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摘 要：沥青路面施工过程中采用冷再生技术可以提高资源利用率，节省施工成本，减少费用支出，对周围环境破坏力小，目前我国沥青路面养护修复大面积采用该技术。该文针对沥青路面冷再生技术展开分析，并对当前发展状况和技术优势进行探讨，该文采用冷再生工艺在项目实践中做技术探讨，为施工方案、混合料配比、施工各环节技术要点等做出技术性指导，为相关专业提供技术参考。
关键词：路面养护 就地冷再生 配合比设计 技术与应用
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）07（b）-0031-03
Application of In-situ Cold Recycling Technology in Highway Asphalt Pavement Maintenance
SONG Yuheng
（Xihua University， Chengdu， Sichuan Province， 610039 China）
Abstract： The use of cold recycling technology in the construction of asphalt pavement can improve the utilization rate of resources， save construction costs， reduce expenses and have little damage to the surrounding environment. At present， it is widely used in the maintenance and repair of asphalt pavement in China. This paper analyzes the cold recycling technology of asphalt pavement， and discusses the current development status and technical advantages. This paper uses the cold recycling technology to make technical discussion in the project practice， so as to provide technical guidance for the construction scheme， mixture ratio and technical points of each link of construction， and provide technical reference for relevant disciplines.
Key Words： Pavement maintenance; In-situ cold recycling; Mix design; Technology and application
路面养护采用沥青混凝土等混合料较为常见，我国大多数公路路面均是采用沥青完成铺设。近年来，随着汽车保有量的增加，给路面交通增加了运行负担，很多沥青路面因投入使用时间过长而出现破损，影响道路安全通行和行车舒适度。为了提高路面养护效果，提高道路行车的安全性，解决路面反射裂缝病害问题，应对路面及时养护和维修，提高路面结构特征，保证经济效益和环境效益。传统维修方法会对沥青路面进行挖除和废弃，严重破坏路面基础，对施工资源造成浪费，沥青路面采用冷再生技术解决路面问题，可以节省路面工程建设成本，确保施工强度和稳定性。
1 沥青路面冷再生技術概述
沥青路面再生技术是使用旧沥青路面中的材料并采用沥青再生设备，通过打碎旧沥青路面再加入改性材料，做进一步的搅拌和压实，使旧沥青路面实现二次利用，节约资源的同时减少成本费用支出[1]。
1.1 沥青路面冷再生技术的特征
就地冷再生技术在沥青路面养护过程中，可以对破损路面做结构处理，改善路面状况、拓宽城市道路、提高路面行驶质量具有较大作用。恢复交通设计对路面的断面、标高和线形的需求，避免路面出现龟裂、车辙等不平整区域，避免路面出现纵横裂痕现象，采用沥青路面冷再生技术施工对交通影响较小[2]。在施工过程中，对施工条件要求比较高，一般施工现场应保持环境干燥、温暖。
