浅析道路基层材料就地冷再生技术研究

　　摘 要：在道路建设中提高资源利用效率、注重道路建设与环境保护并举以及使道路发展与自然环境相和谐，是新时期道路建设的新理念，如何应用新技术、新材料、新工艺增加道路建设的投资效益，已经成为道路建设者越来越关注的问题。

　　就地冷再生技术是近十年来沥青路面再生技术发展中的又一亮点，是指利用专用的就地冷再生设备，对沥青路面面层和预先确定的一定厚度的基层材料，甚至包括路基土材料均匀刨碎掺入一定数量的新集料、再生结合料(乳化沥青、泡沫沥青、水泥、消石灰等)、再生剂(必要时)，拌合，使之稳定后成为新的基层材料。经摊铺、碾压等工序,形成路面基层或下面层的一种技术。目前主要采用水泥、乳化沥青、泡沫沥青三种稳定剂

　　下面文章将以西安市北二环的市政道路工程改造为例，对泡沫沥青就地冷再生基层的施工工艺进行简单的论述，以供参考。

　　关键词：市政道路;冷再生;施工工艺

　　泡沫沥青就地冷再生基层的施工工艺以其简易的施工操作程序、高效的施工质量等优势，于今年来迅速成为各城市市政道路维修所普遍采用的一项工艺技术。其具体的施工工艺和技术要求，我们以下面的工程为实例，进行简要的分析讨论。西安市北二环(红旗箱涵～朱宏路立交)就地冷再生工程全长3080m，因迅速增加的交通运输压力而造成路面损毁现象严重，不仅给市民的出行带来了不便，更严重影响到了城市的整体形象性。该段道路的规划红线为3块板断面形式、宽50米，机动车道为30 cm水泥稳定碎石+5 cm沥青贯入碎石+2.5 cm细粒式沥青混凝土形势的路面结构，其宽为24米，3.0米宽的隔离带分列两侧，其后两边为5.5米宽的非机动车道。

　　1设计方案的规划

　　将原有的破损路面进行铣刨处理后，将16 cm泡沫沥青冷再生基层铺设其上，然后再采用7 cm粗粒式沥青混凝土下面层(AC-25)和4 cm细粒式改性沥青混凝土上面层(AC-13)进行上层加铺，然后对采用6 mm的稀浆对其进行封层处理，在上下面层间用喷洒改性乳化沥青黏层油;上面层沥青采用SBS改性沥青，石料为玄武岩等抗滑、耐磨石料，下面层沥青采用AH-70沥青。

　　2泡沫沥青再生混合料级配设计

　　旧路面的铣刨料自然风干进行筛分试验得到铣刨料级配组成，筛分结果见表1。

　　通过参照同济大学和杭州市交通局联合进行的科研报告———泡沫沥青冷再生的应用研究中提出的目标级配范围进行简单的级配设计，确定铣刨料、石屑及水泥的质量百分比分别为：88.5%∶10.0%∶1.5%。

　　沥青的最佳发泡条件是在发泡机上进行反复发泡试验确定的，具体的试验条件在水压500 kPa与气压400 kPa下进行，最终确定的最佳发泡条件见表2。

　　拌和及压实过程中的含水量对泡沫沥青再生混合料的施工和易性与碾压密实效果有着显著影响，采用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057—94)通过击实试验确定再生料的最佳含水量和最大干密度，其最佳含水量为5.5%，最大干密度为2.37 g/cm3，最佳拌和用水量为最佳含水量的80%。通过劈裂强度试验来确定最佳泡沫沥青用量，取试件干燥和浸水劈裂强度均最高者为最佳沥青用量，综合考虑残留强度比取2.5%为最佳沥青用量，具体数据见表3。

　　文献表明：是否掺加水泥对泡沫沥青再生混合料的强度影响显著。我国铺筑的实验路段中,一般选择1.0%～2.0%之间的水泥掺量，本工程从经济性考虑取其中值，水泥含量确定为1.5%。最后确定本工程泡沫沥青冷再生的配合比见表4。

　　3施工组织

　　3.1交通组织

　　为确保工程顺利进行，同时保障过往车辆顺利通行，对全线左幅油面进行封闭交通，把右幅油面变为混合车道。左幅泡沫沥青现场冷再生基层施工完成，养生，铺筑油面，开放交通，然后，对右侧油面进行封闭施工。

　　3.2材料组织

　　采用中海AH-70沥青，水泥P·O32.5普通硅酸盐水泥或P·S32.5矿渣硅酸盐水泥。水泥初凝时间应在3 h以上，终凝时间宜在6 h以上。石屑必须满足要求的级配范围。

