沥青混凝土路面冷再生技术及其应用探讨

马玉安

【摘 要】本文对沥青混凝土路面现场冷再生技术的设计、施工工艺、质量控制进行了初步探讨。

【关键词】沥青；混凝土；路面；冷再生；技术；应用

沥青混凝土路面冷再生技术是将旧沥青混凝土路面材料，包括面层和部分基层材料经破碎加工后进行重复利用，根据再生后结构层的结构特征适当加入新骨料或细集料，按比例加入一定量的外掺剂（如水泥、石灰、粉煤灰、泡沫沥青或乳化沥青等）和适量的水，在自然环境温度下连续完成材料的铣刨、破碎、添加、拌和、摊铺及压实成型，重新形成具有所需承载能力结构层的一种工艺方法。

1.沥青混凝土路面冷再生工作原理

冷再生施工技术是一种新的路面修复技术，是路面修复方式的变革，目前越来越受到重视。其工作原理如下：在旧沥青路面的基层、面层中加入一定规格、数量的新集料、稳定剂、水，然后按照施工要求和路面修复的厚度要求，使用冷再生机设备对材料进行破碎处理，并就地对所有的原材料进行拌和、整形、碾压，然后对路面进行养生，使其达到新建路面基层或者底基层的技术要求，从而实现对路面的修复，为车辆通行创造良好的条件。

2.沥青混凝土路面现场冷再生的反应机理

沥青混凝土路面是由级配矿料和沥青组成的具有一定密实度的板体结构，由沥青将矿料粘结成整体。沥青混凝土路面自交付使用后，经受各种自然因素及行车荷载的重复作用，逐渐脆硬老化、疲劳开裂，直至路面破坏。对旧沥青混凝土路面材料进行抽提试验，经化学分析表明：沥青中油份减少，而沥青质及胶质增多，导致沥青结合料脆硬性增强。其路用性能表现为：沥青针入度减小，软化点升高，延度降低；而矿料成分除受长期荷载作用变碎、变细以外，没有其他变化。

经铣刨破碎的沥青混凝土路面材料，如果具有合适的级配，当掺入外加剂加水均匀拌和后，发生一系列物理化学反应，经碾压成型养生后可形成与水泥土、二灰稳定碎石及水泥稳定碎石等半刚性基层性质类似的基层材料。冷再生碎石料与施工中常用的矿料不尽相同，冷再生料中除含有沥青碎屑外，矿料外壳还有部分沥青膜，因此其在结构层中的受力情况与碎石也不尽相同，如何界定该结构层的力学特性，通过对采用相同级配的水泥稳定碎石、冷再生基层混合料及与旧沥青混凝土路面油石比相同的沥青混合料的抗压回弹变形试验可以得出结论：冷再生基层混合料的回弹变形比水泥稳定碎石和沥青混合料的回弹变形都大。沥青混凝土路面冷再生基层材料是处于半刚性与柔性材料之间的一种混合料，它具备两种材料的各自优点，这是由它本身的材料构成所决定的。由于裹覆矿料的沥青膜的模量远远低于矿料的模量，根据冷再生混合料的组成可以看出，如果把裹覆沥青的矿料颗粒作为一个复合单元和一个整体看，该复合单元的刚度小于原矿料颗粒的刚度，且裹覆沥青的矿料颗粒越多，则该复合单元的刚度就越小，且刚度的降低与原沥青混凝土路面面层厚度及沥青含量成正比。

3.冷再生混合料配合比设计

冷再生混合料配合比设计必须要涉及以下几个方面，如有代表性旧路样品的获取、回收混合料组成及性能必须由实验室确定、新集料添加的规格与用量的确定、新添稳定剂等级及用量的选择，拌合前含水量的确定、混合料性能试验要在养生初期与完成后进行及最佳配合比的确定。

