冷再生技術在公路養護大中修工程中的應用

楊 光

(秦皇島市撫寧縣交通運輸局公路管理站)

1 應用實例

1.1 工程概況

2010年河北省秦皇島市一般干線公路中修工程(102國道)(K242+694～K254+500)段設計標準為二級公路，設計速度80 km/h，路基寬度12 m，路面寬度9 m。

(1)原路面結構形式:瀝青混凝土面層+水泥穩定砂礫基層+天然砂礫墊層。

(2)原路面破損狀況:該段交通量特別是重載和超載車輛越來越多，根據現場觀察和鉆芯取樣，發現瀝青面層多呈松散，且芯樣厚度僅為3～5 cm，水穩基層大面積松散，芯樣表現為粉碎狀，多處存在沉陷、翻漿等病害;路面使用性能指數PQI評定結果為“次”和“差”。

(3)路面維修方案通過對老路使用狀況進行全面、系統的勘測和調查，業主決定對該路段采用20 cm冷再生基層+5 cm厚AC-16C型的中粒式瀝青面層，并全段4 cm厚AC-13C型細粒式瀝青混凝土罩面的施工方案18 cm水泥就地冷再生下基層(7 d無側限抗壓強度≥3 MPa)。針對冷再生段，為了保證不浪費材料、保證冷再生基層的高程，需要把原舊瀝青路面挖除后，才能進行就地再生施工。

(4)由于冷再生施工工藝在本市使用極少，我單位將嚴格按照《公路瀝青路面再生技術規范》JTGF41-2008的相關要求施工，并按相關標準、規程檢驗施工質量。

1.2 冷再生基層混合料

(1)再生劑的選擇:根據道路原結構層的組成，選擇水泥作為再生劑(即穩定劑)，選擇P.O 32.5水泥，經試驗各項指標符合規范要求，其中水泥要選用初凝時間要在5 h以上，終凝時間7 h以下，以保證足夠、有效的施工時間。骨料的添加和級配范圍的確定對冷再生基層各性能指標穩定性、可靠性影響較大。經過長期行車碾壓和再生機的破碎，可能使原路面結構層骨料細化，需添加適當的骨料，確定合理級配。骨料級配試驗首先在去除頂層原瀝青面層后的舊基層上，由冷再生機在全段幾個代表性點上進行銑刨取料，進行試驗分析，確定施工級配。

(2)混合料組成設計:根據設計強度標準要求，用擊實法確定冷再生混合料水泥計量為4.5%，最大干密度為2.32 g/cm3，最佳含水量為 6.2%，7 d無側限抗壓強度為3.8 MPa。

1.3 冷再生機

根據國內現有的施工經驗及技術標準，選用寶馬格MPH-125型路面再生機，該機發動機功率440 kW，最大工作寬度為2.438 m，工作深度為0～500 mm，內置電腦，能夠自動控制用戶設定的各種工作指標，可以連續完成銑刨、破碎、拌和、初步整形工作。

1.4 冷再生施工工藝

封閉交通——冷再生機組就位——按每平方米控制攤鋪水泥和級配碎石——冷再生機銑刨與拌和——整形碾壓——接縫處理——養生。

(1)舊路面清理。

①銑刨舊路:用銑刨機銑掉原瀝青混凝土面層，用自卸汽車運回料場，以備材料回收再利用。

②修補坑槽:對舊路面上較大的坑槽挖除松散部分，用與原路基材料相近、合格的水穩料分層填筑并夯實，使原來的坑槽部位與周邊路面保持齊平，保證冷再生基層厚度均勻、穩定。

③清理路面:清理舊路表面銑刨和補坑后的雜質和廢料，形成基本標高一致、邊線整齊的再生施工工作面。

(2)施工放樣。

①撒布碎石:計算出半幅道路每車碎石的攤鋪面積，將碎石均勻的撒在路幅中央，用平地機均勻的攤鋪在半幅道路寬度范圍內。

②撒布水泥:根據再生機的工作寬度，計算每50 kg水泥的攤鋪長度，并由人工將水泥平均攤鋪在這一范圍內，以保證水泥用量的準確性和均勻性。撒布長度一般要保持冷再生機前60 m左右。在施工中考慮到施工現場的各項損耗，在攤鋪水泥時，水泥用量可適當提高。

