沥青路面冷再生技术在施工中的应用

■陈晋华

(福建船政交通职业学院，福州 350007)

0 前言

目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已经超过2000亿元。在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，大量的翻挖、铣刨沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏国家来说是一种资源的浪费，而且大量的使用新石料，开采石矿会导致森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏。按照沥青的设计寿命(15～20年)，从现在起，每年有12%的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万吨之巨，如能加以利用，每年可节省材料费3.5亿人民币，而这个数字是以每年15%的速度增长的。10年以后，沥青路面的大、中修产生的旧沥青混合料将达到1000万吨，届时通过再生利用每年可节约材料费15亿元。否则这些为数巨大的沥青混凝土层翻挖后只能白白的废弃掉，不仅浪费了资源，也会对环境造成严重的污染。因此，沥青再生技术的研究、推广和相关专用设备的开发，对降低建设成本、保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义，随着我国高等级沥青路面维修养护量不断增加，对沥青路面再生技术有必要加强理论研究，开发合适的再生剂和机械设备，为再生旧料在实际工程中的大量应用奠定基础。

1 沥青路面冷再生技术

冷再生技术是采用一次性粉碎法，将旧沥青路面就地翻挖、铣刨、破碎，再掺入一定数量的再生剂、水泥和骨料，旧沥青混凝土路面粉碎料,经冷再生设备拌和并加入适量的水后,按设定的厚度，经整平预拱、反复碾压和后期养护，使其达到设计路基结构层技术要求的一种施工工艺。

2 冷再生技术的施工特点

沥青路面冷再生属于道路维修、改造的范畴，不仅适用于高等级公路的维修与改造，也适用于一般道路及乡间公路的维修与改造。就地冷再生施工技术具有诸多优点，概括起来可归纳为以下5点：

(1)成本低

道路就地冷再生由于全部利用了旧的铺层材料，从而减少了道路维修或改造时旧铺层材料的挖起运输、废置和新材料的购置，节约能源，从而导致成本大幅度下降。

(2)效率高

道路就地冷再生机械施工一次性可以完成铣刨、破碎、添加、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5000～8000m2的工作量。创造了道路改造快速施工的一里程碑。

(3)质量好

就地冷再生可以根据不同道路旧铺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。

(4)路面高度不变

应用原有的施工方法是在原有的旧路面上铺筑基层与面层，每大修一次道路，路基就会提高，为公路附近的村民造成不便。而冷再生是在原有的路面上进行刨铣、拌和、碾压，不会提高路面高度。

(5)污染少

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。

3 沥青路面冷再生技术的施工工艺

3.1 材料的选择

冷再生基层用的集料为原道路沥青混合料、级配碎石、砂砾、刨铣料等。刨铣料单颗粒的最大粒径通常限定为40mm以内，取决于再生层的厚度，一般规定不应大于再生层厚度的1/3。

(1)旧沥青路面刨铣料(RAP)

在水泥稳定就地冷再生层施工前，在原道路上取有代表性的刨铣料样品严格按照相关规范进行颗粒分析、液限和塑性指数、击实试验、有机质含量，硫酸盐含量等试验。有机质含量超过2%或硫酸盐含量超过0.25%的旧路混合料，以及塑性指数小于10的旧料，不得用于就地冷再生。

(2)石料

碎石或砾石的压碎值指标值应不大于30%，针片状颗粒含量不大于15%，集料中小于0.6mm的细粒料必须做液、塑性指数试验，要求液限小于28%，塑性指数小于9.0.新加粗细集料质量应满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。

(3)水泥

旧沥青路面冷再生技术所需添加的水泥品种的选用：由于普通硅酸盐水泥早期强度高、凝结硬化速度快、抗干缩性能好，考虑到路面所处的基层的设计和施工要求，应该采用早期强度高的普通硅酸盐水泥，技术指标见表1。

表1 水泥技术指标

(4)水

路面基层用水和养生用水，一般采用人畜能饮用的水。

3.2 配套施工设备的选用

现场冷再生施工工艺与选用的冷再生机有很大关系，工程中一般根据施工任务、合同工期、质量要求、综合生产能力，配置主要机械设备及辅助器具应满足表2要求。

表2 就地冷再生施工主要机械设备及辅助器具

3.3 施工工艺

(1)摊铺碎石

碎石按每平方米规定的数量进行撒布。石料运到工地后，测定碎石实际方量，根据计算的单位用量计算所能摊铺的实际长度，在该长度范围内，装载机摊铺，平地机刮平，人工调整，以摊铺厚度控制碎石用量。

