冷再生技术在公路养护大中修工程中的应用

杨 光

(秦皇岛市抚宁县交通运输局公路管理站)

1 应用实例

1.1 工程概况

2010年河北省秦皇岛市一般干线公路中修工程(102国道)(K242+694～K254+500)段设计标准为二级公路，设计速度80 km/h，路基宽度12 m，路面宽度9 m。

(1)原路面结构形式:沥青混凝土面层+水泥稳定砂砾基层+天然砂砾垫层。

(2)原路面破损状况:该段交通量特别是重载和超载车辆越来越多，根据现场观察和钻芯取样，发现沥青面层多呈松散，且芯样厚度仅为3～5 cm，水稳基层大面积松散，芯样表现为粉碎状，多处存在沉陷、翻浆等病害;路面使用性能指数PQI评定结果为“次”和“差”。

(3)路面维修方案通过对老路使用状况进行全面、系统的勘测和调查，业主决定对该路段采用20 cm冷再生基层+5 cm厚AC-16C型的中粒式沥青面层，并全段4 cm厚AC-13C型细粒式沥青混凝土罩面的施工方案18 cm水泥就地冷再生下基层(7 d无侧限抗压强度≥3 MPa)。针对冷再生段，为了保证不浪费材料、保证冷再生基层的高程，需要把原旧沥青路面挖除后，才能进行就地再生施工。

(4)由于冷再生施工工艺在本市使用极少，我单位将严格按照《公路沥青路面再生技术规范》JTGF41-2008的相关要求施工，并按相关标准、规程检验施工质量。

1.2 冷再生基层混合料

(1)再生剂的选择:根据道路原结构层的组成，选择水泥作为再生剂(即稳定剂)，选择P.O 32.5水泥，经试验各项指标符合规范要求，其中水泥要选用初凝时间要在5 h以上，终凝时间7 h以下，以保证足够、有效的施工时间。骨料的添加和级配范围的确定对冷再生基层各性能指标稳定性、可靠性影响较大。经过长期行车碾压和再生机的破碎，可能使原路面结构层骨料细化，需添加适当的骨料，确定合理级配。骨料级配试验首先在去除顶层原沥青面层后的旧基层上，由冷再生机在全段几个代表性点上进行铣刨取料，进行试验分析，确定施工级配。

(2)混合料组成设计:根据设计强度标准要求，用击实法确定冷再生混合料水泥计量为4.5%，最大干密度为2.32 g/cm3，最佳含水量为 6.2%，7 d无侧限抗压强度为3.8 MPa。

1.3 冷再生机

根据国内现有的施工经验及技术标准，选用宝马格MPH-125型路面再生机，该机发动机功率440 kW，最大工作宽度为2.438 m，工作深度为0～500 mm，内置电脑，能够自动控制用户设定的各种工作指标，可以连续完成铣刨、破碎、拌和、初步整形工作。

1.4 冷再生施工工艺

封闭交通——冷再生机组就位——按每平方米控制摊铺水泥和级配碎石——冷再生机铣刨与拌和——整形碾压——接缝处理——养生。

(1)旧路面清理。

①铣刨旧路:用铣刨机铣掉原沥青混凝土面层，用自卸汽车运回料场，以备材料回收再利用。

②修补坑槽:对旧路面上较大的坑槽挖除松散部分，用与原路基材料相近、合格的水稳料分层填筑并夯实，使原来的坑槽部位与周边路面保持齐平，保证冷再生基层厚度均匀、稳定。

③清理路面:清理旧路表面铣刨和补坑后的杂质和废料，形成基本标高一致、边线整齐的再生施工工作面。

(2)施工放样。

①撒布碎石:计算出半幅道路每车碎石的摊铺面积，将碎石均匀的撒在路幅中央，用平地机均匀的摊铺在半幅道路宽度范围内。

②撒布水泥:根据再生机的工作宽度，计算每50 kg水泥的摊铺长度，并由人工将水泥平均摊铺在这一范围内，以保证水泥用量的准确性和均匀性。撒布长度一般要保持冷再生机前60 m左右。在施工中考虑到施工现场的各项损耗，在摊铺水泥时，水泥用量可适当提高。