③設置工作參數:考慮冷再生機相鄰2次行走軌跡之間需重疊10 cm以上，設定工作寬度為2.4 m，工作厚度為22 cm，行進速度為4～6 m/min，水量按最佳含水量再增加1%設定，破碎舊路最大粒徑30 mm。由于碾壓工作必須在水泥初凝之前完成，工作行進長度宜控制在100 m以內。

(3)銑刨拌和、攤鋪、整形。

冷再生機在初始作業施工5～10 m后，試驗人員及時檢測銑刨深度、寬度、顆粒大小和水泥用量是否滿足設定要求，如有偏差，應適當調整參數直至滿足要求。拌和時，水車必須保證水源充足，與冷再生機配合盡量減少停頓，確保含水量達到最佳，對舊路兩側基層較軟的地段，要注意控制冷再生機的行駛速度，防止骨料破碎不徹底。冷再生機工作完成的路段，用平地機進行精確整平，保證結構層標高符合設計要求。

(4)碾壓。

整形后的再生混合料應在水泥初凝前并在試驗確定的延遲時間內及時完成碾壓。采用振動壓路機靜去振回2遍，再復振動碾壓2遍，最后用壓路機靜壓2遍。碾壓結束后，立即進行壓實度檢測，對不能達到要求的各點、部位及時追壓，追壓后還不能滿足要求的，要立即進行處理。

(5)接縫處理。

注意縱縫的搭接，保證銑刨機作業行進中搭接完成路基10 cm，以免出現漏銑現象發生，影響路基整體質量。

(6)養生。

每一段碾壓完成并經壓實度檢查合格后，采用土工布覆蓋養生。灑水量以保證其表面濕潤為宜。灑水車宜采用加壓噴霧式的裝置灑水，保證灑水均勻，提高工作效率。

2 冷再生技術的優越性

(1)降低造價、節省原材料、節省運輸費用:冷再生由于大部分利用了舊基層材料，從而減少了道路維修或改造時舊基層材料的挖起運輸、廢置和新材料的購置，節約了資源，從而成本大幅度下降。據國外施工資料介紹，與在舊基層上加鋪新料的維修方法相比，淺層就地再生可降低成本約20%，深層就地冷再生約可降低成本46%。

(2)環境保護:使用傳統的道路維修方法，瀝青路面廢棄量十分巨大，對環境造成污染，大量新材料的開采也會造成資源減少和環境的破壞。采用冷再生技術則可完全避免上述問題。由于舊料得以充分再生利用，從而大大減少了新筑路材料的開采量;也不存在舊料的運輸與存放問題，是一項綠色環保技術。它不僅可以節約大量投資，更有利于環境保護，因此被人們稱之為“綠色”施工技術。

(3)結構的完整性:冷再生施工產生的較厚的、均勻的路面，不存在傳統施工方法中有時出現的較薄路面間的薄弱界面。

(4)不損壞路基:與傳統施工相比，冷再生施工很少損壞路基。冷再生施工均為一次性作業，再生機的履帶(履帶式再生機)或高附著力輪胎(輪胎式再生機)在暴露的路面上只通過一次。減少了路基的早期破壞。

(5)較短的施工工期:再生機械具有較高的生產率，典型的產量為15 m2/min，與其他修復施工相比，大大縮短了工期。

(6)效率高:冷再生機械施工一次性可以完成銑刨、破碎、加水拌和及攤鋪，從而簡化了施工程序，縮短施工工期。使用就地冷再生機械，每天施工可完成5 000～8 000 m2的工作量。創造了道路改造快速施工的里程碑。

(7)質量好:冷再生可以根據不同道路舊基層材料的實際情況進行設計，選擇不同的添加劑，配比準確，可以保證再生材料的優秀品質和施工質量，形成施工成型厚而均勻的粘結層，從而保證了維修后道路的使用期限，使再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當。同時由于對舊材料進行重復利用，施工過程中路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持。