论文部分内容阅读
摘要：路面养护新概念已悄然形成，冷再生施工新技术进入了公路施工工艺的竞争行列之中。随着国家对环境污染，再生能源工作的重视，就地冷再生作为一种新兴的施工技术，将会以其独特的施工工艺、特点，给公路养护带来巨大的经济效益和社会效益。
关键词：冷再生施工新技术 经济效益 社会效益
沥青路面的冷再生技术已广泛应用于国内外的路面改造。国外对沥青路面再生利用研究，最早是从1915年在美国开始的，但由于以后大规模的公路建设，对这方面的研究投入较少。1973年全球石油危机爆发后美国对这项技术才引起足够的重视，并且迅速在全国范围内进行了广泛的研究，取得了丰硕的成果。
沥青路面在阳光、雨水、氧化等自然作用下会逐渐老化。老化的沥青路面表现为表面干枯、脆化，进而出现开裂、松散等病害。沥青路面老化主要表现为所含沥青的老化，沥青再生实际是沥青老化的逆过程，沥青再生采取的技术途径，在理论上为调节旧沥青的黏度，使之降低至所需要的黏度范围；调节旧沥青的流变行为，使旧沥青的非牛顿特性减弱。
1 工程实例概况
G312唐河境养护中修工程路段全长18.105公里。该施工道路是贯穿唐河东西的主干道，对发展西部地区经济发展起着举足轻重的作用。近年来，随着经济的快速发展，交通流量不断增大，至2009年12月已达15000辆／昼夜，且重载车不断增多，该路段一直超负荷运营，路面出现反射裂缝、网裂、坑槽等不同程度的损坏，桐寨铺、草店等路段破损比较严重，影响了公路的通行能力和服务水平。
G312线大修于2002年，已运行一个使用周期，路面出现相当多的网裂、坑槽等病害，根据G312线路面的实际病害程度，以及以往中修工程的施工经验，我们确定本次中修工程病害处理要以彻底为原则，对旧路面网裂、坑槽等病害，清除掉原结构的上面层以底层无风化变质和松散破损层且已坚实为准。当清理后，如发现仍存在松散、破损、夹层、裂缝、软弱等情况，再进行基层处理。若病害破损未贯穿到基层，按相应的要求进行面层施工。
原路基层病害处理后，预留面层厚度控制为5厘米，填补的沥青混凝土目标配合比设计为AC-20型，满足路面下面层必须的厚度要求。
2 技术要点
2.1 材料要求
①经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层获得的混合料作为冷再生结构的骨料及填充料，大于5 mm的骨料质量分数应在40％～75％之间。否则应采取增加骨料或填充料的措施。
②水泥采用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥，初凝时间4h以上和终凝时间较长(宜在6 h以上)的水泥，建议采用缓凝“海工牌”水泥。
③水采用不含有害物质的水或饮用水。
2.2级配和配合比
①对取好的混合料由实验人员编号后筛分，确认混合料的实际级配。
②抗压强度：根据级配对每一编号试块在实验室按含水泥量(质量比)5％，6％，7％试配获取3种水泥含量的最大干密度和最佳含水量，并在规定温度下，试件保湿养生6d，浸水24h后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验获取7 d标准抗压强度，根据试验结果最终确定设计添加水泥量。
2.3洒水预湿
使水在土中分布较均匀，对于铣刨料，即使含水量比最佳含水量大1％一2％也可以拌和，经过预湿的铣刨料更易拌和。
2.4养生
水泥稳定沙砾压实成型后，必须养生7d，养生期内应持续保持潮湿，不允许忽干忽湿，养生期间应封闭交通，严禁重型车辆通行。
2.5 粘层油的喷洒
由于干线公路中修工程边施工边通车的施工特点，从安全施工的角度考虑，粘层油使用乳化沥青，采用沥青洒布车均匀喷洒，粘层乳化沥青用量为0.6kg/m2，粘层沥青洒布段长度以满足面层铺筑为准。
2.6 沥青混合料的铺筑
混合料的摊铺碾压严格按照“紧跟、慢压、高频、低幅”八字方针和先“光”后“胎”，先“静”后“振”的原则施工。“紧跟”就是要求摊铺后及时碾压，紧跟摊铺机后。“慢压”要求控制好碾压设备的速度，“高频”、“低幅”对沥青混凝土路面的压实是非常重要的。铺筑的关键环节是纵横缝的处理，尤其是横缝的处理，沿垂直车道方向沿接缝横向碾压也是必要的。
2.7 开放交通的时间控制
一般情况下，碾压结束温度降到50℃以下即可开放交通，道路交通开放过早，超限、超载车辆通行对新修路面造成重创，所以说通车初期必须采取交通管制，管制阶段应限重（限制重型车辆和超载车辆）、限速（控制车速低于20公里/小时），通过限重、限速的过程，使路面结构逐步成型和稳定。
