高速公路改扩建工程乳化沥青厂拌冷再生施工技术研究

摘 要

乳化沥青冷再生指的是将旧沥青路面的沥青混合料进行铣刨并筛分，并掺入适当比例的新集料、活性填料、矿粉及加水、乳化沥青后经过常温拌和、摊铺、碾压等工序重新铺筑成新的路面，实现旧沥青路面再生的技术。通过对旧路面铣刨的沥青混合料回收利用，既降低了施工成本，同时更有利于保护生态环境。对铣刨料的再生，常温下即可施工，施工简便，易于控制。可直接对原有拌合设备进行改造，投入小。施工工艺易于控制，能够确保工程质量。

关键词

高速公路改扩建 | 乳化沥青厂拌冷再生 | 路面拼接 | 沥青面层施工

工程概况

济青高速改扩建工程是山东省新旧动能转换重点项目，是交通运输部绿色科技示范项目，济青高速改扩建四标原有高速现状为双向四车道通行，老路路基宽度26m，改扩建采用双侧拼宽方式，扩建后路基宽度42m。拼宽路面结构形式从上往下依次为:

乳化沥青冷再生混合料性能影响因素分析

石料(铣刨料和新集料)

铣刨料一般筛分为3档(0~5mm、5~10mm、10~20mm)，筛分后的集料不得分层堆放，堆放高度不超过3m，同时应采取防水措施，相应质量符合现行规范要求。新集料一般按照配合比要求添加10~20mm档粗集料。筛分料要求砂当量不小于60%，半刚性材料含量小于1%，含水量小于2%。

乳化沥青

乳化沥青作为乳化沥青冷再生混合料施工的关键材料，必须严格控制质量，在乳化剂选择、乳化设备选择、乳化沥青生产工艺确定、乳化沥青储存等方面必须严格把关。乳化沥青一般宜采用慢裂BC-1阳离子乳化沥青，粒径不超过15μm，粒径90%分布在10μm下，具有在25℃室温环境下2h以上的破乳时间，乳化剂必须为乳化沥青冷再生专用乳化剂，严禁使用微表处、稀浆封层等乳化剂。乳化沥青生产必须采用专门的乳化剂，根据各类乳化剂的特性不同，部分乳化沥青在生产时需要加入一定的盐酸，具体掺量根据配比确定。乳化沥青生产的原理是水、乳化剂、盐酸(根据配比需要选用)形成皂液，皂液和机制沥青通过胶体磨在胶体磨高速旋转下研磨成细微的小颗粒。

水泥的影响(缓凝水泥)

水泥宜采用普通硅酸盐水泥，强度等级可选择42.5，初凝时间宜在3h以上，终凝时间应在6h以上、10h以下。

施工质量控制分析

施工设备

(1)为最大程度的有效利用铣刨料，筛分设备必须带有二次破碎功能，筛 根据配合比要求进行选择，筛 一般按照20°倾斜角布置安装，便于筛分。

(2)拌和设备可以购置新型设备，也可以在既有水稳拌合站基础上进行改装。考虑路面施工单位基本都配有水稳拌和站，考虑到综合成本，一般采用设备改装的方法。对既有水稳站进行改造后，既可以生产冷再生混合料又不影响水稳料生产，同时节约购置设备的成本。对既有水稳站进行改造时，宜在间歇式水稳拌合站基础上进行改造，采用间歇式搅拌工艺，搅拌时间可控，计量精度优于连续式搅拌设备，搅拌效果好，质量更容易控制。

(3)运输混合料料车不得过高装载，不得有横梁。混合料粘性较强，运料车每次使用前后必须清扫干净，可在车厢板上涂刷隔离剂，隔离剂严禁使用柴油等有机溶剂。混合料堆载过高混合料容易板结成块，不利于摊铺。

