城市道路大修运用冷再生技术施工工艺

　　冷再生技术与传统的沥青路面养护维修方式相比，能够节约原材料，提高旧路等级，缩短工期，对交通影响小，节省养护资金，同时循环利用废料，保护环境，能彻底消除原面层的拥包，车辙，裂缝和松散等病害，还可以对基层病害进行适当处理。本篇市政道路养护论文以千峰南路破损路段为例，采用冷再生技术重新设计恢复路面结构，延长路面使用寿命。

　　推荐期刊：核心期刊《路基工程》可作为高等院校交通土建工程领域中公路工程、道路与铁道工程、城市道路工程以及机场工程等专业本科生教材，也可供从事公路、铁路、城市道路、市政道路、机场道路建设及交通行业等路基方面的工程技术人员学习参考等。《路基工程》主管单位：中华人民共和国铁道部，主办单位：中国铁道工程建设协会 中铁二局集团有限公司西南交通大学。相关有核心期刊《公路交通科技》《公路工程》

　　关键词：泡沫沥青再生;就地水泥再生;冷再生施工

　　沥青路面厂拌冷再生是通过大型铣刨机回收沥青路面材料，然后在特定的厂拌冷再生设备添加新黏结剂、新集料拌和均匀，最终通过摊铺压实设备应用到路面上。就地冷再生是通过大型的现场再生设备一次完成原路面进行破碎、添加新黏结剂、拌和、摊铺的施工工艺。冷再生后材料的特性取决于再生过程中添加黏结剂，目前主要有无机类和沥青类两大种。无机类黏结剂包括水泥、石灰等材料，沥青类黏结剂包括泡沫沥青和乳化沥青两种，稳定以后材料为柔性材料。笔者结合室内试验研究及太原市千峰南路的大修实例，仅对泡沫沥青再生技术进行初步的研究。

　　1 工程背景

　　1.1 工程概况

　　千峰南路(迎泽西大街-南内环街)位于河西区中部，北起迎泽西大街，南至南内环街，道路全长1.9 km，于1996年进行的拓宽改造。道路规划红线宽40 m，为三块板断面形式，中间14 m宽的机动车道，两侧各1.5 m宽的分隔带，5 m的非机动车道，6.5 m的路侧带(包括1.5 m的行道树)。千峰南路(迎泽西大街-南内环街)机动车道的现状路面结构为：3 cm细粒式沥青混凝土+ 7 cm沥青贯入碎石+20 cm水泥稳定碎石+15 cm天然沙砾，非机动车道的现状路面结构为：2.5 cm细粒式沥青混凝土+5 cm沥青碎石+15 cm水泥稳定碎石+20 cm天然沙砾。

　　1.2 大修原因

　　随着城市道路交通量的迅速发展，千峰南路(迎泽西大街—南内环街)段破损较为严重。全线裂块明显，缝较宽，散落重，沉陷深度深，行车明显颠簸不适，路面多处因破损而采取修复措施进行处治，路表外观上以修补部分与未修补部分明显不同，修复效果不好。据钻芯取样结果，水泥稳定碎石强度不足，基层材料松散，路面强度指数SSI=0.43，总体强度评价为次，路面状况指数PCI=46.39，总体评价为次[1]。

　　1.3 分析病害成因

　　通过路况调查及相关检测结果认为：路面损坏以龟裂、裂缝病害为主，局部出现坑槽。根据开挖的坑槽来看，水泥稳定碎石材料松散，说明基层强度不足。

　　综上所述，认为原有路面主要由于基层强度不足引起的路面损坏，表现为裂缝(横向和纵向裂缝)、网裂等病害为主，这些病害主要集中在沥青面层和基层，路基比较稳定，强度较高，因此利用现状路基承载能力，改造路面应为维修的关键。

　　但是，目前路面维修仍采用挖补和铣刨重铺的传统工艺不能完全解决路面存在的病害，另外，路面损坏的面积较大，仅从目前局部修补的面积来看已经超过了50%，采用这种方法不仅很不经济，而且严重影响了外观效果。针对该路段的实际情况，建议采用冷再生技术进行结构性维修，既可以比较彻底地解决路面现有危害，而且施工速度快，成本相对较低，是比较理想的维修方案。

　　1.4 路面结构设计

　　1)路面结构设计理论。沥青路面结构计算采用双圆均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以路表容许弯沉为路面整体强度为控制指标，计算路面结构厚度，并对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层和底基层进行层底弯拉应力的验算。计算路面厚度采用多层弹性连续体系理论解的专用设计 程序[2]。

　　2)路面结构设计。千峰南路(迎泽西大街—南内环街)机动车道底基层采用就地水泥冷再生，上基层采用厂拌泡沫沥青冷再生，非机动车道采用就地泡沫沥青冷再生施工工艺。

　　该工程采取的机动车道路面结构为：20 cm就地水泥稳定沙砾再生层+15 cm厂拌泡沫沥青再生层+6 cm中粒式改性沥青混凝土+4 cm细粒式SBS改性沥青混凝土。

　　非机动车道路面结构为：20 cm天然沙砾 + 16 cm就地泡沫沥青再生层 + 6 cm细粒式沥青混 凝土。

　　该路段计算采用参数见表1。

　　经计算机动车道：第 1 层路面顶面交工验收弯沉值LS=33.8(0.01 mm);第 2 层路面顶面交工验收弯沉值LS=39(0.01 mm);第 3 层路面顶面交工验收弯沉值LS=49(0.01 mm);第 4 层路面顶面交工验收弯沉值LS=90.6(0.01 mm)。

