舊瀝青路面就地冷再生技術及成本分析

賈延軍

（甘肅省酒泉公路事業發展中心金塔公路段，甘肅 酒泉 735300）

0 引言

隨著我國公路建設和養護技術的快速發展,大量早期施工的道路已經逐步進入了大中型修繕期。如何采用有效的養護施工方法是一個亟待解決的重要問題。通過不斷探索、試用、總結和分析認為，瀝青路面廢舊材料的回收利用可以有效提高現有資源的利用率,起到保護生態環境、節約養護成本等作用,符合國家提出的發展循環經濟、實現可持續發展的戰略方針,是一種直接且非常有效、有用的方法和措施，是先進的公路養護理念和思路方法，能夠有效處治路面各類病害，維持路面狀況處于良好狀態。

甘肅省酒泉公路事業發展中心金塔公路段的省道214線處于西北干旱寒冷地區，其舊瀝青路面的維護維修選用了就地冷再生技術，取得了良好的使用經驗。本文對舊瀝青路面就地冷再生技術的適用范圍、優點和施工方法進行介紹,并對施工成本進行了分析和評價。

1 工程概況

金塔公路段管養的省道214線地處絲綢之路的重要城市酒泉，該道路起始于國道213線南側，共管養105公里，此道路是通往東風航天城（中國酒泉衛星發射中心）和內蒙古額濟納旗的必經之路，也是連接內蒙古額濟納旗與甘肅酒泉的交通要道，在服務國家重大航天戰略、軍事科研和經濟社會發展中起著舉足輕重的作用。

隨著經濟社會的迅速發展，過往大型載重貨車逐年增多，自2008年交工運營至今,日交通量從500輛劇增到現在的4000輛,節假日高峰期日交通量達到7000輛。路面病害不斷加劇，達到了陡升狀態,養護修補施工任務不斷加重,路面通行壓力逐年加大，病害日漸凸顯。為徹底處治路面病害，保證過往車輛安全通行，更好地服務于穩步發展的地方經濟社會，近年來，金塔公路段結合路況實際，在進行充分路況調查的基礎上，組織技術業務骨干、專家和公路養護方面經驗豐富的技術人員，對養護方案的可行性、科學性和合理性進行了充分的論證審查，相繼實施了油路修補、罩面、重鋪、同步乳化瀝青碎石分層、開槽灌縫、貼縫等各種養護項目，引進了“封霸-道路橋梁伸縮縫養護新型嵌縫材料”、“龜網裂抗裂貼”等養護新材料，有效處置了龜網裂、坑槽、車轍、沉陷等各類路面病害。但運行一段時間后發現，雖然處治效果好，但是維持時間較短，技術狀況達不到預期的效果和目標。

2 冷再生技術概述

再生循環利用技術分為2種：熱再生循環利用技術和冷再生循環利用技術。按結構劃分,分為面層再生技術和基層再生技術，各種技術具有不同的應用范圍,應根據實際情況，分析選擇具體方案,以達到更佳的實施效果。再生技術應用于公路施工中，一般分為以下3種情況:瀝青面層熱再生或冷再生;分別對瀝青面層熱、冷再生,對基層冷再生;同時對基層和面層冷再生。

從目前公路養護綠色發展理念的提出和實際來看，冷再生技術具有良好發展前景，從經濟效果和施工質量把控等方面分析，瀝青路面就地冷再生施工是路面改造中一種能夠節約費用的方法，但現場質量控制難度較高。從路面病害類型數據的調查分析,方案的合理性論證和優化，機械設備組合和規格的選取,路面銑刨拌合等都是關鍵性的施工工序。

瀝青路面就地冷再生技術是將舊瀝青路面面層和部分基層銑刨破壞拌合,添加再生劑生成新的路面結構層。其工作原理是在自然室溫下,通過連續完成舊瀝青路面材料的銑刨、破碎、拌合，添加就地冷再生劑，再經過混合、攤鋪、碾壓等工序，生成新的路面結構層，并且能達到相關技術標準的要求。

3 冷再生技術的優點

在現階段的公路養護過程中，冷再生技術較重鋪、挖除局部修補、罩面等方案來說優勢明顯，具體優點如下六個方面。

（1）工序簡單。

由于就地施工，在循環利用的基礎上節省了開挖、運輸、攤鋪等工序,大大簡化了施工過程。

（2）成本可控。

就地冷再生循環利用可從本質上降低養護成本。由于循環利用了舊瀝青路面材料,隨著再生層厚度的不同,成本可控度在10%~20%之間。但是，隨著厚度的增加,成本可控度將不斷提升。

（3）等級提升。

通過水泥、石灰與水拌合再生,瀝青路面基層的質量得到了進一步的提升，提高了道路的承載能力，從而提升了道路等級。

（4）生產效率高，成效明顯。

為了保證再生基層的施工質量,施工前需要對部分沉陷、車轍等嚴重病害進行提前處置,其他輕微裂縫及龜網裂均不需要處治[4]。此外,再生施工特點為一次性銑刨拌合至設計深度,從作業時間角度分析,大大提高了生產效率,經過試驗段和施工實踐證明,就WR2000型再生機設計再生厚度20cm為例,在施工組織合理、措施保障到位的情況下,生產效率為3000㎡/臺班。

