冷再生技術在公路養(yǎng)護大中修工程中的應用

楊 光

(秦皇島市撫寧縣交通運輸局公路管理站)

1 應用實例

1.1 工程概況

2010年河北省秦皇島市一般干線公路中修工程(102國道)(K242+694～K254+500)段設計標準為二級公路，設計速度80 km/h，路基寬度12 m，路面寬度9 m。

(1)原路面結構形式:瀝青混凝土面層+水泥穩(wěn)定砂礫基層+天然砂礫墊層。

(2)原路面破損狀況:該段交通量特別是重載和超載車輛越來越多，根據(jù)現(xiàn)場觀察和鉆芯取樣，發(fā)現(xiàn)瀝青面層多呈松散，且芯樣厚度僅為3～5 cm，水穩(wěn)基層大面積松散，芯樣表現(xiàn)為粉碎狀，多處存在沉陷、翻漿等病害;路面使用性能指數(shù)PQI評定結果為“次”和“差”。

(3)路面維修方案通過對老路使用狀況進行全面、系統(tǒng)的勘測和調(diào)查，業(yè)主決定對該路段采用20 cm冷再生基層+5 cm厚AC-16C型的中粒式瀝青面層，并全段4 cm厚AC-13C型細粒式瀝青混凝土罩面的施工方案18 cm水泥就地冷再生下基層(7 d無側限抗壓強度≥3 MPa)。針對冷再生段，為了保證不浪費材料、保證冷再生基層的高程，需要把原舊瀝青路面挖除后，才能進行就地再生施工。

(4)由于冷再生施工工藝在本市使用極少，我單位將嚴格按照《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》JTGF41-2008的相關要求施工，并按相關標準、規(guī)程檢驗施工質(zhì)量。

1.2 冷再生基層混合料

(1)再生劑的選擇:根據(jù)道路原結構層的組成，選擇水泥作為再生劑(即穩(wěn)定劑)，選擇P.O 32.5水泥，經(jīng)試驗各項指標符合規(guī)范要求，其中水泥要選用初凝時間要在5 h以上，終凝時間7 h以下，以保證足夠、有效的施工時間。骨料的添加和級配范圍的確定對冷再生基層各性能指標穩(wěn)定性、可靠性影響較大。經(jīng)過長期行車碾壓和再生機的破碎，可能使原路面結構層骨料細化，需添加適當?shù)墓橇希_定合理級配。骨料級配試驗首先在去除頂層原瀝青面層后的舊基層上，由冷再生機在全段幾個代表性點上進行銑刨取料，進行試驗分析，確定施工級配。

(2)混合料組成設計:根據(jù)設計強度標準要求，用擊實法確定冷再生混合料水泥計量為4.5%，最大干密度為2.32 g/cm3，最佳含水量為 6.2%，7 d無側限抗壓強度為3.8 MPa。

1.3 冷再生機

根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有的施工經(jīng)驗及技術標準，選用寶馬格MPH-125型路面再生機，該機發(fā)動機功率440 kW，最大工作寬度為2.438 m，工作深度為0～500 mm，內(nèi)置電腦，能夠自動控制用戶設定的各種工作指標，可以連續(xù)完成銑刨、破碎、拌和、初步整形工作。

1.4 冷再生施工工藝

封閉交通——冷再生機組就位——按每平方米控制攤鋪水泥和級配碎石——冷再生機銑刨與拌和——整形碾壓——接縫處理——養(yǎng)生。

(1)舊路面清理。

①銑刨舊路:用銑刨機銑掉原瀝青混凝土面層，用自卸汽車運回料場，以備材料回收再利用。

②修補坑槽:對舊路面上較大的坑槽挖除松散部分，用與原路基材料相近、合格的水穩(wěn)料分層填筑并夯實，使原來的坑槽部位與周邊路面保持齊平，保證冷再生基層厚度均勻、穩(wěn)定。

③清理路面:清理舊路表面銑刨和補坑后的雜質(zhì)和廢料，形成基本標高一致、邊線整齊的再生施工工作面。

(2)施工放樣。

①撒布碎石:計算出半幅道路每車碎石的攤鋪面積，將碎石均勻的撒在路幅中央，用平地機均勻的攤鋪在半幅道路寬度范圍內(nèi)。

②撒布水泥:根據(jù)再生機的工作寬度，計算每50 kg水泥的攤鋪長度，并由人工將水泥平均攤鋪在這一范圍內(nèi)，以保證水泥用量的準確性和均勻性。撒布長度一般要保持冷再生機前60 m左右。在施工中考慮到施工現(xiàn)場的各項損耗，在攤鋪水泥時，水泥用量可適當提高。

