阐述沥青路面基层冷再生技术
2015-07-15
1.引言
现代城市市政道路沥青路面基层冷再生技术就是利用旧路现有资源，加入部分新的混合骨料和稳定剂，在自然环境下利用冷再生拌和设备对旧沥青路面进行再生，形成满足路面强度等指标要求的新型柔性路面基层。
2.冷再生的适用范围和优点
路面基层冷再生的工作原理，就是在原有旧路的基础上，按设计的要求，加入水泥、水等外加材料，利用冷再生设备，就地完成对旧路的破碎、添加料、拌和、摊铺、整平与碾压、养生，使其强度达到路基结构层技术要求。
现场冷再生可以用来修复原有路面的车辙、养护时的补丁以及荷载导致的路面块状开裂等。在对沥青路面进行现场的冷再生施工过程中，主要是把原来道路上的面层以及基层等通过施工改造变成新道路上的基层，这就导致在铺筑新道路的面层时需要以该标高为基础进行施工，不过由于在道路改造时依照的标准相对来说比较高，很多时候直接把再生层当作底基层使用，而且与此同时还需要在底基层的基础上继续铺筑一些半刚性的基层材料，导致道路改造后路面的标高要比原来道路的标高大出很多，而且还会造成沿路设置的构造物在设计路面改造时会随着新路面的标高发生变化。不过，跟传统的改造方式相对比，现在对道路进行改造的过程中还是具有优势之处的，主要表现为以下几点：
2.1工序相对来说比较简单
在改造过程中，直接将原有路面的所有建造材料进行就地再利用，减少了材料的加工和外运、省略了挖掘项目以及回填等工作，这就使得改造道路的工序相对于以往简化很多。
2.2成本相对来说比较低廉
在改造过程中，由于将原有路面的所有材料进行了再利用，成本可以根据再生层的厚度相应的降低 20%～40%，而且再生层的厚度越深，能够减少的成本费用就越多。
2.3施工过程中生产效率明显提高
由于现场冷再生是在平常的温度以及气候等条件下进行施工的，所以对于一些比较严重的坑槽需要进行预处理之外，不需要再对其他的路面进行任何处理。而且现场冷再生能够确保一次性通过，施工时间被充分利用，这就在整个施工过程中将生产效率进一步提高。
2.4有利于环境和资源的保护等
由于整个道路改造过程中不需要再继续开采新的建筑材料，也不会出现旧料废料的运输以及弃堆等问题，所以这就保证了整个施工过程不存在粉尘以及废气等造成的污染现象，并且合理的节约资源，保护大气生态环境。
2.5施工过程中不必中断交通
由于现场冷再生过程中工序非常简单，使用的机械设施也恨少，所以造成的交通干扰很小。因此如果道路的交通量不大，完全可以利用半幅通车半幅施工的方式，既能保证交通的正常运输，又能继续进行道路的改造施工。
3.工程概况
某改造工程路线长 7.5km。本项目的路面结构中下面层采用沥青冷再生技术。路面结构为：8cmAC-16C 细粒式改性沥青混凝土面层、20cm 水稳基层、20cm 冷再生。
4.施工准备
4.1对旧路的具体结构状况等进行详细的调查沥青混凝土旧路路面可以说是一种半刚性的结构，其冷再生过程主要是通过破碎旧路沥青混凝土然后再加入适量的水泥进行均匀拌和之后，再利用碾压的方式最终获得，碾压之前要确保其处于最佳含水量状态。
（1）检测旧路的弯沉状况。在车道每隔1km的位置平均检测40～50个点，对旧路的承载负荷能力进行详细的测试和记录。
（2）检测旧路沥青层、基层以及基层材料等的厚度。通过对旧路上的所有的结构材料进行现场的冷再生之后，将其破碎之后取样测量，研究其具体的结构强度等；通过在实验室进行级配试验以及配合比试验等，确定点频率为每 1km 设3 个点，然后根据不同配合比情况下，测试其最大的干密度以及最佳的含水量等指标。
（3）分析旧路结构材料的土质，然后确定添加剂，使用强度等级为 32.5 级的硅酸盐水泥。
4.2机具的准备工作
在施工之前，需要确保所有的设备机具就位并且能够正常投入使用，主要的施工机具有：冷再生机、三轮压路机、振动压路机、水泥运送车、洒水机以及平地机等。
4.3使用材料的具体要求
（1）在把旧路路面的混凝土面层破碎之后，得到的混合料当作现场冷再生结构使用的骨料以及填充材料等，如果骨料大于 5mm，则需要保证其质量分数控制在 40%～75%之间，如果没有达到质量标准则需要继续增加骨料或者增加填充材料等。
（2）使用 32.5 级的硅酸盐水泥，确保其初凝时间在 4h以上。
（3）施工过程中使用的水必须不含任何有害物质，或者可以直接使用饮用水。
4.4级配以及配合比的具体规定
（1）确定选取混合料之后，需要经由实验工作人员进行编号筛选区分，然后确定其实际级配。
（2）抗压强度的确定：根据确定好的级配需要对每一个编号的混合料进行实验室试配，最终获得三种水泥含量下的试块的最大干密度的具体值，确定其最佳含水量的具体值，而且需要根据相关的温度规范，对试块进行保湿 6d 左右，然后在水里浸泡 24h 之后，按照相关规程对试块实行抗压强度的试验，在取得了 7d 后的抗压强度值后，按照最终结果确定水泥量的实际添加分量。