(4)混合料摊铺时宜选用沥青摊铺机，且尽量不用伸缩式摊铺机。由于沥青摊铺机带有熨平板(摊铺时熨平板无需加热)振动系统和熨平板自控装置，传感器可以通过基准线自动发出信号来操纵熨平板，便于纵横破和平整度控制。

(5)冷再生碾压设备不同于单纯的沥青或水稳料碾压，必须同时选用两种混合碾压所需要的单钢轮、双钢轮以及胶轮压路机，而且在吨位选择时尽可能的选用大吨位的压路机，便于压实度控制。

施工工艺

(1)下承层准备

本项目冷再生作为柔性基层(ATB)使用，作为水稳基层与下面层的连接层，要求冷再生层与水稳基层能有效连接，通过多次试验确定冷再生摊铺前采用同时撒布乳化沥青和干水泥的方式能确保水稳基层与冷再生层的有效连接。

(2)混合料运输

冷再生混合料必须在乳化沥青破乳前和水泥凝结前运抵施工现场并完成摊铺，运输混合料时，必须保证车厢覆盖严密，防止混合料见光破乳、污染、中途遭受雨淋，影响混合料施工质量。

(3)混合料碾压

冷再生混合料具有沥青和水稳材料的综合特性，碾压时需注意相应压路机的碾压顺序，既要保证压实度又要保证碾压后平整度。碾压顺序为双钢轮初压，单钢轮和胶轮复压，最后双钢轮终压。

初压采用双钢轮静压，主要目的是为了提高单钢轮复压后的平整度，防止单钢轮复压时出现过深的轮迹而影响平整度。单钢轮复压强振的作用与水稳施工相同，主要为了提高压实度，胶轮复压即可进一步提高压实度，还可以通过胶轮的揉搓，提高平整度，同时胶轮揉搓可以加快冷再生水分的挥发，有利于养生。终压采用双钢轮不仅可以消除胶轮揉搓时产生的轮迹，同时可以进一步提高压实度。

(4)接缝处理

本项目为改扩建项目，路面加宽方式为双侧拼宽，旧路面在拼宽路面冷再生结构层位置为水稳层，施工时主要考虑纵向接缝的施工质量控制，确保冷再生与老路水稳层的纵向连接。

摊铺冷再生前，老路面层与冷再生接触面清扫除尘并均匀涂刷冷再生专用乳化沥青。冷再生混合料完成摊铺后，单钢轮碾压时，老路面层与冷再生接触面10cm的范围内冷再生混合料不予压实。待单钢轮压路机碾压2遍后，在10cm未压实区域顶部灌注界面处理液，液体灌注数量以液体灌入冷再生层底部为宜。界面处理液为水泥、冷再生专用乳化沥青和水的混合液。界面处理液灌注完成后，采用单钢轮压路机沿接缝碾压，碾压要求前静后震，轮胎压路机碾压工序不改变。

(5)养生

冷再生层在满足以下两个条件之一时，可以结束养生:①再生层可以取出完整的芯样;②再生层含水率低于2%。

在封闭交通情况下养生时，可进行自然养生，一般无须采取措施，养生时间不宜少于3d。在开放交通条件下养生时，再生层在完成压实至少2d后，同时满足磨耗试验(25℃)的要求后，方可开放交通，但应严格限制重载车辆通行，行车速度应控制在40km/h以内，并严禁车辆在再生层上掉头和急刹车。为避免车轮对表层的破坏，可在再生层上均匀喷洒慢裂乳化沥青，喷洒用量宜为0.2~0.4kg/㎡。

结语

本项目在冷再生技术的方面的成功实施，即有效的利用了铣刨料，减少弃方，冷再生替代柔性基层(ATB)后在很大程度上减少了环境的污染，最主要是在地材价格飞涨的局势下，很大幅度的节约了施工成本。项目采用10km的乳化沥青冷再生代替柔性基层(ATB-25)施工技术，节约了8.69万吨石料，共计节约施工成本200余万元。