国道维修工程中冷再生成套技术的应用及施工要点分析

吕鹏刚

【摘要】国道是高等级公路，是国家国民经济发展的基础，需要进行定期的维修养护与改造。随着公路维护技术的日渐提高和国家对社会效益的日趋关注，针对于国道维修的沥青路面再生成套利用技术应运而生。该技术可以回收再生每年沥青路面所产生的大量废弃料（约300万t以上），为地方维护节省40%以上的维护成本，是我国现阶段倡导节约型社会与可持续发展战略的重要国策需求。本文以我国某地区的A国道维护工程作为背景基础，从国道公路处理方案开始，研究了冷再生成套技术在公路维护中的施工技术应用。

【关键词】冷再生技术；国道维护；沥青路面；再生材料；施工工艺

冷再生技术在中国开始兴起并得到广泛应用是上世纪90年代末，它极强的适应性与对废弃旧路面材料的合理充分应用使得公路路面维修达到了技术性与经济性双性兼得的良好效果。冷再生技术隶属于道路护养的旧沥青混合料再生利用技术范畴，它与热再生技术相对应，为沥青路面的再生面层、再生基层和底基层再生新的层位，根据技术和维修环境还可以分为厂拌冷再生和现场冷再生。

一、A国道公路工程维护概况

A国道是某地区两地之间一段全长18.745km的一级水泥混凝土公路，它的设计行车速度可以达到90km/h，双向4车道设计。作为该地区最重要的干线国道，它是在上世纪90年代初开始维修并运营的。在2001年进行了沿线交通安全拓宽改造。2014年，该国道从水泥混凝土路面改建为沥青路面，在改建过程中对路面的深挖与冲裂压实破坏了路面的稳基层，同时发现了当初由于采用了薄层罩面、道路注浆加固和深层翻修而带来的严重病害，并且由于该公路车流量大且常常有超载车辆经过，整个公路路面亟待重新维修养护。据调查分析，该段国道的维修面积要占到总路段面积比例的60%以上[1]。

二、施工前的道路检测分析

（一）路面病害处理方案分析

鉴于路面病害严重，新沥青路面的的结构层中面层与基层都要进行彻底整修才能满足新运行阶段荷载需求。在方案中考虑选择传统中的加铺维护技术，对全路段进行重建，但是由于重建费用过高，不符合修路低成本投入的初衷，而且许多维护较麻烦的穿镇路段也无法随时实施。所以选择了冷再生柔性技术，对路面的上部基层与半刚性底部基层进行组合，重建为全新的复合式路面。该技术能加强改建时深挖破损的路面基层，也可以为沥青路面建设在未来的运营中减少可能出现的断裂病害。

（二）冷再生技术

冷再生技术的优势就在于可以将原有的路面废旧材料进行再生利用，如此可以降低近一半的维护成本。它的大体流程就是对原路面的结构层进行二次铣刨，第一次先铣刨15cm，然后再次铣刨12cm，最终对路面的水稳基层进行超过20cm深度的水泥现场冷再生施工，达到路面再生的效果。此次工程还专门在沥青铣刨原料中填入了新的骨料，并通过水泥沥青的现场冷再生技术进行处理，并把水泥再生层部分的压实厚度保持在25cm，还增设了5cm的改性沥青面层。此设计在增加沥青路面的稳定性方面大有帮助，它不但增加了结构层的强度，也借助冷再生技术的柔性设计提高了路基层的抗疲劳度和抗水能力，而且对水稳基层抑制材料干缩和温缩变形都有好处，使得反射裂缝问题很难再出现，而沥青路面结构中的半刚性基层承载能力也有所提高 [2]。

三、A国道维修工程冷再生成套技术应用

出于对成本和现场路面基层破坏较为严重的实际因素考虑，A国道采用了现场水泥冷再生成套技术进行沥青路面的再生改造。

（一） 新骨料添加用量的核算

按照A国道的项目实际情况，进行生产配比计算骨料及水泥的用量。首先水泥作为现场冷再生技术的混合料粘结剂出现，它能改变混合料中对路面基层结构的土塑性，另一方面也能随着冷再生混合料龄期的增长而减小塑性指数，从而提升混合料的稳定性与强度，再配合大剂量的水泥混合，其强度和稳定性会更强。经过计算此次的水泥料的添加量约为39.45T。在骨料方面选择了级配为30～40mm的碎石78.11T，并追加了级配为0～10mm的石粉32T。

另外，还要配比其它水稳材料，设计它们的级配与强度需求，为路面基层配比粗集料与铣刨料，让再生的骨架材料具有符合要求的承载能力。为此为A国道选取了一组级配方案即：20～30mm的100%铣刨料、40mm～50mm的10%石屑。

（二） 材料拌和

在确定材料后就要进行材料拌和，利用冷再生机沿国道公路中线实施翻拌，按照13m/min的速率对所要拌和的混合料进行筛分试验并控制，保持冷再生机的转速达到2000转左右。拌和时的搭接宽度要求在40cm或以上，并且要充分考虑水泥的初凝时间，保证每一道工序都具备良好的衔接效果，每一段施工长度限制在50m。

在材料的拌和过程中通过水车配合冷再生机向前行驶，其中水车不断向冷再生机中蓄水，另外配备两辆洒水车跟随保证拌和用水足量。工程中要求再生混合料的最佳含水量保持在15%～20%左右，这样就得让原基层中的旧料在添加了新料后其含水量上升到15%～17%。同时为了补偿施工中的水分流失，再额外加水比例5%。

（三） 路面铣刨

因为本工程的冷再生成套技术所采用的是水泥现场再生方案，所以要对路面进行铣刨，选择了2台2200CR一机两用设备进行泡沫沥青的现场再生。工程中銑刨的深度达到20cm，以8m/min和10m/min的铣刨速度进行铣刨材料筛分并确定铣刨速度在8m/min最为适合。复加的二次铣刨则选择铣刨深度在15cm，此次采用的是水稳材料，由于是废弃材料所以不对铣刨速度进行要求。

（四） 碾压整平

在压路机跟进前要进行沥青路面的高程检测，主要对拌和和铣刨后的路面顶面高程进行设计。工程中以每10m为一段，中间的2m处、5m处和7m处分别进行高程测量，所测出的实际高程与设计高程存在差距。用白灰进行标记后利用平地机对高程问题路面进行物理整平，保证路面表面平整没有松散，且高程无误差。

总结：在对A国道的维护过程中也曾经出现过许多施工难题，比如说，冷再生机拌和过程中由于对路基底基层的厚度估算偏差而出现了拌和夹层的问题，导致其影响了路基的强度；另外在铣刨过程中，铣刨机对铣刨宽度的设计也存在过问题，导致铣刨机与冷再生机无法推进等等。这些问题都是施工中容易发生的技术性细节问题，需要施工进一步的严谨设计方案和提高施工技术，并一一加以解决。不过纵观来看，A国道改建维修采用成套冷再生技术是正确的，因为通过工程该段国道不但实现了技术方面的成熟，稳固了路面基层的强度和运营能力，也同时节约了经济成本，在短期内就实现了可观的社会效益。所以从我国公路建设的整体发展趋势来看，冷再生技术是值得其它地区与公路工程项目所广泛借鉴和参考的优质技术。

参考文献：

[1] 冯国龙.沥青路面冷再生技术在路面维修中的应用[J].城市建筑，2014，（26）：227-227.

[2] 王洪顺，杨智敏，拾方治等.冷再生成套技术在320国道桐乡段维修中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2007，24（9）：29-33.

[3] 贾淑俊.沥青路面冷再生工艺技术的研究[D].河北工业大学，2007.18-28.