浅谈冷再生技术在道路工程中的应用

【摘 要】介绍目前冷再生技术在道路改建工程中的设计与施工情况，对比新建结构分析其再生机理的优缺点，阐明其具有较好的经济效应与社会效益。

【关键词】冷再生技术；路面；基层；设计；施工

1 前言

随着我国城市道路、公路的大规模建设，沥青路面越来越多，而国内许多沥青混凝土路面已经或即将进入维修改建期。对于老路改造，传统的方法一般是开挖新建或铣刨加铺处理，这样一方面造成环境污染，另一方面也不利于自然资源的循环利用。

沥青混凝土路面的再生利用，就是将原沥青混凝土路面结构经过翻挖、回收、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青材料、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，能够满足一定路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。由于对旧材料进行重复利用，在施工过程中，路面厚度及强度能得到很好的保持。与其他沥青路面修复技术像比，沥青路面再生有缩短工期，节省资源，降低工程造价，减少交通中断的优点。

目前我国沥青混凝土路面冷再生主要分为两类：一类为对原沥青混凝土面层的冷再生处理；第二类为对原沥青混凝土面层+原基层共同的冷再生处理。根据冷再生处理地点的不同，又可以分为就地冷再生及厂拌冷再生。

2 沥青混凝土路面冷再生方式

2.1 对原沥青混凝土面层冷再生处理

对原沥青混凝土面层冷再生处理后的路面一般可作为沥青混凝土路面的下面层或上基层。

在原沥青混凝土面层上用大功率路面铣刨拌和机将原沥青混合料面层就地铣刨、破碎，再按一定比例加入乳化沥青、水泥、水和矿粉等，重新拌和并形成再生沥青混合料，最后碾压成型，使之能够满足一定路用性能的施工工艺，称之为原沥青混凝土面层就地冷再生。

将原沥青混凝土面层铣刨料由乳化沥青冷厂拌再生后用于新路的路面结构称之为厂拌冷再生。

无论是就地冷再生处理工艺还是厂拌冷再生处理工艺，它们的处理过程基本一致，具体可分为原沥青混凝土面层的铣刨、筛分、破碎冷再生混合料的拌和生产冷再生混合料的摊铺、碾压、养生。下面以厂拌冷再生为例介绍一下施工工艺。

2.1.1 对原沥青混凝土面层的的铣刨、筛分、破碎

对原沥青混凝土路面进行铣刨，采用运输车辆直接将铣刨料运输至拌和厂集中堆放。要防止在堆放和生产过程中铣刨料发生结块。

在拌和厂对铣刨料进行筛分，根据铣刨料的尺寸设置了10mm和31.5mm两道筛网，将铣刨料分成10mm以下细集料部分、10～31.5mm粗集料部分和31.5mm以上大颗粒部分。为了进一步利用老路铣刨料，配置了破碎装备，主要是对31.5mm以上大颗粒部分进行再次破碎，破碎后的铣刨料经筛网过筛后分成粗细两档，可以得到较好的利用。最终筛分后的粗、细料分开堆放存储。

2.1.2 冷再生混合料的拌和生产

原路面铣刨料经过破碎、筛分后分成10mm以下细集料部分和10～31.5mm粗集料部分两种规格的铣刨料，通过具有乳化沥青、水和矿粉添加装置的拌和设备进行拌和。

拌和生产之前必须进行试验（验证生产配合比），即确定两种铣刨料、矿粉、水泥、乳化沥青、水之间的生产配合比。

拌和时应控制好冷再生混合料的拌和时间，过度拌和，则粗集料表面的乳化沥青容易剥落，并可导致乳化沥青提前破乳，使混合料劲度过大；拌和不充分可导致集料不能充分地被乳化沥青裹覆。

2.1.3 冷再生混合料的摊铺、碾压

冷再生混合料的运输与传统沥青混合料无异。

冷再生混合料的摊铺可采用传统热拌沥青混合料的摊铺机械和工艺。与传统摊铺稍有不同之处，摊铺冷再生沥青混合料时摊铺机熨平板不必预热，以防止混合料中水份散失过快而影响混合料的和易性。

冷再生混合料的压实是保证质量的关键步骤，选择合理的压路机组合方式和碾压步骤至关重要。在混合料摊铺10～30min后，表面乳化沥青已经开始破乳，沥青粘度增加，此时压路机钢轮上粘轮将非常严重。为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、发裂、粘轮等情况下进行。

