沥青路面冷再生技术设计分析

韩二虎

（中交二公局第六工程有限公司，陕西 西安 710075）

由于沥青混凝土养护起来较为容易，行车也较为平坦，因此我国有很多公路路面都使用这种材料完成铺设。但是随着我国的交通量不断增加，很多沥青路面受到了一定程度的破坏，从而影响了道路行车的舒适度和安全性。为了能够让道路行车更加舒适安全，要及时养护和维修沥青路面。在传统的维修方法中，经常会对沥青路面进行挖除和废弃，这种方法不但会给环境造成破坏，而且对施工资源的浪费也是非常严重的，而沥青路面冷再生技术的应用能够有效解决施工养护中出现的问题，且符合可持续发展的要求。

1 沥青路面冷再生技术概述

1.1 沥青路面冷再生技术的定义

沥青路面的冷再生技术，主要指的就是在旧的沥青混凝土路面上，使用专用的机械设备来完成原路面破碎任务，加入一些专门的添加剂等。使用专用的机械设备将其拌和摊铺，通过碾压之后按照路面的等级，使其变成新路面结构层的面层或者基层，而这些过程都是可以在施工现场完成的。按照冷再生技术的具体特点，使用这种工艺不但会比常规的公路养护的维修方法更加节省时间以及成本，而且能够减少对环境的污染，让很多资源和能源充分得到利用，在推动我国的公路建设以及资源再生等方面有一定的指导意义[1]。

1.2 沥青路面冷再生技术的优势

沥青混凝土路面的冷再生技术与传统的维修方法相比，优势较为明显。首先，沥青混凝土路面的冷再生技术能够降低成本，并且可以让资源得以利用。参照国外的施工资料不难发现，与传统的在沥青混凝土路面加铺新的沥青混凝土结构层方法相比，使用浅层的冷再生技术能够降低维修成本，而深层的冷再生技术可以降低46%左右。如果使用挖除的方式，把旧的路面挖除之后再铺筑新的路面，假设路面的宽度大概是7m左右，厚度为5cm；使用冷再生技术每1000m可以节约800t石料，还可以减少350m3的废弃物堆放的情况。其次，施工工序较为简单，时间比较短，对原本材料的利用较为充分，假如路面行车道的宽度是7m，如果使用半幅施工的方式结合冷再生技术能够达到1.5km/d的施工速度。高效利用废料可以保护环境，减少新材料的开采，也可以避免废料运输和堆放的问题。由此可见，探索沥青路面的冷再生技术对于公路养护以及修复而言具有非常重要的意义，不但可以再生利用原本的路面材料，而且可以保护环境；在节约资源的同时，还可以降低工程造价；使用冷再生技术可以让原本的路面材料缺陷有所补充，对原本的路面结构进行改造，从而延长路面的使用寿命。

1.3 冷再生技术的发展现状

沥青路面的冷再生技术的使用最早始于20世纪初期，70年代左右受石油危机影响，促使这一技术取得了更多的发展。按照国际经合组织的具体调查不难发现，欧洲以及美洲等相对比较主要的发达国家，其路面的再生利用率大部分都在80%以上，荷兰以及比利时等相关国家甚至能够达到全部利用。而我国在冷再生技术方面起步相对是比较晚的，一直到20世纪90年代左右才引入德国公司的冷再生机，第一次使用现场冷再生的技术改造了河北一段公路。近年来，沥青的冷再生技术的应用更加广泛，而在技术设计方法方面，我国已经取得了一定的突破。

2 沥青冷再生技术的设计方法

2.1 沥青冷再生技术的适用范围

沥青冷再生技术主要应用于沥青混凝土面层，主要包括基层结构层刚度符合承载力要求且路面的排水效果以及设施比较完整的沥青混凝土路面。使用冷再生技术可以使原本的路面材料缺陷得到补充，如果道路的结构层出现了变形或者损坏，基层的刚度就难以达到设计的承载力要求，故而在进行冷再生技术之前，要及时对旧的路面结构进行改造和弥补处理[2]。

2.2 沥青冷再生技术设计原理

沥青混凝土路面及冷再生技术方面的设计原理，主要就是以双圆均布荷载作用之下的很多层不同的弹性连续体作为最基础的条件，并且要充分地考察层间解除条件的具体影响状况，同时要按照相应的规范，完成各个不同的层间顶面及底面的拉应力计算等基层结构设计[3]。

