化沥青厂拌冷再生混合料密实性的主要因素，为显著区分通车后交通量的影响，将行车道和路肩芯样的松散度进行对比分析。不同路段路肩芯样采用行车道边缘非轮迹带芯样替代。

5.5车辙

乳化沥青冷再生应用于联结层时层位较低，一般不会产生严重车辙现象。乳化沥青冷再生应用于下面层路面结构时，车辙大致分为两种类型:一种为沉陷型，主要特征为再生层松散，松散原因与表面层空隙率过大、再生层抗水损害能力不足或自身质量稳定性不足有关。面层空隙率过大使得水较容易进入再生层，导致内部水损害发生，进一步引起内部松散和车辙;另一种为剪切流动型，主要特征为车辙变形发生在表面层，而乳化沥青冷再生层厚度变化较小，即冷再生层不是车辙主要层位。

6 路面施工

6.1 避免裂缝的施工措施

冷再生沥青混合料的铺筑应尽量避免产生纵向干接缝，横纵向施工缝应采用平接缝。平接缝切缝应在混合料碾压结束后尽快进行，切缝后必须用硬扫帚及吹风机将切除料冲洗干净，并涂刷一薄层乳化沥青，方可铺筑新混合料。

（1）纵缝碾压：应以 1/2 轮宽进行跨缝碾压以消除缝迹。当分成两个半幅施工形成接缝时，应先在已压实路面上行走，只碾压新铺层的 10-15cm，随后将压实轮伸过已压实面的 10-15cm 压实新铺层的 10-15cm，充分将纵缝压密实。

（2）横缝碾压：用双钢轮压路机垂直于路线进行横向碾压，开始压路机多在已铺面层上，按间隔 15cm 逐渐重叠压实至新铺面层 1.5-2.0m 宽后,再顺路方向进行正常碾压，此时边碾压边用三米直尺测量和人工用细料找补，直至平整度、压实度等指标符合要求。

6.2 养生措施

冷再生沥青混合料上基层碾压完成后应及时养生, 养生期不少于 3 天，以冷再生沥青混合料中总含水量小于 2%或可以用钻孔取芯机取出完整的冷再生沥青混合料上基层芯样作为结束养生工作的最终评判指标。

在养生时，应该禁止车辆通行。当施工车辆必须在碾压完毕的再生层上通过时，必须分布通过，减少不均匀碾压，禁止急刹车，避免表面损坏。

7结论

1. 相对于非再生路段，乳化沥青冷再生路段路面整体性能衰减较快，且二者衰减速度差距较大。从第4年开始，路面性能进入次状态，需要进行中修以上的维护。所以，乳化沥青冷再生技术方案中等以上交通量条件下的维修时间约为4a。

2. 乳化沥青厂拌冷再生材料贯入强度主要集中在0.4～0.9MPa范围内，平均值为0.639MPa，接近普通沥青混合料的抗剪强度的上限，说明乳化沥青厂拌冷再生材料高温稳定性能够满足路用要求。

3. 不同于一般沥青混合料，低温状态下乳化沥青冷再生混合料劈裂抗拉强度反而呈现一定减小趋势。行车道处和路肩处的常温劈裂拉伸强度平均值分别为1.113和0.911MPa，低温劈裂拉伸强度平均值分别为0.999和0.873MPa。

4. 不同于普通沥青混合料，冷再生混合料在低温状态下强度减小，模量增大。

因此，乳化沥青厂拌冷再生材料的低温脆性显著，存在不可回避的荷载疲劳问题。

参考文献：

[1]杨军.市政高速公路建设中的沥青路面加铺再生施工技术[J].工程建设与设计,2019(17):249-251.

[2]杨阳.沈平高速公路沥青路面加铺加宽改造的优化设计[J].北方交通,2019(05):159--161,164.

作者简介：汶逢春，身份证号码：610326198401161818，男，汉，陕西宝鸡人，本科，高级工程师，主要从事高速公路工程路面施工管理工作。