(2)水泥的摊铺

以设计要求的水泥用量加0.5%的损耗，计算单位面积水泥用量，实际水泥用量以设计计算的生产配合比确定的最佳用量为准。

碎石摊铺后压路机静压一遍，人工用白灰打上的方格，根据方格面积计算水泥用量，放入相应的水泥量，人工摊铺均匀。

(3)拌和

采用半幅施工，利用WR2000型再生机拌和，该再生机每一刀的铣刨宽度为2m，每一刀之间，重叠15～20cm，以保证铣刨到位，避免出现漏铣现象，随着再生机的向前行进，废旧沥青路面材料与水泥和水均匀的拌合在一起。

(4)碾压和整平

先稳压，一台20t压路机先进行稳压2遍；再整平，平地机整平时应注意路面横坡和纵坡；再碾压，两台20t振动压路机碾压7遍，振动应从弱到强，逐步碾压至密实，压实至表面平整、无轮迹。碾压方向应顺着路线行进方向，直线段由两边到中间，超高段由内侧向外侧，每次碾压轮迹应重叠1/3轮宽，依次连续均匀碾压，在规定的时间内压实成型。如有“松散”或 “弹簧”现象时，应及时挖除置换处理，不得留有任何隐患。压实度的要求详见表 3。

表3 压实度的要求

(5)养生

7d内保证路面潮湿，无干裂现象。严格实行交通管制，严禁车辆通过，洒水车通过时必须保证在30km/h以内，禁止紧急刹车和调头。

3.4 施工质量控制及注意事项

(1)施工准备阶段

调查道路情况。利用基层再生机在原路进行取样，以确定道路实际结构情况；根据取样结果进行生产配合比设计，确定最佳的水泥用量和碎石用量，最佳含水量，以供施工应用。

通过试验路的铺筑，确定最佳的施工段落长度，通常选取120～150m为宜，确定再生机的工作速度、铣刨拌和深度、碾压整平工艺等工序。

(2)拌和均匀，含水量控制很重要，应在最佳含水量的+1%～+2%。由于用水量较大，供水条件必须满足冷再生机的需要，因此要备足水车，确保不间断供水。

(3)为了防止冷再生机拌和后平整过程局部骨料离析的现象，需要在整平过程中加以人工配合。

(4)施工时间控制，全程从摊铺、加水拌和至碾压结束不应超过3～4h，并不得超过水泥的终凝时间，因此要注意施工工序的衔接，尽量避免施工中途无故停机。

(5)碾压成型后，养生时要保证足够的温度和湿度，表面覆盖洒水养生7d。

(6)施工缺陷的处理

由于施工时采用半幅路面施工，再生机铣刨拌和中，边缘部分会出现离析现象，需要人工挖除并用新料修补，特别要注意纵缝接合处的布料不均及离析的修补。

(7)接缝的处理

①纵向接缝的处理：由于施工时采用半幅路面施工，因此要注意前半幅施工时拌和宽度要大于半幅宽度15～20cm，后半幅施工时中线与前半幅搭接，搭接宽度为15～20cm，从而保证中线接缝平顺，路拱达到设计要求；在再生机拌和过程中压路机静压后人工及时清理边线，清除路两边的碎石及混合料。

②横向接缝的处理：分段施工时，两施工段的搭接应用对接形式，后一段施工，将前段结束处留下的不规则部分挖除，横向接缝前1.5～3m按每平方米用量布水泥，人工去除部分粗集料，补充部分细集料，再生机拌和，压路机碾压密实，尽量减少横向接缝的数量。不允许施工机械在已碾压成型的再生基层上调头。

4 冷再生技术的经济效益和社会效益分析

(1)我国是世界优质沥青进口大国，沥青再生利用、可循环利用旧路面的沥青，减少对新的优质沥青的消耗，能很大程度上缓解我国作为石油进口大国的资源压力。

(2)可循环利用旧路用材料中的砂石材料，减少了公路建设中新的砂石材料的使用率，也减少了开采砂、石料，保护了生态环境。

(3)由于沥青是不可降解性材料，沥青冷再生利用可以杜绝丢弃、填埋旧沥青而造成的环境污染。

(4)沥青路面再生利用可以降低建设成本，具有显著的经济效益。

5 结语

随着我国有大量的道路进入大修阶段,现场旧沥青混凝土材料冷再生技术，具有节省原材料、缩短工期、不必中断交通、工艺简单、节约了大量的维修和养护资金，节约能源和保护了生态环境等诸多优点，具有巨大的经济效益和社会效益。在沥青路面大修工程中将会更加广泛的被应用，在强调可持续发展的今天，进一步加强研究路面冷再生技术，对我国公路的建设发展都具有特别重要的意义。