公路修復施工中冷再生技術的要點及應用探析

張保貴

（甘肅平涼公路事業發展中心涇川公路段，甘肅 平涼 744300）

1 冷再生技術施工原理

青路面冷再生技術就是將舊瀝青路面材料，經銑刨加工后進行重復利用，并根據再生后結構層的結構特征，適當加入部分新骨料或細集料，按比例加入一定量的外摻劑和適量的水，在自然環境下連續完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實成型，重新形成結構層的一種工藝方法。

1.1 瀝青路面冷再生技術

該技術主要是對舊瀝青涂層進行加工，按固定比例加入適量的水泥和再生材料，然后混合成一種可重復使用的養護技術。該技術的主要特點是連續使用原有路面的瀝青面層材料，使其保持在室溫下，采用冷再生技術對瀝青路面進行粉碎、開挖、鋪砌、壓實，使其形成新的路面。

1.2 水泥穩定碎石基層冷再生技術，

該技術通過用破碎路面，然后加入所需的水泥、骨料和再生劑，使其達到相應的標準，破碎后的路面應滿足路基結構要求。

2 新技術所具有的優勢

公路冷再生技術就是將再生劑、膠結材料等按照一定的比例與原瀝青公路的材料相混合，然后將形成的混合料鋪筑與路面上的一種技術。這種冷再生技術能夠及時有效地解決公路路面開裂、凹陷等問題，也能夠減少工程對環境的污染。冷再生技術是對傳統公路修建技術的創新，具有很高的實用價值。公路再生技術根據工藝特點的不同其實可分為兩種：冷再生技術和熱再生技術。兩種再生技術都是對傳統公路修建技術的創新，能夠實現資源的重復利用，體現出可持續發展的原則并且可以有效推動公路事業的蓬勃發展。但是在實際的應用中，冷再生技術可以很大程度地縮短施工時間，比熱再生技術更加快捷方便，而且它的施工效果很好，能夠保證被養護、維修后的公路長期投入使用。因為在公路施工過程中，冷再生技術有明顯的優勢，所以在現階段的公路養護與維修中大量采用，這也是我國未來公路建設的發展趨勢。

2.1 施工成本的優勢

冷再生技術在施工過程中使用了大量的舊材料，節省了大量的建筑材料，如果采用傳統工藝進行維修，不僅要采購新材料還會產生報裝以及運輸等費用。使用舊材料可以降低材料成本，將傳統施工技術與新技術的成本投資數據進行對比，可以知道采用新技術能節約近40%的成本。

2.2 施工工藝的優勢

新技術的設計方法是在原公路的實際情況下進行的，對原路基影響較小，該施工新技術能有效提高公路的質量，使公路鋪設的厚度更加準確。

2.3 施工周期的優勢

與傳統工程相比，冷再生技術節省了材料運輸成本，可以進行二次施工，減少了施工對道路使用的影響。

2.4 環保方面的優勢

冷再生技術在施工過程中使用舊瀝青，提高了舊瀝青的使用效率，減少了對新材料的需求，減少了舊材料對環境的影響，因此，它對環境保護起到了非常積極的作用。

2.5 施工設置方面的優勢

冷再生技術所采用的設備自動化程度高，能滿足實際需要，可以有效地避免施工過程中粉塵排放，從而減少工作過程中對環境的影響。在公路未完全封閉的情況下，可以保證高速公路正常使用，對保證公路的正常運行起到非常積極的作用。

3 冷再生技術要點

3.1 混合材料的使用

圖1 基本工藝原理圖

在施工過程中，現澆冷軋瀝青混合料是路面修補最重要的材料之一，其性能將直接關系到施工項目的質量。因此，必須檢查混合物的質量，科學配合比，滿足設計標準要求。相關技術人員必須到實際現場檢查情況，并對整體情況進行對比，確定使用的混合料類型。1）通過分析原瀝青和其他混合料，確定了冷再生技術工藝要求。2）根據施工條件選擇合適的回熱器，確定回熱器的用量。3）對原路面使用的瀝青混合料進行了計算。4）選擇符合設計要求的新聚合物。5）計算施工所需瀝青用量。

3.2 水泥

冷再生施工中主要使用水泥，一般選用P.O32.5水泥，然后結合不同的試驗數據，確定最終的性能指標。另外，水泥施工必須根據工程施工的實際環境在5h內開始，7h內完成。