　　3.3设备组织

　　再生机：采用德国维特根WR2500S轮胎式就地冷再生机1台，工作宽度:2438mm;工作深度:500mm;发动机功率:500kW。罐车：在泡沫沥青就地冷再生施工过程中，要求两台罐车，一台是水罐车给再生机提供水;一台是沥青罐车给再生机提供制作泡沫沥青的沥青混合料，沥青温度不得低于160℃。在就地冷再生机施工过程中需要三种不同的压路机。1 双钢轮压路机，主要作用是初压，并且把表面的水分给封住，不让再生层水分流失过快，可以选择自重15吨以上的双钢轮压路机。2 单钢轮振动压路机，就地冷再生机施工中采用2台22t单钢轮振动压路机进行压实。3 胶轮压路机一台，胶轮压路机主要是对泡沫沥青再生层表面进行揉搓，尽量让表面密实，减少水对再生层的不利影响。采用一台自重26t的胶轮压路机。由于WR2500S是轮胎式就地再生机，所以在施工过程中为了达到控制平整度和标高的要求，配备一台平地机。洒水汽车2辆。

　　4泡沫沥青就地冷再生施工工艺

　　4.1再生机组准备

　　在施工起点处将水罐车、沥青罐车、冷再生机顺次首尾连接，并连接相应管路;启动再生机预热系统进行预热，预热时间一般为1～1.5 h;设定再生机数据参数：再生深度为13 cm，再生机拌合过程中，有专人跟随再生机挖坑检查拌合深度，确保拌和深度满足设计要求。

　　再生机组行走速度一般为3～6 m/min，行走速度不宜过快或过慢，速度过快铣刨料粒径较大，对以后的压实度及渗水系数将会产生影响;速度过慢会导致铣刨料偏细，对强度也会产生影响。

　　4.2选定再生段落长度

　　影响再生段落长度的因素有：再生机行走速度、再生段的宽度、水泥的初凝时间等。该工程选定为150～200 m。

　　4.3再生机作业

　　单刀再生至一个作业段终点后，将再生机组倒退至施工起点，重叠10～20 cm进行第二刀施工，直至完成全幅作业面的再生施工。

　　再生机拌和完成一个作业段后,向前提车进行第二段再生拌和作业，两施工段重叠拌和2 m，重叠处补撒水泥。

　　4.4平地机整平

　　用单钢轮压路机紧跟再生机组后稳压，完成一个作业段的稳压后，进行水平测量，纵向每10 m，横向左中右3点挂线封点，然后平地机整平，使之标高、横坡、平整度达到规定要求。

　　4.5碾压

　　平地机整平结束后，立即用单钢轮震动压路机高振重叠1/2轮往返压实3遍,碾压采用低速，宜为1.5～3.0 km/h。

　　复压采用双钢轮震动压路机紧接进行，采用强振喷水重叠1/2轮压实2遍，再用弱振喷水重叠1/2轮压实2遍，碾压速度宜为2～4 km/h。终压用胶轮压路机碾压，碾压速度可适当加快，宜为3～5 km/h，碾压遍数不低于8遍。

　　4.6养生

　　冷再生层压实完成后采用自然方式养生，若施工季节温度较高，养生时间不少于3 d即可，如工期要求不紧，在铺筑面层前，可适当开放交通，让小型车通行一段时间，增强对道路的压实，可使再生层中的水分充分排出。如工期要求较紧或交通压力较大，在再生层可以取出完整的芯样或再生层含水量低于2%时，可以提前结束养生。

　　5总结

　　本项目利用泡沫沥青就地冷再生技术成功地进行了西安市北二环(红旗箱涵～朱宏路立交)就地冷再生工程全长3080m，泡沫沥青就地冷再生面积17718.2m2施工，与传统的翻修方法相比，泡沫沥青就地冷再生技术具有明显的优越性。泡沫沥青再生基层弹性模量介于半刚性基层和柔性基层之间,能有效地延缓半刚性基层裂缝的反射;缩短了施工周期和养生期，可有效缓解市政道路大修改造过程中的交通压力;就地冷再生技术的烟气总排放仅为热拌沥青混凝土的3.3%，符合政府节能减排的政策导向;旧路面铣刨料的利用率在80%～100%,减少了旧料弃置导致的环境污染。因此，作为一种高效、节能、环保道路维修方法和新工艺，就地冷再生已经成为国际上道路改造的主要方法之一。就地冷再生技术具有保护生态环境、节约资源、施工速度快、降低道路翻建工程成本的特点，具有良好的社会经济效益，是符合国家可持续发展的战略方针，是构建资源节约型社会和循环型经济的重要举措。经过实践检验，我们形成的泡沫沥青就地冷再生技术已经基本成熟，，具有良好的路用性能，其推广应用的前景十分广阔。

　　参考文献：

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　　[2]张远君.泡沫沥青在就地冷再生中的应用技术研究[D].西安：长安大学，2008.

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　　[4]梁玉山.泡沫沥青在就地冷再生中的应用[J].北方交通，2011(5):66-68.

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文章名称： 浅析道路基层材料就地冷再生技术研究

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