在摊铺上层路面结构前，冷再生混合料压实层应养生一段时间，使混合料中的水分进一步散失，结构强度进一步形成。在较好的气候条件下，一般养生期为2～5天。在养生过程中及时检测路面中的含水量，当路面含水量降低至2%以下时，可铺筑上层路面结构。

2.2 原沥青混凝土面层+原基层共同的冷再生处理

对原沥青混凝土面层+原基层共同的冷再生处理后的结构层可作为路面结构中的下基层或底基层。

在原沥青混凝土路面上采用大功率路面铣刨拌和机将原沥青混合料面层与基层就地翻挖、破碎，再加入水泥和水按一定比例重新拌和并形成再生混合料，最后碾压成型，使之能够满足一定路用性能结构层的施工工艺，称之为原沥青混凝土面层+原基层共同的就地冷再生处理。

将原沥青混凝土面层及基层开挖料由冷厂拌再生后用于新路的路面结构称之为厂拌冷再生。

无论是就地冷再生处理工艺还是厂拌冷再生处理工艺，它们的处理过程也基本一致的。下面介绍一下就地冷再生的具体施工方案：（1）采用方格网法布灰，实际施工布灰量可按3%～5%处理。（2）冷再生机对旧路材料和水泥充分加水拌和，适当控制行驶速度，水车以同样速度在冷再生机前面洒水（洒水量根据实际旧料含水量而确定）。（3）拌和后找平，分别采用震动压路机三轮压路机胶轮压路机碾压。（4）碾压成型后及时洒水养生，严禁车辆通行。

3 沥青混凝土路面冷再生材料强度形成机理

以原沥青混凝土面层+原基层共同的冷再生处理工艺为例：水泥稳定旧沥青混凝土路面材料是由水泥、粉碎的旧沥青混合料和原水泥（二灰）稳定碎石组成的复合材料。水泥水化后形成的水泥石是各种水化物、未水化颗粒、水、气等多相复合体，新水泥石与集料间存在一定厚度的过渡层，而原沥青混合料和原基层材料会对界面过渡层产生影响。这个过渡层的薄厚影响着复合材料的强度，过渡层厚，两者间的结合强度就低，从而影响再生材料的整体强度。

原沥青对再生的影响：根据相关研究结论，加入沥青混合料后材料的抗压强度比水泥稳定碎石的强度略低，随着沥青混合料比例的增大强度逐渐下降；相同条件下，材料的劈裂强度也呈现下降的趋势。该结果表明这些旧沥青的存在降低了再生材料的抗压强度和抗拉强度，分析原因可能是原集料表面沥青膜的存在影响了水泥水化物与集料的黏结。

原基层材料对再生的影响：

（1）根据相关研究，由于再生骨料空隙多，在拌和过程中容易吸收大量的水分，当水泥水化一段时间之后再生骨料又向外释放水分，这样可能导致界面区的过渡层过厚，从而影响再生材料的强度。

（2）由于回收材料的加大了粗糙度，增加了棱角效应，粒形改良和坚固性的优选排裂都有助于加强粗骨料的机械锁结作用，并对各种应力下的裂纹发展有一定的抑制作用，有助于再生材料强度的提高。

综上所述：冷再生材料中原沥青不会从根本上影响冷再生稳定料的强度形成机理；再生材料劈裂强度降低，主要原因是再生骨料与新旧水泥浆之间在一些薄弱区域，但由于内摩阻力的正面影响，使得再生材料的强度下降幅度得到遏制，使之对再生材料性能的负面影响下降，所以说冷再生材料是能满足使用要求。

4 结语

冷再生技术充分利用老路资源，彻底解决了废弃建筑材料二次利用的问题，避免了环境污染与破坏；冷再生技术可降低工程造价，其施工工期短，有助于减少交通中断；且再生材料具有均匀性、完整性的特点能有效地提升道路路面结构强度。冷再生技术的采用，为旧路更新改造探索了新途径，积累了新经验。

参考文献：

[1]JTG D50-2006 公路沥青路面设计规范.

[2]CJJ 169-2012城镇道路路面设计规范.

[3]JTJ 034-2000公路路面基层施工技术规范.