1.2 沥青路面冷再生技术的优势
与传统路面维修方法不同的是，沥青路面冷再生技术能够节约路面工程维修成本，提高资源利用率[3]。通过调查国外施工资料可了解，传统路面维修方式是在原有路面增设新的沥青混凝土结构，并运用深层的冷再生技术来节约成本，通过实践证明可节约40%以上的维修成本。废料再利用迎合当前环保理念，避免对新材料的开采和浪费，避免废料无处堆放和运输困难问题[4]。
1.3 冷再生技术发展现状
就地冷再生技术早在20世纪初期就已经出现。随着技术的发展和创新，在20世纪70年代，受国际石油危机影响下，该技术在欧美发达国家取得了进一步进展，路面再生利用率达到80%以上，冷再生技术在比利时、荷兰等国家甚至达到100%。我国改革开放以来才开始逐步尝试利用冷再生技术，并于20世纪90年代引进德国冷再生机器设备，河北某公路是我国首次运用冷再生技术进行修复[5]。
2 沥青冷再生技术
2.1 沥青冷再生技术的适用范围 该技术适用于沥青混凝土路面，其中基础结构层刚度应满足路面最大承载力要求，排水效果应符合施工要求[6]。就地冷再生技术能够将缺陷路面及时恢复。如果道路结构出现较大损坏，影响刚度和承载力，在做沥青冷再生技术之前，应对原路面结构做进一步改造处理，符合路面施工交付需求在执行冷再生技术。
2.2 沥青冷再生技术设计原理
混凝土路面采用就地冷再生技术，其原理是在均匀荷载并实现多层连续弹性作为前提条件，要对中间层的具体条件以及对道路工程的影响状况进行分析，根据路面工程国家及行业有关要求，精准计算层间应力，提高基础结构质量。
2.3 旧路面破损调查
再开展旧路面改造，采用再生技术之前，首先应对沥青混凝路面进行全面调查，确定路面基础信息，可以通过路面管辖区域的公路管理部门调取相关资料，包括日常交通流量、路面结构、路基情况以及宽度等，路面投入使用后是否存在大修工程等。为了快速修复旧路面，应对路面的病害做进一步调查，根据当前路面病害类型、破损程度等做全面分析，调查产生的原因、具体翻浆位置和程度，并在图纸和路面中标注清晰，路面相关信息应全面记录，将路面当前存在的所有病害分析并确定具体养护方案[7]。
2.4 落锤式弯沉仪
运用FWD技术对沿线路段全面检测，同时针对代表性的区段做记录，为后续修复提供资料。如果弯沉仪测试出大幅度变异系数，表明该路段强度分布不均匀，在养护过程中采用就地冷再生技术应注意路面强度均匀性问题。
2.5 再生方案确定
根据我国有关沥青路面养护技术规范为基准，对该路段进行全面分析，是否合适应用就地冷再生技术方案，同时分析和判断路面强度指数。
3 就地冷再生混合料配比设计
3.1 确定级配
路面工程养护所需材料质量对技术标准效果影响较大，在应用过程中应对冷再生混合料的材料等级进行控制。为了提高路面养护效果，应将当前路面材料级配取样检测，以此为标准制定原材料级配，调整路面材料的使用方式，具体级配控制标准应明示。
3.2 确定最佳水泥用量
路面养护所需的混合料中水泥占比较大，就地冷再生技术在实施过程中水泥料内应掺入一定比例添加剂，提高路面强度和施工质量，为了确定添加剂使用比例可采用击实试验，从而得出最佳含水量和干密度标准;同时对成型试件做抗裂分析，确定最佳水泥用量比例。路面养护所使用的水泥强度应保持一致，避免选择不同型号水泥导致路面强度出现局部差异。
3.3 确定最佳乳化沥青用量
乳化沥青在路面养护中作用较大，就地冷再生技术首先应确定乳化沥青的用量，为了确保符合路面工程养护标准，应运用马歇尔、冻融劈裂实验，提高乳化沥青的科学配比。
4 就地冷再生施工
4.1 施工准备
首先，应对裂缝检查，确定裂缝深度和长度来明确施工范围，通过对裂缝病害位置全面分析，记录裂缝起点和终点，对整体路面养护做出前期规划。
其次，做好挖补处理，如果路面存在龟裂、网裂等严重病害现象，应对病害位置做深度挖补处理，路面基层施工材料的选择最为重要，应采用冷补料或者热料作用于路面工程养护。
再次，及时清理杂物，在做好裂缝检查和挖补处理后，路面会产生多余废弃物，为了避免杂物影响就地冷技术效果，应将周围易产生粉尘的废弃物及时清除，避免出现堆积现象，影响路面工程修复效果[8]。
最后，放样划线，明确路面划线宽度，做好工程路面施工的控制基准。
4.2 机械准备