2.3 沥青冷再生技术的旧路路况调查

在完成沥青混凝土路面冷再生技术设计之前，要及时调查旧路的路况，从而确定其相关信息，其中具体的调查内容有以下几点：首先，对旧路一些基本信息进行调查，从当地的公路管理部门获取旧路的有关资料，例如旧路路面的结构、交通流量以及旧路的路基以及宽度，路面大中修工程的有关情况等。以某市为例，其固体废弃物处理厂专用道路根据公路的标准设计，于2001年初修建完毕。老路面是沥青路面，而旧的路基宽度为8m左右，路面宽度为7m左右，路面的结构层是5cm的沥青混凝土、8cm的沥青碎石、水泥稳定砂砾和泥灰结碎石。自该项目建成以来，主要是通行一些固体废弃物的处理场垃圾运输车以及社会车辆，车流量相对比较大，并且由于承载较重的物体，养护管理并不十分到位，使得路面的破损情况相对比较严重[4]。

其次，对旧路的路面病害进行调查，了解整个路面的损坏情况，调查的信息主要包括路面的病害类型、程度以及破损的范围等。对于出现了翻浆以及相关问题的位置，要能够始终标注清楚。对于所得的记录要实施全面统计，这样可以有效地确定路面的具体状况和存在的质量问题[5]。

最后，旧路弯沉的检测。目前路面的弯沉检测主要使用落锤式弯沉检测仪，是一种稳定可靠的检测仪，通过对旧路进行钻芯取样，了解不同结构层的厚度及破坏程度。

2.4 沥青冷再生技术的确定方案

根据对旧路考察的情况，可以发现旧沥青混凝土的路面损坏是十分严重的，常规的方法难以保障行车舒适安全，而一些罩面施工也只会暂时恢复作用，结构方面的修补难以完成，对此要及时处理病害路段，修复完毕之后采用就地冷再生处理，把冷再生层作为新路面的基层来使用。

2.5 旧路材料取样以及分析

在旧的路面上选择一些比较具有代表性的沥青混凝土路段，使用冷再生机进行现场取样，取样长度要大于2m，同时深度在5cm左右。把取出的样品及时送回试验室进行级配分析以及材料性能的分析等，同时要完成材料级配的确定，明确所得级配曲线和标准曲线相互之间的对比是否满足设计要求，是否需要添加一些新的粗集料以及细集料。

2.6 添加剂的选择

在进行冷再生施工的时候，为了尽量让路面材料的使用性能得以恢复，同时提升材料承载的性能，必须加入一些添加剂。目前冷再生的施工工艺所使用的稳定剂主要有两类：沥青类的稳定剂以及水泥类的稳定剂。沥青类的稳定剂主要包括泡沫沥青以及乳化沥青；水泥类的稳定剂主要包括水泥、粉煤灰以及石灰等混合在一起的物质。在选择添加剂的时候，一般会考虑水泥类的稳定剂，这种材料不但能够提升承载的强度，而且取材也比较方便，水泥类稳定剂的价格相比沥青类更为便宜，且适用范围也比较广泛。

2.7 水泥掺量和最佳含水量

根据取样所得到的一些材料，按照一定的水泥剂量，使用外掺法添加水泥，可以制备不同比例的混合料，再使用重型击实试验方法来检测每一组的最大干密度和最佳含水量，其试验结果是不一样的。对水泥计量以及含水量方面的选择，主要有以下几方面的原则：首先，为了尽量避免产生基层裂缝，在满足初始的设计要求的基础上，尽量减少水泥的使用量，水泥剂量控制在3%以下，使旧沥青路面材料变成水泥稳定类基层。非洲国家旧沥青路面改造升级较多采用这样的施工工艺。在旧的沥青路面采用冷再生机把沥青混合料和原基层的红土粒料掺加水泥拌和成新的水泥稳定红土粒料基层。

2.8 配合比强度试验

使用3%的水泥经冷再生机拌和取样得到混合料，之后进行水泥稳定红土粒料试件的制作。其抗压强度满足设计要求并且施工质量比较稳定，综合相关的检测结果，使用3%左右的水泥计量，可以满足7d无侧限抗压强度的要求。

3 结束语

综上所述，冷再生工艺能够有效节约材料，并且可以节约成本，让工序更加简化，同时还可以保护环境，值得广泛推广。在旧路冷再生设计之前，通过详细、系统地调查了解路况，按照得到的信息进行设计，对于旧路的材料要进行分析以及冷再生的级配控制，这也正是冷再生技术成功的关键之处。总之，沥青混凝土路面的冷再生技术，无论在成本还是环保等各方面都具有很大的优势，能够满足可持续发展的要求，值得推广应用。