淺析冷再生技術在公路大修中的應用及其技術效益

【摘 要】由于冷再生技術具有巨大的經濟效益和社會效益，目前路面冷再生技術在我國還處于試驗推廣階段，在強調可持續發展的今天，進一步加強研究路面冷再生技術，對我國公路的建設發展都具有特別重要的意義。

【關鍵詞】公路大修；冷再生技術；技術效益

隨著我國公路建設事業迅速發展，道路通車里程逐年增加，道路養護、改造任務也越來越重。以往傳統的養護方法不僅工程造價較高、施工工期較長、污染環境，給行使車輛和行人的通行帶來極大的不便。為解決現有傳統養護改建施工中存在的實際問題，國內外同行經過多年的研究實踐，摒棄傳統工藝，采用就地冷再生技術，使公路養護改建工作發生了重大變革，為公路改擴建及日常養護工作開辟了一個新的領域。

1.基層現場冷再生技術原理

冷再生技術是采用一次性粉碎法，將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎，再摻人一定數量、符合標準的再生劑、水泥、水(或加入乳化瀝青)和骨料，按設定的厚度，用冷再生機進行處理后，經整形、碾壓和后期養生，使其達到設計路基結構層技術要求的一種施工工藝。

2.就地冷再生適應性

2.1能夠對大多數的路面破壞類型進行結構性的處治。

2.2能夠拓寬路面，改善行駛質量。

2.3可以使路面恢復其所需的線形、斷面和標高。

2.4現出原路面的車轍，不規則和不平整的區域。

2.5可以消除橫向、縱向和反射裂痕。

3.施工準備

3.1舊路結構狀況調查

瀝青混凝土舊路路面冷再生是利用舊路瀝青混凝土及上基層(石灰土)經破碎加入水泥均勻拌和，在最佳含水量條件下碾壓獲得的半剛性結構。

⑴對舊路進行彎沉檢測，每車道1km檢測40～50個點，詳細了解舊路承載能力。

⑵對舊路結構材料進行現場冷再生破碎取樣，確定舊路瀝青層的厚度、基層材料及基層厚度等，掌握結構強度；在實驗室做級配和配合比試驗，并確定不同配合比的最大干密度和最佳含水量，取點頻率為1km取3點。

⑶對舊路結構材料進行土質分析后，確定添加劑為32.5級路用普通硅酸鹽水泥。

3.2機具準備

工程開工前，應保證設備機具完好并滿足施工需要，主要設備有：冷再生機、平地機、灑水車、運送水泥汽車、振動壓路機、膠輪壓路機、三輪壓路機、推土機等。

3.3材料要求

⑴經破碎舊路面瀝青混凝土面層及上基層獲得的混合料作為冷再生結構的骨料及填充料，大于5mm的骨料質量分數應在40%～75%之間，否則應采取增加骨料或填充料的措施。

⑵水泥采用強度等級為32.5級的路用普通硅酸鹽水泥，初凝時間4h以上和終凝時間較長的水泥。

3.4級配和配合比

⑴對取好的混合料由實驗人員編號后篩分，確認混合料的實際級配。

⑵抗壓強度：根據級配對每一編號試塊在實驗室按含水泥量(質量比)5%，6%，7%試配獲取三種水泥含量的最大干密度和最佳含水量，并在規定溫度下，試件保濕養生6d，浸水24h后，進行無側限抗壓強度試驗獲取7d標準抗壓強度，根據試驗結果最終確定設計添加水泥量。

