沥青冷再生技术在青岛胶州湾高速试公路验段发

　　1 工程概况
　　胶州湾高速公路1995年12月建成通车，起点（原桩号K0+000）位于黄岛区管家楼原收费站处，环绕胶州湾，途经黄岛经济开发区、胶州、城阳、李沧、市北区，终点（原桩号K67+135）位于青岛港八号码头。路面结构为沥青混凝土，全长50.725 km，路基宽23 m，双向四车道，设计时速为110 km/h。该公路与济青高速公路、威青高速公路、沈海高速、济青南线等高等级公路连接，是进出青岛的交通要道。
　　该公路自建成运行至今已近20年，随着经济的发展，交通量迅猛增长，特别是超重、超限车辆的增多，对路面及桥涵的损害较大，到目前为止，全线未进行过大修。沿线路段路面普遍出现开裂、坑槽、沉陷等多种病害，桥涵所采用的防腐措施较少，导致结构遭受冻融破坏、海盐腐蚀等，损害严重。山东高速接手该公路后即着手进行大修论证，经综合论证、反复比较，拟采用厂拌冷再生技术对该公路进行大修。
　　2 厂拌冷再生技术
　　沥青路面材料再生利用技术是将需要翻修和废弃的沥青路面，经过翻挖、回收、就地或集中破碎和筛分，再和新集料、新沥青适当配比，重新拌和成为具有良好路用性能的再生沥青混合料，用于铺筑沥青面层和基层的整套工艺技术。当前国际通用的沥青路面的循环利用方式主要有以下四种：厂拌热再生、就地热再生、厂拌冷再生及就地冷再生技术。不同的再生技术适应于不同的项目。结合胶州湾高速公路具体情况，拟采用厂拌冷再生技术。
　　厂拌冷再生技术是将原有的材料进行整理后直接运回到工厂，通过对于原材料的测试，对其有一定的掌握，再在这一基础之上采用乳化或发泡的方法降低沥青粘度，在常温下与RAP、新集料拌和成混合料，保证新的沥青达标之后，再经摊铺、压实而成沥青面层或基层的施工方法。该工艺需要的人力较少，对于环境污染程度小，旧有材料的循环利用率高，机器所用的成本较低。机器生产的加入提高了再生材料的搅拌均匀度，对于新路面的坚实度有着很大的作用。
　　3 施工工艺及实施过程
　　工程实施过程中，为确保工程质量，首先在下行K4+067-
　　K6+600，K7+900-K7+935，K8+072-K9+900，K61+200-K60+450，
　　K56+130-K55+728，上行K4+067-K6+580进行了再生试验段施工。试验段的实施，为再生施工积累了经验和数据，并为后期再生大面积施工提供了依据。
　　本项目的具体实施过程为：
　　路况调查→路面铣刨→路面清扫→乳化冷再生混合料拌合→混合料运输→混合料摊铺→碾压，各道工序安排紧凑合理。
　　3.1 路况调查
　　道路封闭后首先对试验路段进行了病害调查，调查结果见表1。
　　3.2 铣刨与清扫
　　严格按照设计宽度和厚度进行铣刨，首先画好铣刨线以便于操作手掌握好铣刨宽度。出现大面积夹层时重新铣刨一遍，把夹层彻底处理掉。为了新旧结构层之间更好的结合，在铣刨行车道时对下一层进行拉毛。
　　在铣刨过程中每一台铣刨机都安排有一台山猫清扫机及专门的人员清扫队伍进行清扫，铣刨料由专门的运输车辆运至指定的存放料场。
　　3.3 乳化冷再生混合料的拌合
　　该项目拌和站设立于G22高速公路河套收费站以北5 km处，充分考虑交通因素，合理配备运输车辆，确保再生混合料在破乳及水泥初凝前完成摊铺。
　　通过反复实验，确定的原材料级配见表2。
　　通过选用干湿劈裂实验的劈裂强度作为评价指标，在保持最佳含水量不变的前提下，变化不同沥青用量，通过干湿强度的变化，确定不同级配及不同沥青胶结料下的设计参数如下：外加集料为#10～20石灰岩，室内击实最佳含水量为3.0%，水泥用量为1.5%，乳化沥青用量为3.5%，外加新料掺加量为14%，其余全部选用沥青层铣刨料。
　　拌和时，每种规格的铣刨料、矿粉、水泥、水、乳化沥青都按批准的生产配合比准确计量。待混合料拌和均匀，其表面颜色呈褐色且无花白料、无液体流淌、无水泥或矿粉结团现象，和易性良好时向运输车厢内卸料。
　　3.4 再生混合料的运输
　　拌和后的乳化冷再生沥青混合料不进行储存，直接运送至施工现场使用。施工过程中摊铺机前方有运料车等候，待等候的运料车多于3辆后开始摊铺。
　　汽车运输混合料时，用不透光的棉被或厚帆布严密覆盖住车厢，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或造成浪费。卸料时，汽车在后轴轮胎与摊铺机接触前10～30 cm处停车，汽车应挂空档等候摊铺机推动前行。
　　3.5 再生混合料的摊铺
　　乳化冷再生沥青混合料的摊铺速度调整到与供料速度平衡，缓慢、均匀、连续不断地摊铺。摊铺速度控制在3～4 m/min范围内，容许放慢到1～2 m/min，当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。
　　3.6 再生混合料的碾压
　　乳化冷再生沥青混合料的压实采用重型单刚轮振动压路机、双钢轮振动压路机和重型轮胎压路机碾压成型。由于乳化冷再生沥青混合料比常规热拌沥青混合料（HMA）更难于压实，对压实设备的吨位要求较高。现有两种碾压方案见表3。
　　压路机从外侧向中心碾压，在超高路段则由低向高碾压，在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压。相邻碾压带应每次重叠1/2轮宽，最后直到碾压完全幅宽度为一遍。当路缘外侧无支撑物时，碾压轮应伸出边缘外10 cm以上。在外侧边缘处开始初压时，应先预留30～40 cm宽不进行碾压，待压完一遍后，使压路机大部分重量重叠压在已压实的面层上，将未压实的30～40 cm压实，防止边缘处冷再生沥青混合料外移和发生纵向微小裂缝。
　　4 试验检测
　　混合料摊铺碾压完成后，检测人员对，成型后的路面进行检测，检测内容主要包括现场空隙率、松铺系数等。
　　4.1 现场空隙率
　　对两种碾压方案检测空隙率，检测结果见表4。
　　4.2 松铺系数
　　根据情况，并结合碾压组合，选取典型断面，测定松铺系数，见表5。
　　通过表5的数据可以看出，松铺系数为1.31，空隙率符合规范及设计要求。
　　4.3 劈裂强度检测
　　根据拌合站现场每天取料1次，一次平行试件八个，通过干湿劈裂强度试验，结果总结见表6。
　　可以得出，试验段的乳化沥青混合料混合料均满足《JTG F41-2008公路沥青路面再生技术规范》中，劈裂强度基层、底基层>0.40 MPa，下面层>0.5 0 MPa，干湿劈裂强度比大于75%，冻融劈裂强度比大于70%的设计要求。
　　5 结 语
　　通过试验段的测试，厂拌冷再生技术应用于胶州湾高速公路的大修工程满足设计及耐久性要求，可大范围采用该技术。将再生技术用于高速公路大修，既可以实现路用材料和资源的可持续利用、降低维修成本，又可以在尽量减少废弃材料的环境污染和处理费用的前提下全面恢复或提高原路面的路用性能，实现高速公路社会效益、经济效益与环保效益的和谐统一。
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