3.3 強度

在施工過程中，還需要根據施工類型的強度進行，因此，為了保證混合料的強度滿足設計要求，水泥必須達到4.5%，含水率必須達到6.2%。

3.4 配比

在確定了以上所有工作后，所使用的材料必須根據實際施工過程中所需要的冷再生瀝青混合料的組成進行設計。

4 冷再生技術在公路養護中的應用

4.1 施工準備

施工準備如下：1）在修復受損公路之前，必須全面調查公路的建設情況，為了確定公路的承載能力，需要詳細了解公路瀝青層厚度、材料路線、路面厚度和結構強度，然后根據公路的實際位置進行測試和分類，確定不同配合比的最大干燥度和最佳含水率，明確添加劑種類，促進瀝青路面冷再生技術在道路養護和中期養護中的合理應用。2）充分準備機器設備。開展公路交通評估，詳細了解道路承載能力，確定最佳含水率和最大干燥度，調查檢測適合道路養護的道路交通狀況，并為項目準備必要的機械設備和工具。3） 精確級配和配合比。對舊高速公路瀝青路面，檢驗員給出了最佳實際混合料的試驗數據，得出了不同水泥混合料和不同部位的最佳含水率和干燥試驗結果。在規定的溫度條件下，進行了壓力強度試驗。

4.2 銑刨與破碎

在銑刨與破碎過程中，盡量避免物料的聚集。同時，銑刨與破碎物料一般直接輸送到攪拌站進行儲存，以減少運輸過程中的損失。必須根據物料的大小調整若干不同直徑的篩網。粉碎物料的直徑大于30mm，以充分利用粉碎后的粉末，破碎物料的直徑大于30mm。

4.3 攪拌

破碎篩分后，粉碎后的物料必須與新瀝青等物料按一定比例混合，然后在攪拌機中混合。要特別注意相應的比例要滿足一定的要求。為了準確控制攪拌部分，必須對混合物料進行測試，以保證攪拌部分的準確性。同時，在攪拌過程中必須嚴格控制攪拌時間。攪拌過長或過短都會影響物料的使用。

4.4 攤鋪

攤鋪是整個施工過程中非常重要的因素，攤鋪的質量直接決定了施工項目的質量，因此，應控制攤鋪過程，在保持混合料不變的情況下，大大提高壓實質量。

4.5 整平

壓實后再生層穩定后，攤鋪機軌道印還不能完全去除，這時可以利用平地機進行整平，從而使整個施工斷面平整[3]。

4.6 碾壓

在碾壓機正式投入使用之前，必須對其進行檢查，確保所有參數都符合要求。壓實和終壓實必須滿足施工工藝要求，在具體的碾壓階段，施工過程也是不同的，必須根據項目的實際情況進行必要的調整；初始壓力的作用是保證混合料平整，滿足穩定性要求；壓實應保證混凝土壓實合格，滿足基本成型要求；最后，碾壓的目的是去除車輪的軌跡，在冷再生技術中，應選擇振動壓路機進行軋制，確保各項技術參數均滿足工程要求，并從兩邊進行施工。軋制速度必須調整在1.6km/h左右，以確保項目在碾壓階段軋制三次。

4.7 接縫處理

在冷再生技術中，搭接長度可控制在3m~5m，避免相鄰搭接不均勻。后一段施工時，將水泥插入前一段未碾壓的位置，重新混合，將兩段壓在一起。

4.8 養生

養生的質量將直接影響材料的穩定性和強度，因此，軋制后的土工布必須及時覆蓋在冷再生基地上，并進行灌溉，以確保養生期大于7天，養生期內要保證路面潮濕，交通應該關閉，以避免嚴重損害道路。

5 水泥就地冷再生技術在公路施工中的應用

5.1 材料要求

在水泥就地冷再生技術方面，應根據高速公路改擴建的施工要求選擇合適的材料，以充分滿足水泥就地冷再生技術的效益。施工前應安排專人對現有道路進行取樣，并按相應標準進行測試，如果混合物中有機物含量超過2%或鹽酸鹽含量超過0.25%，不得應用水泥就地冷再生技術。

水泥就地冷再生技術對所使用的碎石材料也有嚴格的要求，若碎石的破碎值應在35%以內，則針狀和片狀顆粒含量應保持在15%以下，對碎石中粒徑小于0.6mm的顆粒，應實施塑性流動度限制，將流動性指數和塑性指數分別控制在28%以內，為滿足路面要求，施工人員應對原高速公路路面及起始物料的粒徑進行檢查，并據此確定碎石的粒徑，以保證混合料的強度。

在水泥就地冷再生技術的施工中，水泥是不可缺少的材料，道路施工要求嚴格，應選用早期阻力相對較高的水泥，水泥的不同技術指標應滿足表1的要求。

表1 水泥各項指標要求

采用飲用水施工。

5.2 配合比設計

高速公路項目混合料組成及骨料分類見表2。

表2 就地冷再生材料級配組成范圍

各水泥用量分別為4.0%、4.5%、5.0%和5.5%，配制好混合料后，用重壓法確定最大干密度和最佳含水量，高速公路施工技術應在滿足強度標準的基礎上，盡量減少使用水泥，控制細骨料的使用，加強現場氣象條件分析，控制濕度指數。