路面工程施工过程中，应对机械设备提前检测并调试至最佳作业状态，确保再生机和提升机在路面工程施工中保持稳定运行。计量系统应调试到一定精准度，并运用自动化控制的方式，在控制面板中录入相应的技术工艺参数，确保乳化沥青用量符合标准，铣刨深度和坡度符合路面养护标准，确保机械设备运行高效，在施工中发挥应有作用。
4.3 撒布水泥
路面工程技术人员在配比好乳化沥青比例后，应对摊铺用量做出相应控制和分析，再撒布水泥。该施工过程应采取机械作业，确保水泥撒布更加均匀，避免人工作業出现失误，导致水泥分布不均匀。一般在水泥撒布1 h后，方可启动就地冷再生技术进行施工作业。
4.4 旧路面的破碎及拌和
路面工程养护过程中，摊铺速度和碾压速度直接影响就地冷再生技术的质量，因此在施工过程中应对该环节做出合理控制。施工所采用的冷再生混合料应参考最佳含水量标准，根据路面实际情况确定相应的用水量，路面工程技术人员应密切关注施工路面情况，判断破损程度和再生厚度是否符合工程施工标准，与设计要求是否存在纰漏等，一旦发现存在技术或者设计问题，应立即采取相应补救措施，确保路面养护质量。
4.5 摊铺
摊铺施工环节应注意连贯性和平稳性，确保摊铺路面平整度保持一致，提高路面车辆通行的舒适度。首先应控制摊铺机运行速度，一般以2～5 m/min合适，避免急刹车影响路面平整度。其次，摊铺作业过程中应注重再生厚度，如果原路段出现病害，没有采取妥当措施会导致路段厚度不一，为了避免出现这种现象，应采用再生机自动化系统在出料环节控制数量，如果因工程方案需要调整摊铺厚度时，应做好横坡的处理，避免调整厚度过程中因处理不当导致路面交付使用后出现局部路段积水的情况。
4.6 碾压
碾压环节所使用的机械设备一般有钢轮压力机和胶轮压路机两种，施工之前应对碾压作业提前实验，选择最佳碾压工艺方可对路面养护工程展开实际操作，确保碾压后在生层路面质量符合路面养护验收标准。在初压、复压和终压这3个段长度以40 m为标准。首先，初压应选择钢轮振动压路机，在碾压3遍后，再生混合料含水率应与实测值偏高不超过2%为宜，如果作业过程中空气干燥，蒸发速度过快，可对作业区喷洒适量水分。其次，复压应以胶轮压路机为主，根据施工环境和混合料性能确定碾压遍数，一般5遍左右为宜。最后，终压应以钢轮压路机为主，为了清除碾压轮迹，一般碾压1～2遍为主，一般在碾压过程中以静压为主并加强混合料的密实度，如果压路机振动过程中能够保持稳定状态，可选择振动模式。
4.7 接缝
首先，纵向施工接缝再生施工时，应加强对乳化沥青等材料的控制，第二幅再生作业时，应控制重叠区厚度的控制，一般重叠量5 cm左右并且不能产生高度差，摊铺作业过程中还应考虑横坡。其次，横向接缝应运用3 m直尺检测分析再生起步位置，摊铺作业启动前应确保摊铺机熨平板对准横缝终端处已经完成的摊铺路面，从旧路面向新路面碾压过程中做好接缝处理。
4.8 再生层的养生
按照路面养护方案，在摊铺、碾压施工环节完毕后应对路面做好养生措施，一般1～2周左右，养生期间路面应封闭禁止通行，并运用养生袋覆盖，避免外界环境造成影响，并根据路面质量情况适当调整养生时间。养生环节结束后，应做路面取芯实验，检测标准符合验收要求后方可投入使用，如果养生层没有达到质量要求还应做封层处理。
5 结语
就地冷再生技术在路面养护过程中，可有效利用废旧沥青材料，在减少路面养护维修成本的同时，提高资源利用率。由于冷再生路面基础层具有一定强度，提高路面通行后的承载力，可提高路面使用年限。
参考文献
[1] 余飞扬.全深式就地冷再生技术在沥青路面预养护中的应用[J].交通世界，2020（32）：70-71，74.
[2] 冯利银.沥青路面就地冷再生技术在公路养护中的应用研究[J].中国设备工程，2020（20）：205-206.
[3] 王宇.沥青路面就地冷再生技术在农村公路施工中的应用[J].交通世界，2020（7）：50-51.
[4] 张亦兵.沥青路面就地冷再生技术在公路养护中的应用[J].山西建筑，2018，44（14）：168-169.
[5] 许勐.基于分子扩散融合机制的沥青再生剂设计与性能验证[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.
[6] 于泳潭.基于水稳拌合站的泡沫沥青冷再生技术研究[D].广州：华南理工大学，2018.