4.沥青混凝土路面冷再生施工准备

4.1 施工准备

沥青混凝土路面施工前，必须调查旧路结构状况，沥青混凝土旧路路面冷再生是利用旧路沥青混凝土及上基层经破碎加入水泥均匀拌和，在最佳含水量条件下碾压获得的半刚性结构。在旧路弯沉检测过程中，可以对旧路的承载力进行充分了解。为对旧路沥青层的厚度、基层材料及基层厚度等方面进行准确确定，可以通过现场冷再生技术对旧路结构材料进行破碎取样，以此对结构强度进行掌握。为对添加剂的类型及用量多少进行确定，必须详细分析旧路结构材料的土质。

4.2机具准备

沥青混凝土路面施工前，必须确保机械设备充足并符合施工要求，目前沥青混凝土路面冷再生施工中主要应用的机具有冷再生机、平地机、自行式洒水车、运送水泥车、单钢轮振动压路机及推土机等。

4.3材料准备

冷再生结构的骨料与填充料主要是经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层所得的混合料，骨料质量在4.75mm 以上的应在47%-67%范围内，如无法满足这一要求，必须选用合理地措施进行骨料及填充料用量的增减，在选用水泥过程中，可以选用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥。水选用饮用水即可。

5.沥青混凝土路面冷再生施工工艺

5.1路面清理

冷再生施工技术应用前必须清理干净旧路路面，将路面杂物清除干净，将旧路侧石拆除，依据设计要求由测量人员进行高程测量标线，保证铣刨宽度与高度符合施工规定。施工前期必须将施工路段的交通封闭，严禁除施工车辆外其他车辆的通行。

5.2撒布水泥

依据水泥用量、路面再生厚度等指标，进行石灰方格的撒布，以此对水泥用量进行确定。由于施工现场会产生多种损耗现象，在水泥用量确定过程中必须遵循施工设计要求增加15%左右的用量并加以控制。水泥撒布施工中必须确保其均匀度，不能出现厚薄不均现象，同时将撒布长度控制在再生机具前端60mm的距离。

5.3 铣刨拌和

再生机具有铣刨拌和的作用，其拌和幅宽较长，拌和压实厚度通常控制在18cm左右，在沥青混凝土旧路路面施工中，再生機行驶速度必须进行严格控制，通常控制在5m/min，破碎沥青混凝土最大粒径一般会合理空载在30mm以下。在水泥初凝前必须结束碾压工作，应将单幅拌和长度在小于200m的范围进行控制。两幅拌和结束后进行稳压施工，选用振动压路机时应将振动关闭进行一遍稳压作业，在选用平地机进行整平机碾压施工，由再生机机载电脑对拌和过程的加水量进行合理控制。

5.4整平及碾压

利用推土机进行粗略找平施工并进行排压，确保其均匀度，随后利用平地机进行细致找平作用，直至达到设计要求，同时注意横坡及平整度要与相关规范需求相符合。刮平作业要选用平地机进行施工，在施工前要求对全幅再生材料进行均匀压实。基于再生机后轮胎行走在再生材料的表面，轮迹部位的材料会存在压实现象，但位于两轮之间的材料还没有碾压到，基于此早刮平施工前，为避免出现压实差应先进行压实作业"在压路机施工中，细粒级配材料中部分具有较低塑性的材料极易出现剪切破坏的现象，甚至出现横向位移的情况，为对这种材料进行有效压实，必须对用水量进行良好控制。最后刮平施工要选用平地机进行施工，在施工时特别注意不能将刮片落在低凹路段，因为这些刮片和下部材料之间不存在黏结性质。在碾压施工前要对含水量进行检测，确保其含水量符合施工要求，碾压作业中如遇到冷再生表面风干等情况，必须进行适量的洒水作业。

6.结语

沥青混凝土路面冷再生技术的实施，要做好原路况的调查研究，从社会和经济发展的角度做好结构设计，选取适当的添加济及用量。施工实践中要注意总结经验，控制级配及添加济用量，加强各工序之间的衔接，严把施工关键环节。通过近年来的施工实践，我们认为沥青混凝土路面冷再生工艺作为一项新的路面施工技术，具有施工简便、节约材料、缩短工期、减少环境污染，适用范围广、降低工程造价等优点，值得在工程建设中推广。 [科]

【参考文献】

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[3]李纲.谈冷再生与热再生的特点[J].黑龙江交通科技，2010（2）.