在混合過程中，最佳含水率是一個重要的參考指標，相關設計人員應嚴格控制設計標準規定的密實度，將試驗模具保持在標準條件下6d進行硬化，并在水中浸泡24h，明確檢測試驗模具的質量，試件抗壓強度應保持在2.5MPa~4.0MPa。

5.3 再生施工

在水泥現場冷循環施工中，銑刨和拌和是最重要的施工環節。施工過程中應注意以下3點：1）在銑刨和拌和過程前，必須提前準備好再生階段所需的材料，這些材料的性能必須達到標準。2）再生機運行過程中，應指定專人監測、檢查再生深度、水泥用量、水泥含水率等指標。再生深度應考慮水泥消耗中的含水率等指標，并根據道路運輸標準靈活優化現場作業。3）定期檢查再生深度。檢查時，以相鄰完成的再生或現有補丁為參考標準，將鋼釬插入地面，確定鋼釬插入深度，并評價是否符合施工標準。

路面的整平和碾壓程度直接影響路面的平整度和密實度，在施工中，當一半的材料混合后，首先用生產輥施加靜壓，然后進行兩次強烈振動，在碾壓連接中，碾壓速度最好控制在2.5km/h~3.0km/h。整平時，應調平坡度，采用振動壓路機完成兩次連續的強、弱振動，最后采用橡膠壓路機完成壓路機，保證壓路機的均勻性。

具體步驟如下：1）縱向接縫。在高速公路施工中，當道路寬度在7m以內且有一定長度重疊時，應使用全幅施工法。全幅施工不僅控制了搭接長度，而且提高了施工的整體效率，縱向接縫施工時，交疊寬度控制在50mm~150mm。2）橫向接縫。在高速公路項目實施中，要注意橫向接縫的處理，以保持施工的連續性。3）調頭部位。在高速公路施工過程中，再生區內的施工機械設備必須進行調頭，避免因調頭不當造成的技術質量問題施工人員必須提前做好調頭的保護工作。4）養生和交通管制。各工段操作完成，壓實度達到設計標準后，進入養生階段，路面硬化時，一般在路面覆蓋吸水性土工布；瀝青乳液一般用于基礎養護，干燥周期至少7d，在固化階段應進行交通控制，在再生層外露表面，除灑水車外，車輛不得通行。

6 冷再生技術在公路養護工程中應用應注意的問題

6.1 技術方案設計

從道路運輸的實際評價來看，為了充分提高冷再生技術的效益，必須做好設計工作，為后期運行奠定基礎，此外，必須準備技術資料，進行人員培訓，以保證施工工作有序開展。

6.2 工藝操作要點

從冷再生技術應用的角度看，工藝操作的關鍵點如下：1）測試。初始瀝青涂層和基本工藝應通過冷再生設備進行測試和試驗。2）確定水量。對冷再生技術應用來說，混合料的質量是關鍵，根據設計方案仔細核對制造工藝參數。3）合理劃分再生幅數，控制作業寬度和原路徑寬度，提高作業效率，根據生產計劃進行生產，提高生產效率和質量。4）合理做好再生產的養生。碾壓結束，加固7d后，檢查施工質量，做好質量控制。

6.3 加強施工環節的質量控制

對冷再生技術的質量控制：一方面，我們應該控制冷再生時間，試驗段作業過程中，由于冷再生技術設備還在磨合期，因此，應該有效的控制施工時間，充分安排機械設備的運行。另一方面，施工前必須檢查施工長度，確定水泥長度，以保證冷再生技術設備的有效運行。運行過程中的質量控制措施：1）安排現場管理人員。根據冷再生技術的應用和管理要求，確保現場施工的監控質量。2）動態監測和檢查。現場管理人員應認真檢查施工技術的應用情況，保證冷再生技術的應用能夠提高整個高速公路建設工程的質量。

7 結語

目前冷再生技術應用在公路的維修中較為普遍，其具有各方面的優勢，如施工工藝簡便、可以改善道路的維修條件、對環境的依賴程度小等。但是冷再生技術在發展過程中還有較大的提升空間，例如目前的冷再生技術并沒有全部利用舊路面的瀝青層，這存在一定的浪費。所以在之后的冷再生技術研發過程中，科研人員還可以在這一方面加大研發力度，充分地利用資源，減少不必要的浪費。公路作為重要的交通工具，其質量直接關系到人們的日常出行和駕駛安全。售車輛長期碾壓的影響，公路已受到嚴重破壞，冷再生技術的應用可以解決這個問題。冷再生技術在高速公路上的應用效果明顯，具有良好的經濟效益。