[7] 郁烨.基于统计理论的沥青路面长期性能研究[D].南京：东南大学，2018.
[8] 徐雄.基于结构重建的再生SBS改性沥青及其混合料性能研究[D].武汉：武汉理工大学，2018.
关键词：路面养护 就地冷再生 配合比设计 技术与应用
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）07（b）-0031-03
Application of In-situ Cold Recycling Technology in Highway Asphalt Pavement Maintenance
SONG Yuheng
（Xihua University， Chengdu， Sichuan Province， 610039 China）
Abstract： The use of cold recycling technology in the construction of asphalt pavement can improve the utilization rate of resources， save construction costs， reduce expenses and have little damage to the surrounding environment. At present， it is widely used in the maintenance and repair of asphalt pavement in China. This paper analyzes the cold recycling technology of asphalt pavement， and discusses the current development status and technical advantages. This paper uses the cold recycling technology to make technical discussion in the project practice， so as to provide technical guidance for the construction scheme， mixture ratio and technical points of each link of construction， and provide technical reference for relevant disciplines.
Key Words： Pavement maintenance; In-situ cold recycling; Mix design; Technology and application
路面养护采用沥青混凝土等混合料较为常见，我国大多数公路路面均是采用沥青完成铺设。近年来，随着汽车保有量的增加，给路面交通增加了运行负担，很多沥青路面因投入使用时间过长而出现破损，影响道路安全通行和行车舒适度。为了提高路面养护效果，提高道路行车的安全性，解决路面反射裂缝病害问题，应对路面及时养护和维修，提高路面结构特征，保证经济效益和环境效益。传统维修方法会对沥青路面进行挖除和废弃，严重破坏路面基础，对施工资源造成浪费，沥青路面采用冷再生技术解决路面问题，可以节省路面工程建设成本，确保施工强度和稳定性。
1 沥青路面冷再生技術概述
沥青路面再生技术是使用旧沥青路面中的材料并采用沥青再生设备，通过打碎旧沥青路面再加入改性材料，做进一步的搅拌和压实，使旧沥青路面实现二次利用，节约资源的同时减少成本费用支出[1]。
1.1 沥青路面冷再生技术的特征
就地冷再生技术在沥青路面养护过程中，可以对破损路面做结构处理，改善路面状况、拓宽城市道路、提高路面行驶质量具有较大作用。恢复交通设计对路面的断面、标高和线形的需求，避免路面出现龟裂、车辙等不平整区域，避免路面出现纵横裂痕现象，采用沥青路面冷再生技术施工对交通影响较小[2]。在施工过程中，对施工条件要求比较高，一般施工现场应保持环境干燥、温暖。
1.2 沥青路面冷再生技术的优势
