沥青路面现场冷再生技术特点及施工工艺

摘要：现场冷再生是在自然条件下进行的，除了路面坑槽和偏拱及翻浆路段需要预处理外，其余路面均不需要任何处理。加之现场集中连续的施工特点，使再生设备能够满负荷地连续作业，因为旧料得以全部现场利用，减少了新材料的开采，也不存在旧料运输和废料随意弃放的问题。施工过程没有废气的污染。节约了资源，保护了环境。因此也有人称之为“绿色”施工技术。本文探讨了沥青路面现场冷再生技术特点及施工工艺。

关键词：沥青路面；现场冷再生；技术特点；施工工艺

中图分类号：U416.217文献标识码： A 文章编号：

沥青路面现场冷再生技术是指充分利用现有沥青道路旧铺层材料（面层与部分基层）加入一定量的新骨料或细集料，并按比例加入一定量的添加剂（水泥、泡沫沥青、乳化沥青、石灰、粉煤灰等）和适量水在自然环境温度下就地连续地完成材料的铣刨、破碎、拌和、摊铺及压实成型，重新完成结构层的一种工艺方法。

一、 现场冷再生的定义

沥青混凝土路面的现场冷再生， 是指利用旧沥青混凝土路面材料对其进行破碎加工， 需要时加入部分新骨料或细集料， 按比例加入一定剂量的添加剂（水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青和乳化沥青等）和适量的水， 在自然的环境温度下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型的作业过程， 并重新形成结构层的一种工艺方法。再生后视公路等级的不同， 可在再生层上加铺沥青混凝土面层， 也可做封层处理， 或做其他的半刚性基层材料。

二、冷再生技术特点

1、成本低:根据国外的施工资料介绍,与在旧路面层上加铺新料的方法相比,就地冷再生约可降低成本20%～46%。提高旧路等级可以通过基层承载力的提高从根本上实现道路等级的提高,这对提高低等级公路尤其有特殊意义。

2、结构的完整性:冷再生施工生产的均匀的较厚铺层内,不存在传统施工方法中有时出现的较薄铺层间的薄弱界面。

3、不损坏路基:由于冷再生施工为一次性作业方式,再生机组在暴露的路基上只通过一次。所以与传统施工方法相比,对路基的损害要小的多。

4、节约材料:所有旧铺层材料全部就地利用,从而大大减少了新材料的用量,节约保护了资源。

5、工期短:由于不存在旧料的运输问题,不需要其他机械对旧料的靶松和破碎,不需要大块材料的去除和专门破碎,更重要的是施工过程的一次性作业特点大大简化了施工程序,从而节约了施工时间。

6、保护环境:因为旧料的利用大大减少了新材料的开采量,也不存在旧料的运输和堆放问题。从根本上满足了环境保护的需求。

五、沥青路面现场冷再生施工工艺

1、 再生混合料的配合比设计

（1）旧混合料的性能评价

（a）研究将根据旧沥青路面不同的破坏状况，确定适宜的取样频率，随机钻芯取样以获得有代表性的样品；

（b）对旧沥青混合料采用抽提法，分析矿料级配、集料性能的变化； 旧二灰碎石或水泥稳定碎石混合料分析其级配；

（c）采用旋转蒸发的工艺提取老化的沥青，并采用针入度分级体系以及Superpave 的PG 分级体系分别进行分析研究，比较老化沥青和新鲜沥青的性能差异；

（d）根据老化沥青的性能选择合适的稳定剂及掺量，使再生后的沥青满足路用性能要求。

（2）混合料组成设计

冷再生混合料配合比设计内容: a. 获取有代表性的RAP样品；b. 试验室确定回收的混合料的组成及性能; c. 确定添加的新集料的规格和用量; d. 选择新添稳定剂的等级和用量; e. 确定拌和前的含水量; f. 养生初期和养生结束时混合料性能( 尤其是水稳定性) 试验; g. 确定最佳配合比。

2、 沥青路面现场冷再生施工前的准备工作

（1）对旧路状况进行调查, 包括三项内容:进行弯沉检测, 了解现有承载力情况, 计算旧路E0 值。进行交通量及轴载调查, 计算设计年限内的“累计标准当量轴载次数”, 以提出厚度及强度要求。进行钻芯取样, 确定旧路沥青面层厚度、基层材料性质及厚度等参数, 供冷再生结构层设计之用。

( 2) 根据计算的冷再生结构层厚度、旧路沥青面层厚度及基层材料的性质, 对材料进行土质分析, 以确定外掺剂的种类。

( 3) 将旧路充分破碎的混合料进行筛分, 以确定其级配是否符合规定中级配要求或推荐级配要求。

(4) 通过室内试验确定冷再生材料的级配及外掺剂的剂量。

( 5) 根据冷再生结构层的强度要求, 选择最佳的外掺剂及剂量作为铺筑试验段的依据。

3、沥青路面现场冷再生施工

道路现场冷再生工艺属于道路翻修的范畴, 它是20 世纪80 年代后期在路面冷铣削工艺的基础上迅速发展起来的一种新技术。这种技术包括了四个主要工序：（1）准备旧路面的再生材料包括破碎和翻松旧路；（2）加入再生剂和水并加以拌和；（3）成型和压实；（4）在再生的路面上加铺磨耗层。为了增强补强作用还可以加铺粘结层和结构层。再生层在采用振动压路机压实前，先用平地机整形, 再用轮胎压路机完成最终压实，从而获得良好的表面特性。图1 为沥青路面现场冷再生施工工艺流程图。