5.冷再生的具体施工技术
目前在进行路面冷再生的过程中，水泥是一种最常见的添加料，通常水泥的实际使用量控制在 3%～5%之间。可以说冷再生目前还是一种比较新的施工工艺技术，目前积累的实际经验较少，因此为了保证施工过程中的质量，需要在初期对 300m 路段进行试验，筛分旧路的材料等，进行击实试验，将各项质量指标确定出来，最后再对主要的施工技术进行如下设计： 5.1将旧路面进行破碎后拌和
在该施工过程中主要采用的是 Wirtgen2500 冷拌再生机，其最大的工作宽度可以达到 300cm，最大的拌和深度可以达到 40cm，可以长时间的进行连续拌和工作，生产率相对较高，而且在控制铺筑路面厚度时具有很高的精确度。在确定了工作深度之后，可以利用控制系统以及传感器等将切削深度确定，进而得到更加确切的冷再生的厚度；施工过程中可以采取半封闭方式，避免将交通中断，确保施工过程中的安全度。
5.2对路面混合料的具体分析过程
在对混合料分析时主要包括确定筛分旧料的结果、粒料的最大干密度的值以及拌合料的最佳含水量的值等，还要确定作业路段的长度。实验室工作人员需要在作业现场均衡取料研究，仔细筛分拌合料，再进行多次的击实试验之后，确定最大干密度的值为 2.25g/cm3，最佳含水量的值为 7.5%，松铺过程中的厚度要在 1.35 左右。然后利用冷再生的延迟进行强度试验，得出延迟时间是 4h。在施工过程中，从开始添加水泥拌和到完成碾压之后的时间要严格控制在 4h 以内，确定出合理的作业路段长度是 200m。
5.3破碎后对旧路的整形工作
在拌和工作完成之后，首先需要用平地机将路面进行初步的整平，然后再利用震动压路机进行二遍的碾压，测量工作人员需要在每隔 10m 的位置进行高程的测量，然后找出基准点，在两个相邻的基准点上用石灰进行相连，如果高程没有达到要求需要用平地机进行平整。该工序的主要目的就是确保路面的平整程度。
5.4施工技术以及施工过程中需要注意的事项
在水泥摊铺的过程中可以利用方格网的方法进行，将水泥的剂量控制在 4%左右，具体使用量为 25t/1，000m。操作步骤为按照冷再生层的具体宽度，将水泥的摆放行数以及间隔距离等确定出来，然后划出相应的方格网，最后将水泥进行均匀摊铺。
（1）碾压组合的确定：在碾压过程中需要根据先轻后重，由慢到快的远策进行，初步可以使用 YZ18 振动压路机将路面进行一遍稳压，再利用该振动机连续碾压四遍到五遍，静压时可以用三轮压路机进行，两遍即可，最后再用 20t 胎压路机进行碾压，两遍即可。在碾压的过程中需要时刻之一错轴的宽度，碾压时需要从路边向路中心进行依次碾压，在完成终压之后要保证冷再生层是平整的而且是光滑的，确保再生层表面有浆水渗出来，而且要把终压完成的时间尽量控制在水泥完成终凝的时间里。在完成碾压之后需要利用灌砂法对碾压的压实度进行测量，确保压实度能够达到设计的要求以及相关的规范。
（2）合理控制施工的时间：在施工时，需要将冷再生机的平均速度变化控制在每分钟 6m 内，而且要尽量避免出现无故停机的现象，保证每一个路段作业时间控制在 4.5h 里。
（3）合理养生：在将路面碾压完成四个小时之后，需要利用潮湿的帆布或者其他材料将路面覆盖进行合理养生。在这个过程中，都要保证覆盖材料的超市度，还可以通过在冷再生层上直接洒水进行养护。
该工程采用直接撒铺水泥之前，应先对老路进行施工全路段取芯详细检查，以便对老路的历史情况有个具体的了解。然后针对不同路段具体情况，有针对性的添加集料或不添加集料，使再生后的路基级配和强度符合无机集合料的基层要求。冷再生用水泥建议使用普通硅酸盐 32.5 级水泥，养护期通常为 7d 以上。通过击实试验确定现场混合料的干密度在2.07g/cm3～2.15g/cm3之间，水泥计量控制在 4.5%～5%之间，现场通过方格网划分来标定水泥用量，方格网尺寸为60cm×140cm，深 22cm 水泥用量 50kg，由于本工程不同路段结构层也不一样。因此，压实度采用点对点的压实度计算值，没有统一标准最大干密度和最佳含水量，通过冷再生的延迟时间对强度的影响试验，确定延迟时间为 4h 严格控制从加水泥开始拌和到碾压完成时间在 4h 内完成。
6.结语
综上所述，冷再生作为一种新兴的施工技术，在我国公路事业飞速发展的今天，将会以其独特的施工工艺、特点、牢固立足于公路施工工艺的竞争行列之中。与传统筑路方法相比，就地冷再生技术可缩短工期、提高作业效率，完全利用废旧材料，大大节省施工成本，对交通的干扰最小，该工程冷再生新技术为旧路更新改造探索了新途径，积累了新经验。
