瀝青路面就地冷再生技術(shù)在非洲地區(qū)的應(yīng)用研究

高萌GAO Meng

（中交一公局集團(tuán)有限公司海外事業(yè)部，北京 100024）

0 引言

瀝青再生技術(shù)是一種針對(duì)無(wú)法滿足路面使用標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混凝土廢料進(jìn)行再利用的先進(jìn)技術(shù)。該技術(shù)涉及對(duì)廢舊瀝青混凝土路面的挖掘、破碎和篩分，之后將這些材料與新的集料、新瀝青以及必要時(shí)加入的再生劑進(jìn)行重新混合，以形成具備預(yù)期路面使用性能的混合料。這些經(jīng)過再生的混合料可用于重新鋪設(shè)路面的各種結(jié)構(gòu)層，包括面層和基層。此技術(shù)適用于各種類型的瀝青路面建設(shè)，使用效果與新瀝青混合料基本相當(dāng)。通過瀝青混合料的再生利用，可以顯著減少瀝青和砂石材料的新需求，從而降低筑路成本。同時(shí)，該技術(shù)可大量消耗廢舊瀝青路面材料，實(shí)現(xiàn)了能源的節(jié)約和環(huán)境的保護(hù)。因此，瀝青再生技術(shù)不僅帶來(lái)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，還減少了對(duì)環(huán)境的污染，是一種環(huán)境友好且成本效益高的材料利用方式。

1 就地冷再生技術(shù)概述

1.1 就地冷再生技術(shù)原理

就地冷再生技術(shù)是一種先進(jìn)的路面修復(fù)工藝，它充分利用了現(xiàn)有的舊鋪層材料，包括面層和基層。必要時(shí)會(huì)添加部分新骨料，并按比例混入一定量的添加劑，如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫瀝青、乳化瀝青等，同時(shí)加入適量的水。在自然環(huán)境溫度下，該技術(shù)能夠連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪以及壓實(shí)成型，最終重新形成具有所需承載能力的結(jié)構(gòu)層。就地冷再生技術(shù)施工工藝流程如圖1所示。

圖1 就地冷再生作業(yè)過程

1.2 路面狀況與時(shí)間關(guān)系

圖2 路面狀況與時(shí)間關(guān)系圖

因此，對(duì)損壞的道路進(jìn)行及時(shí)的維修保養(yǎng)，不僅可以有效地延長(zhǎng)公路的使用壽命，還能顯著降低其全壽命周期內(nèi)的維護(hù)成本。就地冷再生技術(shù)，作為一種高效且經(jīng)濟(jì)的路面修復(fù)方法，能夠快速對(duì)各種出現(xiàn)病害的路段進(jìn)行再生處理，且成本較低。正因其卓越的性價(jià)比和實(shí)用性，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外道路再生工程中得到了廣泛的應(yīng)用和認(rèn)可。

2 工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介

①地理位置：金沙薩-馬塔迪收費(fèi)道路是剛果（金）首都金沙薩至馬塔迪港口的唯一通道，起點(diǎn)位于金沙薩，終點(diǎn)位于剛果（金）港口城市馬塔迪。

筆者公司承建其中的30 公里，起點(diǎn)位于距金沙薩PK120+920.000，終點(diǎn)位于距金沙薩PK150+920.000。

②主要結(jié)構(gòu)形式：1）現(xiàn)有道路升級(jí)改造：5cm 厚瀝青混凝土（AC-13C）＋透層/粘層瀝青+20cm 厚水泥冷再生基層。2）小半徑彎道擴(kuò)寬道路：5cm 厚瀝青混凝土（AC-13C）＋透層/粘層瀝青+20cm 厚水泥穩(wěn)定碎石+20cm 厚穩(wěn)定紅土粒料底基層。道路寬度：8m 道路（7m 寬舊有道路+0.5m+0.5m 擴(kuò)寬車行道）；9.5m 道路（7m 寬舊有道路+2m 小半徑彎道內(nèi)側(cè)加寬+0.5m 小半徑彎道外側(cè)加寬）。

③里程：PK120+920.000 至PK150+920.000。

④產(chǎn)品類型：舊路升級(jí)改造。

2.2 機(jī)械的配置

卡特RM500B 就地冷再生機(jī)1 臺(tái)，SR20-3 山推振動(dòng)壓路機(jī)2 臺(tái)，SG21-3 山推平地機(jī)1 臺(tái)，SE240 山推挖掘機(jī)1 臺(tái)，灑水車3 臺(tái)。

2.3 就地冷再生技術(shù)施工工藝

由于冷再生工藝屬于新工藝，就地冷再生機(jī)組有多種類型，目前還沒有相關(guān)的施工規(guī)范對(duì)其進(jìn)行管理與控制，但其基本流程總的來(lái)說包括了四項(xiàng)主要工序：一是準(zhǔn)備舊路面的再生材料包括破碎和翻松舊路；二是加入添加劑和水并加以拌和；三是成型和壓實(shí)：最后是在再生的路面上加鋪磨耗層。其施工工序圖如圖3。