图1 沥青路面现场冷再生施工工艺流程图

4、现场冷再生施工注意事项

（1）撒布骨料

根据需要如需添加骨料, 根据所用运料车辆的吨位, 按照新添骨料的比例算出每车料的堆放距离, 然后用平地机进行摊开,将骨料均匀地满布在预施工的路段上。对于缺料处应人工用手推车运料找平, 达到撒布厚度。布料时料堆最好呈梅花状布置,可保证最短时间内摊匀。另外为防止骨料被行车压碎, 应尽量缩短骨料的撒布长度, 一般以布两个作业长度为宜。

（2）撒布水泥

根据再生层的厚度和预定的再生层的密度及水泥剂量, 计算每平方米再生料需要的水泥用量, 并确定水泥摆放的纵横间距。由于水泥用量很少, 为了避免被车辆轮胎的气流带走以及天气突然变化造成的水泥质量损失, 水泥的撒布时间越短越好。一般来说可根据再生机的工作宽度将再生路面划分为几幅, 再生机施工前一幅时, 将水泥撒布在下一幅路面上。水泥撒布完后, 原路表面应没有空白位置, 也没有过分集中现象。

（3）再生料铣刨、破碎、拌和

根据路面再生宽度和再生机的工作宽度决定再生幅数, 由于WR2500 再生机具有可靠的高技术含量的控制系统, 能够确保设定的诸如乳化沥青剂量、水剂量以及工作深度、横坡度、行走速度等工作参数。

为了避免出现局部漏掉再生, 操作员要随时观察再生机的行驶轨迹, 保证再生前后两幅的搭接, 同时行驶线形要保持顺直。再生过程中要定期检查水车内的剩余水量, 保证水的供应不间断并做到及时补给。一般来说应根据水车的装载量, 考虑再生一次工作长度, 尽量避免中途缺水。

（4）稳压

由于再生机自重很大, 当再生机经过再生层后, 轮迹深度可达5 cm 左右, 且轮迹处的再生料被压实, 但是两轮之间的材料却未被压实。为了保证再生层厚度的一致性, 先用压路机对再生层低速静压一遍。稳压时间要根据施工天气及施工速度决定, 以迟于再生机半个工作长度为宜。

（5）整平

整平包括对再生机轮迹的消除、再生层横、纵坡度的适当调整。压路机对再生层稳压后, 再生材料基本能够处于稳定状态,但仍不能完全消除再生机的轮迹, 此时的轮迹深度约为0. 5 cm~1 cm。当完成两幅再生并全部稳压后, 用平地机进行整平, 第一遍整平的目的是消除第一幅、第二幅右侧共三排轮迹。第二遍整平主要是为了把刮刀前的再生料均匀地摊开, 同时兼顾再生层的横向、纵向的坡度。最后再进行全作业段的找平。平地机对再生层找平后如仍存在轮迹、麻面、局部骨料集中等现象, 则需人工进行修补。方法是用再生新料将轮迹、麻面填满, 所用新料应高出再生层0. 5 cm; 将集中的骨料撒开, 并用新料填充骨料的缝隙。其余几幅的找平同前两幅相同, 即第二幅与第三幅、第三幅与第四幅等依次找平, 直至全部完成找平工作。

（6） 碾压

当平地机对再生层找平后进行碾压。

总之，沥青路面冷再生施工工艺在旧路面加固改造工程中具有广阔的应用前景，将添加剂采用乳化沥青或泡沫沥青后即可用于高速公路大修工程取代原有的“罩面”工艺。沥青路面冷再生技术可节约大量的建设和养护资金，冷再生与其他传统的施工方法相比，总投资可节省40%左右，厚度越深、降低成本越多，外加材料组份的精确计量、原路材料与外加材料的连续、高质量的拌和及控制稳定的厚度确保了再生层的质量。由于无需对旧料实施破碎、材料运输等工艺，以及现代再生机械的高生产率，大大地缩短了工期。现场冷再生是在自然条件下进行的，除了路面坑槽和偏拱及翻浆路段需要预处理外，其余路面均不需要任何处理。加之现场集中连续的施工特点，使再生设备能够满负荷地连续作业，因为旧料得以全部现场利用，减少了新材料的开采，也不存在旧料运输和废料随意弃放的问题。施工过程没有废气的污染。节约了资源，保护了环境。因此也有人称之为“绿色”施工技术。大大地提高了生产效率，减少了资源的浪费和环境的破坏，具有巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 蒋双全,张蓉,张晓华.泡沫沥青现场冷再生技术应用及性能评价[J]. 中外公路. 2012(01)

[2] 蒋双全,张蓉,张争奇.离析沥青混合料设计及性能变异特征定量评价[J]. 公路. 2012(03)

[3] 陶晶,蒋双全,张争奇.现场摊铺沥青混合料特征与路面非均匀性预测研究[J]. 中外公路. 2011(01)