③设置工作参数:考虑冷再生机相邻2次行走轨迹之间需重叠10 cm以上，设定工作宽度为2.4 m，工作厚度为22 cm，行进速度为4～6 m/min，水量按最佳含水量再增加1%设定，破碎旧路最大粒径30 mm。由于碾压工作必须在水泥初凝之前完成，工作行进长度宜控制在100 m以内。

(3)铣刨拌和、摊铺、整形。

冷再生机在初始作业施工5～10 m后，试验人员及时检测铣刨深度、宽度、颗粒大小和水泥用量是否满足设定要求，如有偏差，应适当调整参数直至满足要求。拌和时，水车必须保证水源充足，与冷再生机配合尽量减少停顿，确保含水量达到最佳，对旧路两侧基层较软的地段，要注意控制冷再生机的行驶速度，防止骨料破碎不彻底。冷再生机工作完成的路段，用平地机进行精确整平，保证结构层标高符合设计要求。

(4)碾压。

整形后的再生混合料应在水泥初凝前并在试验确定的延迟时间内及时完成碾压。采用振动压路机静去振回2遍，再复振动碾压2遍，最后用压路机静压2遍。碾压结束后，立即进行压实度检测，对不能达到要求的各点、部位及时追压，追压后还不能满足要求的，要立即进行处理。

(5)接缝处理。

注意纵缝的搭接，保证铣刨机作业行进中搭接完成路基10 cm，以免出现漏铣现象发生，影响路基整体质量。

(6)养生。

每一段碾压完成并经压实度检查合格后，采用土工布覆盖养生。洒水量以保证其表面湿润为宜。洒水车宜采用加压喷雾式的装置洒水，保证洒水均匀，提高工作效率。

2 冷再生技术的优越性

(1)降低造价、节省原材料、节省运输费用:冷再生由于大部分利用了旧基层材料，从而减少了道路维修或改造时旧基层材料的挖起运输、废置和新材料的购置，节约了资源，从而成本大幅度下降。据国外施工资料介绍，与在旧基层上加铺新料的维修方法相比，浅层就地再生可降低成本约20%，深层就地冷再生约可降低成本46%。

(2)环境保护:使用传统的道路维修方法，沥青路面废弃量十分巨大，对环境造成污染，大量新材料的开采也会造成资源减少和环境的破坏。采用冷再生技术则可完全避免上述问题。由于旧料得以充分再生利用，从而大大减少了新筑路材料的开采量;也不存在旧料的运输与存放问题，是一项绿色环保技术。它不仅可以节约大量投资，更有利于环境保护，因此被人们称之为“绿色”施工技术。

(3)结构的完整性:冷再生施工产生的较厚的、均匀的路面，不存在传统施工方法中有时出现的较薄路面间的薄弱界面。

(4)不损坏路基:与传统施工相比，冷再生施工很少损坏路基。冷再生施工均为一次性作业，再生机的履带(履带式再生机)或高附着力轮胎(轮胎式再生机)在暴露的路面上只通过一次。减少了路基的早期破坏。

(5)较短的施工工期:再生机械具有较高的生产率，典型的产量为15 m2/min，与其他修复施工相比，大大缩短了工期。

(6)效率高:冷再生机械施工一次性可以完成铣刨、破碎、加水拌和及摊铺，从而简化了施工程序，缩短施工工期。使用就地冷再生机械，每天施工可完成5 000～8 000 m2的工作量。创造了道路改造快速施工的里程碑。

(7)质量好:冷再生可以根据不同道路旧基层材料的实际情况进行设计，选择不同的添加剂，配比准确，可以保证再生材料的优秀品质和施工质量，形成施工成型厚而均匀的粘结层，从而保证了维修后道路的使用期限，使再生后的沥青路面与新铺沥青路面性能基本相当。同时由于对旧材料进行重复利用，施工过程中路面的几何线形及厚度能得到很好地保持。