唐氏篩查是一項(xiàng)篩選胎兒患唐氏綜合征可能性的檢查，結(jié)果不是最終診斷，而是風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，即患唐氏綜合征的可能性。如果篩查結(jié)果顯示風(fēng)險(xiǎn)高，就有必要進(jìn)行進(jìn)一步的檢查如羊水穿刺等。所以，在進(jìn)一步檢查的結(jié)果尚未出現(xiàn)前，不必過分緊張。

圖3 就地冷再生工藝流程

2.4 就地冷再生技術(shù)施工流程

2.4.1 施工準(zhǔn)備

在工程啟動(dòng)之前，必須確保所有必要的施工機(jī)械及其配件齊備，施工機(jī)械主要包括運(yùn)輸、再生、攤鋪以及壓實(shí)等類別的設(shè)備。同時(shí)，應(yīng)對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行全面的保養(yǎng)與試運(yùn)行，以保障在施工期間設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，避免因設(shè)備故障而對(duì)施工進(jìn)度和工程質(zhì)量造成不利影響。此外，對(duì)于原始路面，需采用清掃車或森林滅火鼓風(fēng)機(jī)徹底清除浮塵，或采用人工方式清掃路面，以確保施工路面的潔凈度符合要求，無(wú)大面積污染、無(wú)灰塵及其他雜物，從而為后續(xù)施工提供良好的基礎(chǔ)條件。

2.4.2 施工放樣

①在進(jìn)行再生層施工之前，為確保施工的準(zhǔn)確性，應(yīng)在道路兩側(cè)設(shè)置一系列標(biāo)樁（桿）作為施工的基線，這些基線將用于重新確定和恢復(fù)道路的中心線位置。

②標(biāo)樁（桿）的設(shè)置應(yīng)遵循一定的間距規(guī)則，以確保施工的連貫性和精度。在直線段上，每隔20m 應(yīng)設(shè)置一個(gè)標(biāo)樁，在平曲線段上，由于曲線變化較復(fù)雜，因此需每隔10m需設(shè)置一個(gè)標(biāo)樁。為了進(jìn)一步明確施工邊界，還應(yīng)在兩側(cè)路肩邊緣外側(cè)設(shè)置指示樁。

③根據(jù)施工放樣的結(jié)果，使用白灰在地面上明確標(biāo)出路面的邊線和中線，這樣可以為施工人員提供清晰的施工指導(dǎo)，確保施工過程的順利進(jìn)行。

2.4.3 冷再生機(jī)銑刨與拌和

舊路面銑刨再生作業(yè)采用的是RM500B 型冷拌再生機(jī)。此機(jī)械的最大工作寬度達(dá)到250cm，最大拌和深度為40cm，能夠確保連續(xù)且高效的拌和作業(yè)，并配備有精確控制鋪筑厚度的功能。當(dāng)設(shè)定了工作深度后，設(shè)備的傳感器和控制系統(tǒng)將精準(zhǔn)地調(diào)控轉(zhuǎn)子的切削深度，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的冷再生厚度。此外，該機(jī)械支持半封閉施工模式，這不僅有助于緩解交通中斷的問題，還能提升施工安全性。為了避免作業(yè)面出現(xiàn)條梗，可通過設(shè)置使相鄰兩幅的工作面重疊20 至30cm。在冷再生機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，需要有一輛灑水車協(xié)同作業(yè)，以確保拌和過程中的水分需求。按照10%的含水量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加水，并在拌和過程中不斷檢查含水量。機(jī)械的行進(jìn)速度控制在4m 至8m 每分鐘，同時(shí)有專人負(fù)責(zé)跟機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)拌和深度，以保障拌合料的含水量和拌合層的厚度達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.4 碾壓整形

在再生機(jī)完成兩輪施工后，先使用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行一次追密碾壓，以確保初步壓實(shí)。在此過程中，將碾壓速度嚴(yán)格控制在1.5-3.0 公里/小時(shí)。膠輪壓路機(jī)作業(yè)完畢后，利用平地機(jī)進(jìn)行精確平整，以進(jìn)一步優(yōu)化施工面。平地機(jī)完成工作之后，采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行六輪強(qiáng)振壓實(shí)，這是為了確保冷再生基層能夠達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)度。在進(jìn)行碾壓時(shí)，需要特別注意錯(cuò)軸寬度的控制，并遵循從路邊向路中心、從低處向高處的順序進(jìn)行，以確保全面的壓實(shí)效果。在完成最終的壓實(shí)作業(yè)后，冷再生層應(yīng)展現(xiàn)出平整光滑的表面，并有水漿滲出，這是壓實(shí)效果良好的直觀表現(xiàn)。這個(gè)過程中要確保所有的壓實(shí)工作在水泥終凝時(shí)間之前完成，以避免影響材料的性能。碾壓施工完成后采用灌砂法來(lái)測(cè)定壓實(shí)度，用來(lái)驗(yàn)證壓實(shí)效果。通過這種方式，能夠確保冷再生層的密實(shí)度不低于96%，從而滿足工程對(duì)材料性能的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4.5 接縫處的處理

