瀝青路面冷再生技術設計分析

韓二虎

（中交二公局第六工程有限公司，陜西 西安 710075）

由于瀝青混凝土養護起來較為容易，行車也較為平坦，因此我國有很多公路路面都使用這種材料完成鋪設。但是隨著我國的交通量不斷增加，很多瀝青路面受到了一定程度的破壞，從而影響了道路行車的舒適度和安全性。為了能夠讓道路行車更加舒適安全，要及時養護和維修瀝青路面。在傳統的維修方法中，經常會對瀝青路面進行挖除和廢棄，這種方法不但會給環境造成破壞，而且對施工資源的浪費也是非常嚴重的，而瀝青路面冷再生技術的應用能夠有效解決施工養護中出現的問題，且符合可持續發展的要求。

1 瀝青路面冷再生技術概述

1.1 瀝青路面冷再生技術的定義

瀝青路面的冷再生技術，主要指的就是在舊的瀝青混凝土路面上，使用專用的機械設備來完成原路面破碎任務，加入一些專門的添加劑等。使用專用的機械設備將其拌和攤鋪，通過碾壓之后按照路面的等級，使其變成新路面結構層的面層或者基層，而這些過程都是可以在施工現場完成的。按照冷再生技術的具體特點，使用這種工藝不但會比常規的公路養護的維修方法更加節省時間以及成本，而且能夠減少對環境的污染，讓很多資源和能源充分得到利用，在推動我國的公路建設以及資源再生等方面有一定的指導意義[1]。

1.2 瀝青路面冷再生技術的優勢

瀝青混凝土路面的冷再生技術與傳統的維修方法相比，優勢較為明顯。首先，瀝青混凝土路面的冷再生技術能夠降低成本，并且可以讓資源得以利用。參照國外的施工資料不難發現，與傳統的在瀝青混凝土路面加鋪新的瀝青混凝土結構層方法相比，使用淺層的冷再生技術能夠降低維修成本，而深層的冷再生技術可以降低46%左右。如果使用挖除的方式，把舊的路面挖除之后再鋪筑新的路面，假設路面的寬度大概是7m左右，厚度為5cm；使用冷再生技術每1000m可以節約800t石料，還可以減少350m3的廢棄物堆放的情況。其次，施工工序較為簡單，時間比較短，對原本材料的利用較為充分，假如路面行車道的寬度是7m，如果使用半幅施工的方式結合冷再生技術能夠達到1.5km/d的施工速度。高效利用廢料可以保護環境，減少新材料的開采，也可以避免廢料運輸和堆放的問題。由此可見，探索瀝青路面的冷再生技術對于公路養護以及修復而言具有非常重要的意義，不但可以再生利用原本的路面材料，而且可以保護環境；在節約資源的同時，還可以降低工程造價；使用冷再生技術可以讓原本的路面材料缺陷有所補充，對原本的路面結構進行改造，從而延長路面的使用壽命。

1.3 冷再生技術的發展現狀

瀝青路面的冷再生技術的使用最早始于20世紀初期，70年代左右受石油危機影響，促使這一技術取得了更多的發展。按照國際經合組織的具體調查不難發現，歐洲以及美洲等相對比較主要的發達國家，其路面的再生利用率大部分都在80%以上，荷蘭以及比利時等相關國家甚至能夠達到全部利用。而我國在冷再生技術方面起步相對是比較晚的，一直到20世紀90年代左右才引入德國公司的冷再生機，第一次使用現場冷再生的技術改造了河北一段公路。近年來，瀝青的冷再生技術的應用更加廣泛，而在技術設計方法方面，我國已經取得了一定的突破。

2 瀝青冷再生技術的設計方法

2.1 瀝青冷再生技術的適用范圍

瀝青冷再生技術主要應用于瀝青混凝土面層，主要包括基層結構層剛度符合承載力要求且路面的排水效果以及設施比較完整的瀝青混凝土路面。使用冷再生技術可以使原本的路面材料缺陷得到補充，如果道路的結構層出現了變形或者損壞，基層的剛度就難以達到設計的承載力要求，故而在進行冷再生技術之前，要及時對舊的路面結構進行改造和彌補處理[2]。

2.2 瀝青冷再生技術設計原理

瀝青混凝土路面及冷再生技術方面的設計原理，主要就是以雙圓均布荷載作用之下的很多層不同的彈性連續體作為最基礎的條件，并且要充分地考察層間解除條件的具體影響狀況，同時要按照相應的規范，完成各個不同的層間頂面及底面的拉應力計算等基層結構設計[3]。