4．施工方案與施工工藝

就我國北方地區道路結構來講，以水泥作為添加料對瀝青混凝土路面進行就地冷再生是最常用的一種方案，水泥的通常用量按重量計在3%～7%之間比較合適。

冷再生為新工藝，施工經驗相對較少，為確保工程質量，先期進行了300米的試驗路段，通過舊路材料篩分、擊實試驗，確定各項參數指標，最后明確其主要施工工藝如下：

4.1舊路面破碎拌和

舊路面再生采用WR2000就地冷再生機，該機最大工作寬度為200cm，最大拌和深度30cm，能保證連續拌和，具有很高的生產率，能精確控制鋪筑厚度。工作深度一旦確定，則轉子的切削深度將由傳感器及控制系統保證，從而獲得精確的冷再生厚度；可半封閉施工，改善交通中斷狀況及施工安全。為避免出現條梗，相鄰兩幅重疊20cm～30cm。工作時，冷再生機需一輛灑水車搭配保證拌和用水，拌和過程按10%含水量加水，隨拌隨檢查含水量，拌和行進速度5m～8m/min，有專人隨時跟機檢測拌和深度，確保拌合料含水量及拌合層厚度。破碎拌和后，經篩分大顆粒內如顆粒團過多，可用再生機或路拌機加拌一次，水分不足路段，加拌前及時補灑水，保證再生混合料的穩定性。

4.2路面混合料分析

拌和后的舊料分析包括舊料的篩分結果，最佳含水量，最大干密度以及松鋪量的確定，作業段合理長度確定。實驗室從現場均衡取料，通過對拌合料的篩分，通過多次擊實試驗，確定粒料的最大干密度和最佳含水量及松鋪厚度。并嚴格控制從加水泥開始拌和到碾壓完成的時間在4h內完成，通過試驗段確定工作段的合理長度為160m。

4.3破碎后的舊路整形

整幅路段拌和完成后，用平地機初步整平，再用震動壓路機穩壓二遍，測量人員根據設計縱斷高程和橫坡度，每10米為一斷面分左中右及1/4處五個點測出高程，按松鋪系數，人工找出基準點，相鄰兩個點用石灰連成線，高程不足時及時用平地機刮平。通過舊路整形達到“調坡”、“調拱”的目的，且保證平整度。

5.質量控制與檢測

由于冷再生基層屬于新的結構形式，在《質量檢驗評定標準》中沒有相應的檢測項目和檢測指標，施工過程中在收集和分析大量試驗數據的基礎上，提出了主要檢測項目與檢測方法：

5.1銑刨深度

再生機行進過程中，通過計算機按照設計深度進行銑刨，根據不同路況人工隨時量取銑刨深度，看是否滿足要求。

5.2橫坡、縱斷高程

初壓后，利用水準儀按松鋪2cm、每20米測1個斷面(3個點)控制平地機工作，橫坡偏差為±0.3%，中線高程偏差+5、-10mm。

5.3壓實度

終壓完畢后，用灌砂法按《公路工程質量評定標準》附錄B檢查，一般每100米1處。

5.4平整度

終壓完畢后，采用三米直尺每100米隨機量測一處10尺，允許偏差≤8mm。

5.5七天無側限抗壓強度

水泥及水的計量通過水泥稀漿車計算機控制。每工作班制備1組試件，試件六天灑水養生，一天浸水養生，測定抗壓強度。一般強度可達2.8～3.1MPa。

5.6彎沉值

半剛性基層施工完畢、不間斷灑水養生七天后，采用貝克曼梁法對行車道和超車道按每20米一點進行測量。再生后彎沉值一般可比原路面提高60%左右。

６.方案費用

6.1路面結構形式

原設計方案：挖除、棄運舊瀝青路面，4cmAK-13C細粒式改性瀝青混凝土上面層，6cmAC-20I中粒式瀝青混凝土中面層，6cmAC-25I粗粒式瀝青混凝土下面層，32cm水泥穩定碎石基層，18cm水泥穩定碎石底基層。實施方案：5cmAC-16C細粒式瀝青混凝土上面層，18cm冷再生中下面層，瀝青下封層，基層為原路面基層直接利用，不需處理。

6.2費用對比

實施方案由于直接利用舊路基層、底基層，既減少了挖除和運輸舊路廢料的費用，也無需花費重新鋪基層、底基層的費用，冷再生作中下面層，含銑刨、攤鋪、碾壓一系列費用，再在其上加一層5cm細粒式瀝青砼上面層做罩面即可開放交通，工序簡單，費用節省近50%，其經濟性是非常具有吸引力的。

7.結語

由于瀝青路面冷再生節約了大量的建設和養護資金，減少了資源的浪費和環境的破壞，具有巨大的經濟效益和社會效益，目前路面冷再生技術在我國還處于試驗推廣階段，在強調可持續發展的今天，進一步加強研究路面冷再生技術，對我國公路的建設發展都具有特別重要的意義。