③設置工作參數(shù):考慮冷再生機相鄰2次行走軌跡之間需重疊10 cm以上，設定工作寬度為2.4 m，工作厚度為22 cm，行進速度為4～6 m/min，水量按最佳含水量再增加1%設定，破碎舊路最大粒徑30 mm。由于碾壓工作必須在水泥初凝之前完成，工作行進長度宜控制在100 m以內(nèi)。

(3)銑刨拌和、攤鋪、整形。

冷再生機在初始作業(yè)施工5～10 m后，試驗人員及時檢測銑刨深度、寬度、顆粒大小和水泥用量是否滿足設定要求，如有偏差，應適當調(diào)整參數(shù)直至滿足要求。拌和時，水車必須保證水源充足，與冷再生機配合盡量減少停頓，確保含水量達到最佳，對舊路兩側基層較軟的地段，要注意控制冷再生機的行駛速度，防止骨料破碎不徹底。冷再生機工作完成的路段，用平地機進行精確整平，保證結構層標高符合設計要求。

(4)碾壓。

整形后的再生混合料應在水泥初凝前并在試驗確定的延遲時間內(nèi)及時完成碾壓。采用振動壓路機靜去振回2遍，再復振動碾壓2遍，最后用壓路機靜壓2遍。碾壓結束后，立即進行壓實度檢測，對不能達到要求的各點、部位及時追壓，追壓后還不能滿足要求的，要立即進行處理。

(5)接縫處理。

注意縱縫的搭接，保證銑刨機作業(yè)行進中搭接完成路基10 cm，以免出現(xiàn)漏銑現(xiàn)象發(fā)生，影響路基整體質(zhì)量。

(6)養(yǎng)生。

每一段碾壓完成并經(jīng)壓實度檢查合格后，采用土工布覆蓋養(yǎng)生。灑水量以保證其表面濕潤為宜。灑水車宜采用加壓噴霧式的裝置灑水，保證灑水均勻，提高工作效率。

2 冷再生技術的優(yōu)越性

(1)降低造價、節(jié)省原材料、節(jié)省運輸費用:冷再生由于大部分利用了舊基層材料，從而減少了道路維修或改造時舊基層材料的挖起運輸、廢置和新材料的購置，節(jié)約了資源，從而成本大幅度下降。據(jù)國外施工資料介紹，與在舊基層上加鋪新料的維修方法相比，淺層就地再生可降低成本約20%，深層就地冷再生約可降低成本46%。

(2)環(huán)境保護:使用傳統(tǒng)的道路維修方法，瀝青路面廢棄量十分巨大，對環(huán)境造成污染，大量新材料的開采也會造成資源減少和環(huán)境的破壞。采用冷再生技術則可完全避免上述問題。由于舊料得以充分再生利用，從而大大減少了新筑路材料的開采量;也不存在舊料的運輸與存放問題，是一項綠色環(huán)保技術。它不僅可以節(jié)約大量投資，更有利于環(huán)境保護，因此被人們稱之為“綠色”施工技術。

(3)結構的完整性:冷再生施工產(chǎn)生的較厚的、均勻的路面，不存在傳統(tǒng)施工方法中有時出現(xiàn)的較薄路面間的薄弱界面。

(4)不損壞路基:與傳統(tǒng)施工相比，冷再生施工很少損壞路基。冷再生施工均為一次性作業(yè)，再生機的履帶(履帶式再生機)或高附著力輪胎(輪胎式再生機)在暴露的路面上只通過一次。減少了路基的早期破壞。

(5)較短的施工工期:再生機械具有較高的生產(chǎn)率，典型的產(chǎn)量為15 m2/min，與其他修復施工相比，大大縮短了工期。

(6)效率高:冷再生機械施工一次性可以完成銑刨、破碎、加水拌和及攤鋪，從而簡化了施工程序，縮短施工工期。使用就地冷再生機械，每天施工可完成5 000～8 000 m2的工作量。創(chuàng)造了道路改造快速施工的里程碑。

(7)質(zhì)量好:冷再生可以根據(jù)不同道路舊基層材料的實際情況進行設計，選擇不同的添加劑，配比準確，可以保證再生材料的優(yōu)秀品質(zhì)和施工質(zhì)量，形成施工成型厚而均勻的粘結層，從而保證了維修后道路的使用期限，使再生后的瀝青路面與新鋪瀝青路面性能基本相當。同時由于對舊材料進行重復利用，施工過程中路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持。