　　计算改建路面各层底面最大拉应力(未考虑综合影响系数)：第 1 层底面最大拉应力 σ(1)=-0.255 (MPa);第 2 层底面最大拉应力 σ(2)= -0.058(MPa);第 3 层底面最大拉应力 σ(3)= -0.002(MPa); 第 4 层底面最大拉应力 σ(4)=0.203(MPa)。

　　该路面结构的特点是将原来机动车道的路面结构改造成两层复合式基层(半刚性基层和柔性基层)路面结构，处理深度大，病害处理彻底，增加了路面的结构强度，从而显著提高路面的结构承载能力，原来路面材料再生利用，路面标高变化不大。

　　对现状路面基层采用水泥作为稳定剂进行再生处理，从而形成一个均匀的冷再生底基层，对现有损坏的路面结构进行加固，增加结构层的强度，并为泡沫沥青再生柔性基层提供坚固的支撑。将铣刨的沥青面层材料采用泡沫沥青厂拌再生，摊铺，压实后形成一个新的柔性再生基层，不仅增强了结构层的强度，抗疲劳和抗水损害的能力，而且可以有效地避免了半刚性底基层的反射裂缝问题，延长路面使用寿命。

　　2 施工工艺

　　2.1 工艺介绍

　　千峰南路大修工程采用的沥青类黏结剂为泡沫沥青。机动车道底基层采用的是就地水泥再生，并将铣刨的沥青面层材料采用泡沫沥青厂拌再生，非机动车道基层采用的是就地泡沫沥青再生。

　　2.2 工艺优点

　　1)提高原有道路性能。冷再生混合料在获得所需强度的同时，也提高了基层的弹性，有利于防止反射裂缝和荷载裂缝的产生和发展。

　　2)节约投资，节能减排。与道路挖除整体大修相比，投资大概节约10%;比挖除大修的时间节约80%，真正达到环保节能低碳减排。

　　2.3 具体施工

　　1)降检查井，并用钢板覆盖检查井。

　　2)铣刨旧沥青路，进行泡沫沥青混合料再生配合比设计。

　　先铣刨机动车道10 cm的现状路面结构层(3 cm细粒式沥青混凝土+7 cm沥青贯入碎石)，非机动车道6 cm的现状路面结构层(2.5 cm细粒式沥青混凝土+3.5 cm沥青贯入碎石)并集中堆放，在铣刨后的旧料中选取代表性的材料送往试验室进行筛分，碎石和RAP旧料筛分实验报告分别见第83页图1、图2，根据筛分结果计算矿料配合比，见第83页图3，矿料混合料级配检验见第83页图4。泡沫沥青冷再生混合料工程的设计级配范围要满足JTG F41—2008 公路沥青路面再生技术规范中泡沫沥青冷再生混合料工程设计级配范围的要求。

　　通过室内配合比试验，最终确定千峰南路泡沫冷再生项目的配合比为：旧沥青混凝土路面铣刨料(RAP)∶碎石∶水泥=78∶20∶2，泡沫沥青油石比为3.0%，沥青的发泡条件为：150 ℃，用水量为2.0%,添加剂为沥青用量的0.5%。

　　3)机动车道铣刨15 cm水泥稳定碎石，集中拉运到指定地点，不形成二次污染。

　　4)就地水泥再生。提前通过筛料机按照要求配比均匀，补充集料，运用维特根再生设备群(包括维特根公司的WR2500再生机、平地机、泥浆车等)将现状机动车道结构层中的5 cm的水泥稳定碎石和15 cm的天然沙砾就地水泥再生。

　　5)碾压。

　　6)养生及清理。

　　7)泡沫冷再生。机动车道：待水泥稳定沙砾再生层养生结束后，将厂拌沥青冷再生材料，经摊铺机铺筑在水泥稳定沙砾再生层上。非机动车道1.5 cm的沥青贯入碎石和13.5 cm水泥稳定碎石就地泡沫再生，以下结构层不动。

　　8)压实及养生，养生时间不宜少于7 d[3]。

　　9)掏检查井并升检查井到标准位置，更换侧、平石。

　　10)机动车道洒透层油，铺筑6 cm中粒式改性沥青混凝土，洒黏层油，最后铺装4 cm SBS改性沥青混凝土。

　　11)非机动车道洒透层油，铺筑6 cm细粒式沥青混凝土，碾压确保检查井周围的碾压密实。

　　12)养生及开放交通。

　　3 施工效果

　　千峰南路(迎泽西大街—南内环街)冷再生的施工检验结果见表2。

　　从检测结果看，再生后的道路基层的强度、压实度均达到了设计或规范的要求[4]。

　　4 结束语

　　该工程在冷再生施工前收集了原有的设计图纸、竣工资料，并对现场进行取芯钻探，通过原路面状况的调查包括路面状况指数、路面强度系数、平整度等 [5]，获悉原有道路地质情况和路基状况良好，结合交通量的数据，经过计算拟定了千峰南路的路面结构方案，实践和检验后发现效果良好。

　　基层冷再生充分利用了旧路面材料，具有显著的经济效益和社会效益。目前该项技术在城市道路大修改造中还处于试验推广阶段，近年来，为适应建设资源节约型、环境友好型社会的要求，进一步加强研究冷再生技术，对我国道路的建设发展具有特别重要的意义。

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文章名称： 城市道路大修运用冷再生技术施工工艺

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