与传统路面维修方法不同的是，沥青路面冷再生技术能够节约路面工程维修成本，提高资源利用率[3]。通过调查国外施工资料可了解，传统路面维修方式是在原有路面增设新的沥青混凝土结构，并运用深层的冷再生技术来节约成本，通过实践证明可节约40%以上的维修成本。废料再利用迎合当前环保理念，避免对新材料的开采和浪费，避免废料无处堆放和运输困难问题[4]。
1.3 冷再生技术发展现状
就地冷再生技术早在20世纪初期就已经出现。随着技术的发展和创新，在20世纪70年代，受国际石油危机影响下，该技术在欧美发达国家取得了进一步进展，路面再生利用率达到80%以上，冷再生技术在比利时、荷兰等国家甚至达到100%。我国改革开放以来才开始逐步尝试利用冷再生技术，并于20世纪90年代引进德国冷再生机器设备，河北某公路是我国首次运用冷再生技术进行修复[5]。
2 沥青冷再生技术
2.1 沥青冷再生技术的适用范围 该技术适用于沥青混凝土路面，其中基础结构层刚度应满足路面最大承载力要求，排水效果应符合施工要求[6]。就地冷再生技术能够将缺陷路面及时恢复。如果道路结构出现较大损坏，影响刚度和承载力，在做沥青冷再生技术之前，应对原路面结构做进一步改造处理，符合路面施工交付需求在执行冷再生技术。
2.2 沥青冷再生技术设计原理
混凝土路面采用就地冷再生技术，其原理是在均匀荷载并实现多层连续弹性作为前提条件，要对中间层的具体条件以及对道路工程的影响状况进行分析，根据路面工程国家及行业有关要求，精准计算层间应力，提高基础结构质量。
2.3 旧路面破损调查
再开展旧路面改造，采用再生技术之前，首先应对沥青混凝路面进行全面调查，确定路面基础信息，可以通过路面管辖区域的公路管理部门调取相关资料，包括日常交通流量、路面结构、路基情况以及宽度等，路面投入使用后是否存在大修工程等。为了快速修复旧路面，应对路面的病害做进一步调查，根据当前路面病害类型、破损程度等做全面分析，调查产生的原因、具体翻浆位置和程度，并在图纸和路面中标注清晰，路面相关信息应全面记录，将路面当前存在的所有病害分析并确定具体养护方案[7]。
2.4 落锤式弯沉仪
运用FWD技术对沿线路段全面检测，同时针对代表性的区段做记录，为后续修复提供资料。如果弯沉仪测试出大幅度变异系数，表明该路段强度分布不均匀，在养护过程中采用就地冷再生技术应注意路面强度均匀性问题。
2.5 再生方案确定
根据我国有关沥青路面养护技术规范为基准，对该路段进行全面分析，是否合适应用就地冷再生技术方案，同时分析和判断路面强度指数。
3 就地冷再生混合料配比设计
3.1 确定级配
路面工程养护所需材料质量对技术标准效果影响较大，在应用过程中应对冷再生混合料的材料等级进行控制。为了提高路面养护效果，应将当前路面材料级配取样检测，以此为标准制定原材料级配，调整路面材料的使用方式，具体级配控制标准应明示。
3.2 确定最佳水泥用量
路面养护所需的混合料中水泥占比较大，就地冷再生技术在实施过程中水泥料内应掺入一定比例添加剂，提高路面强度和施工质量，为了确定添加剂使用比例可采用击实试验，从而得出最佳含水量和干密度标准;同时对成型试件做抗裂分析，确定最佳水泥用量比例。路面养护所使用的水泥强度应保持一致，避免选择不同型号水泥导致路面强度出现局部差异。
3.3 确定最佳乳化沥青用量
乳化沥青在路面养护中作用较大，就地冷再生技术首先应确定乳化沥青的用量，为了确保符合路面工程养护标准，应运用马歇尔、冻融劈裂实验，提高乳化沥青的科学配比。
4 就地冷再生施工
4.1 施工准备
首先，应对裂缝检查，确定裂缝深度和长度来明确施工范围，通过对裂缝病害位置全面分析，记录裂缝起点和终点，对整体路面养护做出前期规划。
其次，做好挖补处理，如果路面存在龟裂、网裂等严重病害现象，应对病害位置做深度挖补处理，路面基层施工材料的选择最为重要，应采用冷补料或者热料作用于路面工程养护。
再次，及时清理杂物，在做好裂缝检查和挖补处理后，路面会产生多余废弃物，为了避免杂物影响就地冷技术效果，应将周围易产生粉尘的废弃物及时清除，避免出现堆积现象，影响路面工程修复效果[8]。
最后，放样划线，明确路面划线宽度，做好工程路面施工的控制基准。
4.2 机械准备
路面工程施工过程中，应对机械设备提前检测并调试至最佳作业状态，确保再生机和提升机在路面工程施工中保持稳定运行。计量系统应调试到一定精准度，并运用自动化控制的方式，在控制面板中录入相应的技术工艺参数，确保乳化沥青用量符合标准，铣刨深度和坡度符合路面养护标准，确保机械设备运行高效，在施工中发挥应有作用。