在半幅施工過程中，縱向接縫處的重疊寬度通常設(shè)定為10cm 至15cm，以確保接縫的平整性；對(duì)于橫向兩個(gè)工作段的連接部分，通常采用搭接拌和的技術(shù)手法。在完成前一段的整形工作后，會(huì)預(yù)留出3m 至5m 的區(qū)域不進(jìn)行碾壓處理；而在進(jìn)行后一段施工時(shí)，會(huì)將前一段未進(jìn)行壓實(shí)的部分添加瀝青重新進(jìn)行拌和，然后與該段一起進(jìn)行碾壓。在碾壓過程中，需特別注意避免對(duì)前一段已完成部分造成損壞，既要確保整體的平整度，又要達(dá)到預(yù)期的壓實(shí)度。

2.4.6 調(diào)頭處的處理

若需在已完成壓實(shí)的水泥穩(wěn)定就地冷再生層上進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的調(diào)頭操作，必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)性措施，以防對(duì)作業(yè)段造成損傷。一般采用在預(yù)備調(diào)頭的8 至10m 長(zhǎng)穩(wěn)定土層上，先鋪設(shè)一層厚塑料布或油氈紙以形成隔離，再在其上覆蓋約10cm 厚的土壤、砂子或砂礫石作為保護(hù)。

2.4.7 養(yǎng)生及交通管制

在每段路面碾壓作業(yè)完畢且經(jīng)過嚴(yán)格的壓實(shí)度檢測(cè)確認(rèn)合格后，立即采用土工布進(jìn)行覆蓋，并實(shí)施灑水養(yǎng)生措施，需持續(xù)至少7 天。在養(yǎng)生期內(nèi)，為確保底基層的穩(wěn)定性和質(zhì)量，將實(shí)施交通封閉，僅允許灑水車通行；若條件限制無(wú)法完全封閉交通，則會(huì)對(duì)重型車輛進(jìn)行限制，而其他車輛的行駛速度將被嚴(yán)格控制在30 公里/小時(shí)以內(nèi)。養(yǎng)生期結(jié)束后，將立即進(jìn)行下一道工序的施工。

2.4.8 取芯和試驗(yàn)

經(jīng)過7 天的養(yǎng)生期后，進(jìn)行鉆心取樣，以獲取代表性的樣本。對(duì)樣本進(jìn)行無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)，以評(píng)估其力學(xué)性能和穩(wěn)定性。這一試驗(yàn)方法能夠提供關(guān)于材料在無(wú)側(cè)限條件下的抗壓能力的重要數(shù)據(jù)，從而為評(píng)估施工質(zhì)量和材料性能提供科學(xué)依據(jù)。

3 經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析

3.1 工程造價(jià)對(duì)比分析

本研究以剛果（金）金馬路的冷再生舊路升級(jí)改造工程為例，與傳統(tǒng)挖出重建方案進(jìn)行了詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析。在單價(jià)與費(fèi)用一致的前提下，與傳統(tǒng)的挖出重建方案相比，冷再生方案能顯著降低約50%的工程造價(jià)。表1 詳細(xì)對(duì)比了基于相同基準(zhǔn)（一萬(wàn)平米、20cm 厚度）下，冷再生方案與傳統(tǒng)方案在各施工環(huán)節(jié)的造價(jià)差異。

3.2 施工工期

就地冷再生技術(shù)通過有效利用舊路面材料，顯著減少了砂石等新材料的使用量，從而降低了工程造價(jià)。該技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于其能夠一次性完成銑刨與拌和的工序，之后可進(jìn)行碾壓等后續(xù)操作。這種一體化的翻修方式，避免了傳統(tǒng)挖除重建方法中的銑刨、材料運(yùn)輸和重新攤鋪等繁瑣步驟，極大地壓縮了施工工期，如表2（以本工程量為例）。此外，就地冷再生技術(shù)無(wú)需額外場(chǎng)地來(lái)堆放舊材料，進(jìn)一步提高了施工效率。

表2 冷再生方案與挖除重建方案工期對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

就地冷再生技術(shù)的實(shí)施，在經(jīng)濟(jì)層面展現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。它不僅節(jié)省了原材料和運(yùn)輸費(fèi)用，而且通過縮短工期，有效地降低了整體施工成本，并且經(jīng)過再生的路面質(zhì)量得到了顯著提升。從社會(huì)效益的角度來(lái)看，該技術(shù)有利于環(huán)境保護(hù)，有效防止了施工過程中的環(huán)境污染。同時(shí)，由于采用半幅施工方式，無(wú)需完全中斷交通，從而極大地減輕了施工對(duì)當(dāng)?shù)亟煌ǖ呢?fù)面影響。因此，就地冷再生技術(shù)在海內(nèi)外得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。