2.3 瀝青冷再生技術的舊路路況調查

在完成瀝青混凝土路面冷再生技術設計之前，要及時調查舊路的路況，從而確定其相關信息，其中具體的調查內容有以下幾點：首先，對舊路一些基本信息進行調查，從當地的公路管理部門獲取舊路的有關資料，例如舊路路面的結構、交通流量以及舊路的路基以及寬度，路面大中修工程的有關情況等。以某市為例，其固體廢棄物處理廠專用道路根據公路的標準設計，于2001年初修建完畢。老路面是瀝青路面，而舊的路基寬度為8m左右，路面寬度為7m左右，路面的結構層是5cm的瀝青混凝土、8cm的瀝青碎石、水泥穩定砂礫和泥灰結碎石。自該項目建成以來，主要是通行一些固體廢棄物的處理場垃圾運輸車以及社會車輛，車流量相對比較大，并且由于承載較重的物體，養護管理并不十分到位，使得路面的破損情況相對比較嚴重[4]。

其次，對舊路的路面病害進行調查，了解整個路面的損壞情況，調查的信息主要包括路面的病害類型、程度以及破損的范圍等。對于出現了翻漿以及相關問題的位置，要能夠始終標注清楚。對于所得的記錄要實施全面統計，這樣可以有效地確定路面的具體狀況和存在的質量問題[5]。

最后，舊路彎沉的檢測。目前路面的彎沉檢測主要使用落錘式彎沉檢測儀，是一種穩定可靠的檢測儀，通過對舊路進行鉆芯取樣，了解不同結構層的厚度及破壞程度。

2.4 瀝青冷再生技術的確定方案

根據對舊路考察的情況，可以發現舊瀝青混凝土的路面損壞是十分嚴重的，常規的方法難以保障行車舒適安全，而一些罩面施工也只會暫時恢復作用，結構方面的修補難以完成，對此要及時處理病害路段，修復完畢之后采用就地冷再生處理，把冷再生層作為新路面的基層來使用。

2.5 舊路材料取樣以及分析

在舊的路面上選擇一些比較具有代表性的瀝青混凝土路段，使用冷再生機進行現場取樣，取樣長度要大于2m，同時深度在5cm左右。把取出的樣品及時送回試驗室進行級配分析以及材料性能的分析等，同時要完成材料級配的確定，明確所得級配曲線和標準曲線相互之間的對比是否滿足設計要求，是否需要添加一些新的粗集料以及細集料。

2.6 添加劑的選擇

在進行冷再生施工的時候，為了盡量讓路面材料的使用性能得以恢復，同時提升材料承載的性能，必須加入一些添加劑。目前冷再生的施工工藝所使用的穩定劑主要有兩類：瀝青類的穩定劑以及水泥類的穩定劑。瀝青類的穩定劑主要包括泡沫瀝青以及乳化瀝青；水泥類的穩定劑主要包括水泥、粉煤灰以及石灰等混合在一起的物質。在選擇添加劑的時候，一般會考慮水泥類的穩定劑，這種材料不但能夠提升承載的強度，而且取材也比較方便，水泥類穩定劑的價格相比瀝青類更為便宜，且適用范圍也比較廣泛。

2.7 水泥摻量和最佳含水量

根據取樣所得到的一些材料，按照一定的水泥劑量，使用外摻法添加水泥，可以制備不同比例的混合料，再使用重型擊實試驗方法來檢測每一組的最大干密度和最佳含水量，其試驗結果是不一樣的。對水泥計量以及含水量方面的選擇，主要有以下幾方面的原則：首先，為了盡量避免產生基層裂縫，在滿足初始的設計要求的基礎上，盡量減少水泥的使用量，水泥劑量控制在3%以下，使舊瀝青路面材料變成水泥穩定類基層。非洲國家舊瀝青路面改造升級較多采用這樣的施工工藝。在舊的瀝青路面采用冷再生機把瀝青混合料和原基層的紅土粒料摻加水泥拌和成新的水泥穩定紅土粒料基層。

2.8 配合比強度試驗

使用3%的水泥經冷再生機拌和取樣得到混合料，之后進行水泥穩定紅土粒料試件的制作。其抗壓強度滿足設計要求并且施工質量比較穩定，綜合相關的檢測結果，使用3%左右的水泥計量，可以滿足7d無側限抗壓強度的要求。

3 結束語

綜上所述，冷再生工藝能夠有效節約材料，并且可以節約成本，讓工序更加簡化，同時還可以保護環境，值得廣泛推廣。在舊路冷再生設計之前，通過詳細、系統地調查了解路況，按照得到的信息進行設計，對于舊路的材料要進行分析以及冷再生的級配控制，這也正是冷再生技術成功的關鍵之處。總之，瀝青混凝土路面的冷再生技術，無論在成本還是環保等各方面都具有很大的優勢，能夠滿足可持續發展的要求，值得推廣應用。