4.3 撒布水泥
路面工程技术人员在配比好乳化沥青比例后，应对摊铺用量做出相应控制和分析，再撒布水泥。该施工过程应采取机械作业，确保水泥撒布更加均匀，避免人工作業出现失误，导致水泥分布不均匀。一般在水泥撒布1 h后，方可启动就地冷再生技术进行施工作业。
4.4 旧路面的破碎及拌和
路面工程养护过程中，摊铺速度和碾压速度直接影响就地冷再生技术的质量，因此在施工过程中应对该环节做出合理控制。施工所采用的冷再生混合料应参考最佳含水量标准，根据路面实际情况确定相应的用水量，路面工程技术人员应密切关注施工路面情况，判断破损程度和再生厚度是否符合工程施工标准，与设计要求是否存在纰漏等，一旦发现存在技术或者设计问题，应立即采取相应补救措施，确保路面养护质量。
4.5 摊铺
摊铺施工环节应注意连贯性和平稳性，确保摊铺路面平整度保持一致，提高路面车辆通行的舒适度。首先应控制摊铺机运行速度，一般以2～5 m/min合适，避免急刹车影响路面平整度。其次，摊铺作业过程中应注重再生厚度，如果原路段出现病害，没有采取妥当措施会导致路段厚度不一，为了避免出现这种现象，应采用再生机自动化系统在出料环节控制数量，如果因工程方案需要调整摊铺厚度时，应做好横坡的处理，避免调整厚度过程中因处理不当导致路面交付使用后出现局部路段积水的情况。
4.6 碾压
碾压环节所使用的机械设备一般有钢轮压力机和胶轮压路机两种，施工之前应对碾压作业提前实验，选择最佳碾压工艺方可对路面养护工程展开实际操作，确保碾压后在生层路面质量符合路面养护验收标准。在初压、复压和终压这3个段长度以40 m为标准。首先，初压应选择钢轮振动压路机，在碾压3遍后，再生混合料含水率应与实测值偏高不超过2%为宜，如果作业过程中空气干燥，蒸发速度过快，可对作业区喷洒适量水分。其次，复压应以胶轮压路机为主，根据施工环境和混合料性能确定碾压遍数，一般5遍左右为宜。最后，终压应以钢轮压路机为主，为了清除碾压轮迹，一般碾压1～2遍为主，一般在碾压过程中以静压为主并加强混合料的密实度，如果压路机振动过程中能够保持稳定状态，可选择振动模式。
4.7 接缝
首先，纵向施工接缝再生施工时，应加强对乳化沥青等材料的控制，第二幅再生作业时，应控制重叠区厚度的控制，一般重叠量5 cm左右并且不能产生高度差，摊铺作业过程中还应考虑横坡。其次，横向接缝应运用3 m直尺检测分析再生起步位置，摊铺作业启动前应确保摊铺机熨平板对准横缝终端处已经完成的摊铺路面，从旧路面向新路面碾压过程中做好接缝处理。
4.8 再生层的养生
按照路面养护方案，在摊铺、碾压施工环节完毕后应对路面做好养生措施，一般1～2周左右，养生期间路面应封闭禁止通行，并运用养生袋覆盖，避免外界环境造成影响，并根据路面质量情况适当调整养生时间。养生环节结束后，应做路面取芯实验，检测标准符合验收要求后方可投入使用，如果养生层没有达到质量要求还应做封层处理。
5 结语
就地冷再生技术在路面养护过程中，可有效利用废旧沥青材料，在减少路面养护维修成本的同时，提高资源利用率。由于冷再生路面基础层具有一定强度，提高路面通行后的承载力，可提高路面使用年限。
参考文献
[1] 余飞扬.全深式就地冷再生技术在沥青路面预养护中的应用[J].交通世界，2020（32）：70-71，74.
[2] 冯利银.沥青路面就地冷再生技术在公路养护中的应用研究[J].中国设备工程，2020（20）：205-206.
[3] 王宇.沥青路面就地冷再生技术在农村公路施工中的应用[J].交通世界，2020（7）：50-51.
[4] 张亦兵.沥青路面就地冷再生技术在公路养护中的应用[J].山西建筑，2018，44（14）：168-169.
[5] 许勐.基于分子扩散融合机制的沥青再生剂设计与性能验证[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2019.
[6] 于泳潭.基于水稳拌合站的泡沫沥青冷再生技术研究[D].广州：华南理工大学，2018.
[7] 郁烨.基于统计理论的沥青路面长期性能研究[D].南京：东南大学，2018.
[8] 徐雄.基于结构重建的再生SBS改性沥青及其混合料性能研究[D].武汉：武汉理工大学，2018.