（5）綠色環保。

由于舊路面材料的就地使用,減少了新材料的開采,杜絕了浪費；由此可見,它是一種綠色、循環、環保的可推廣的公路養護施工技術。

（6）對交通干擾小。

冷再生施工過程簡便,投入的施工設施較少,對交通干擾反應不敏感。因此,在普通干線公路或低等級交通量小的道路，在采取了有效的交通疏導和分流措施的情況下,可以采用半幅通車、半幅施工。

4 就地冷再生技術施工

4.1 路況分析

S214線酒航公路是通往酒泉衛星發射中心和內蒙古額濟納旗的二級公路,路基寬度為12m,路面寬度為7m,面層為5cm厚瀝青碎石+基層為20cm厚水泥砂礫。經過多年的超期服役和運營,目前，路面裂縫、坑槽、推移等病害較為嚴重，日常養護小修保養過程中修補率較大。

4.2 改造方案的確定

對舊路面部分采用加鋪15cm厚天然級配砂礫灑水碾壓成型,再撒布加水泥進行就地冷再生銑刨拌合,設計銑刨深度為20cm,水泥添加量為4.5%,再生之后的鋪層用做基層,在此基礎之上再攤鋪瀝青混凝土面層，形成新的面層，從而徹底改善路面技術狀況。

4.3 再生劑選用

對于甘肅河西嚴寒高溫地區來說,以水泥為再生劑對瀝青路面進行冷再生技術是最常用而且最適合的一種方案。水泥的用量通常按重量計，在4%~5%之間，為了獲得良好的壓實效果,同時還要加入適量的水。

4.4 添加方法

第一種：利用人工或機械攤鋪噴灑，水通過再生機所配備的微機控制系統由灑水車輸送提供；

第二種：利用水泥漿攪拌輸送機將水泥和水攪拌,然后通過再生機的控制系統輸送到攪拌倉庫中。這樣能保證水泥的用量,并且能防止水泥材料的損失。

上述方法中,水泥攤鋪撒布工藝簡單,但在施工中容易產生灰塵，不過優點是控制用量方法非常方便。采用水泥漿投料法可以消除施工揚塵污染,減少施工污染,但單獨調整用水量比較困難。

4.5 機械設備的選用配置

機械設備的選用配置見表1[1]。

表1 施工機械車輛設備配置

4.6 控制要點

先在舊路面上加鋪15cm厚（壓實厚度）天然砂礫，灑水碾壓成型，人工在再生施工的路面上用白灰灑出方格網，按半幅施工每個方格網10m2撒布水泥；每方格網的撒布量是4袋水泥[2]。再生機進行銑刨和拌和，灑水車在再生機前被頂推前進，同時向拌和倉內供水，再生機邊行駛，邊進行舊瀝青路面的銑刨；隨后壓路機低速穩壓；銑刨過程中根據路面技術狀況、施工材料、天氣變化等確定再生段長度，根據原路面寬度、銑刨寬度、搭接寬度等，確定再生幅數。人工測定標高，半幅銑刨完后，平地機刮平；振動壓路機碾壓;雙輪碾壓路機最終以靜壓的方式進行碾壓。

5 成本分析

為了對冷再生施工的經濟成本有一個比較合理的評價,于2017年9月對省道214線K68+000-K70+000段的冷再生施工現場進行了跟班測定[3]，對成本進行了分析。

5.1 機械設備投入

在現場施工過程中，根據實際需要，主要機械配備見表1。表1所列機械臺班的總價為41600.00元。

5.2 人員投入

施工中，根據水泥人工攤鋪、整平，冷再生機銑刨等施工環節人員設備需要情況，投入施工的各種人員總共8人。

5.3 材料選用

通過試驗段確定，水泥用量按4.5%計算,平均用量19.8kg/㎡,整個工程平均用水量為1.10 kg/m2,兩項合計費用為5.654元/㎡。

5.4 產量效率

經現場確定和計算,本項目生產定額為3500m2/工日(8h)。

5.5 經濟成本評價

成本由人工、材料、機械設備三部分組成。

①人工費用:8×120=960元;②材料費用:5.654元/㎡;③機械費用:41600.00元。

由此可得再生成本為：(960+41600)/3500+5.654=17.81元/m2，此計算結果僅供參考。就地冷再生設備其儲能系數大，如果施工中的實際銑刨深度小于或者大于上述舉例中的深度,一般來講,施工速度變化不大,只是所用材料的數量發生變化；因此,就地冷再生的施工成本相對穩定[4]。

6 結束語

通過現場施工過程管控、實施效果跟班觀測和對比分析，對就地冷再生循環利用技術應用方面有以下建議：

（1）就地現場冷再生循環再利用技術應用的施工工藝、質量評價標準需要進一步完善和修訂；

（2）就地現場冷循環再生基層的長期受力變形特性需要進一步研究；

（3）在就地冷再生重鋪路面如何長期保持良好的技術狀況上做進一步的研究，比如在冷再生路段運行兩年以后，探索實施改性乳化瀝青同步碎石封層、微表處等預防性養護措施，以不斷延長路面使用年限和壽命，提升路面技術狀況水平和服務能力[5]。

西北干旱地區國省干線公路瀝青路面就地冷再生技術的應用，能夠實現節約資源、保護環境、縮減工期的養護維修目的。在保護生態環境和可持續綠色發展方面發揮了積極作用，具有明顯的社會經濟效益。