3 工作原理
沥青路面就地冷再生基层(底基层)技术是指把旧沥青路面面层、基层加入一定规格、数量的新集料、稳定剂、水，按照一定的厚度，用冷再生机设备进行破碎处理后，就地进行拌和、整形、碾压，并经后期养生，使其达到新建路面基层或底基层技术要求的施工工艺。
中修工程的面层铺筑技术已由相当的规范规程加以控制约束，而原路病害的处治则根据施工组织及机械设备的先进程度有所不同。我们传统上的挖补一般使用的是液压镐挖掘和风镐挖掘，存在许多弊端：一是机械设备施工时的震动对病害四周乃至底层的二次破坏，降低了原病害四周区域的强度和稳定；二是挖出的基层材料作为废弃物对环境造成的污染，可利用的资源未加以利用造成材料资源浪费；三是受行车的影响和安全的要求，原路病害处治要求即挖即填，确保安全，开挖工作面受到约束，工期相对受限制。四是整个处治工序繁琐，质量控制措施复杂，人力物力投入较大，处治成本过高。
为彻底解决以上问题，我们积极探索应用新技术，引进先进的路面铣刨机，尝试沥青路面冷再生技术在原路病害处治中的应用。在挖补30天仅完成6000平方米，严重制约工程工期的情况下，我们引进投入使用了维特根2500铣刨机，仅12天就处治了17950平方米，推进了原路病害处治速度，效率提高了4倍，质量跟踪检测也证实了冷再生技术的质量可靠性。
4 结语
相对于原传统挖补工艺，“就地冷再生技术”具有技术性、经济性和对交通的干扰程度小等方面的优势。
所谓技术性，主要表现在铣刨时对病害周围损坏程度较小，我们经实际勘察，铣刨后的坑槽周围整齐、底面平整，没出现象机械挖补后的周边松动、齿状脱落现象。水泥剂量和含水量也很好控制，水泥劑量按铣刨面积深度计算后一次上足，而含水量则通过铣刨机自带的给水装置科学供给，确保再生混合料的拌和质量。
所谓经济性，冷再生技术能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，减少了资源的浪费；传统的施工废旧材料要运走，要采备新材料，要配料拌和，要运输到工地，而冷再生技术完全利用了废旧材料，减少了许多装运环节，大大节省了施工成本。我们测算冷再生技术较传统的处治原路病害的成本降低近3倍。
就施工对交通的干扰程度而言，传统的挖补现场需要的控制路段长，施工时间久，交通干扰大，安全隐患多。而冷再生技术就相对避免了这些，百多平方的坑槽从放线、上水泥、铣刨、整平到压实一般不超过一个小时。流水作业，工完场清，不需要控制太长的路段，行车受影响不大，更不会出现坑槽展览、坑槽过夜现象。
总之，路面养护新概念已悄然形成，冷再生施工新技术进入了公路施工工艺的竞争行列之中。随着国家对环境污染，再生能源工作的重视，就地冷再生作为一种新兴的施工技术，将会以其独特的施工工艺、特点，给公路养护带来巨大的经济效益和社会效益。
关键词：冷再生施工新技术 经济效益 社会效益
沥青路面的冷再生技术已广泛应用于国内外的路面改造。国外对沥青路面再生利用研究，最早是从1915年在美国开始的，但由于以后大规模的公路建设，对这方面的研究投入较少。1973年全球石油危机爆发后美国对这项技术才引起足够的重视，并且迅速在全国范围内进行了广泛的研究，取得了丰硕的成果。
沥青路面在阳光、雨水、氧化等自然作用下会逐渐老化。老化的沥青路面表现为表面干枯、脆化，进而出现开裂、松散等病害。沥青路面老化主要表现为所含沥青的老化，沥青再生实际是沥青老化的逆过程，沥青再生采取的技术途径，在理论上为调节旧沥青的黏度，使之降低至所需要的黏度范围；调节旧沥青的流变行为，使旧沥青的非牛顿特性减弱。
1 工程实例概况
G312唐河境养护中修工程路段全长18.105公里。该施工道路是贯穿唐河东西的主干道，对发展西部地区经济发展起着举足轻重的作用。近年来，随着经济的快速发展，交通流量不断增大，至2009年12月已达15000辆／昼夜，且重载车不断增多，该路段一直超负荷运营，路面出现反射裂缝、网裂、坑槽等不同程度的损坏，桐寨铺、草店等路段破损比较严重，影响了公路的通行能力和服务水平。
G312线大修于2002年，已运行一个使用周期，路面出现相当多的网裂、坑槽等病害，根据G312线路面的实际病害程度，以及以往中修工程的施工经验，我们确定本次中修工程病害处理要以彻底为原则，对旧路面网裂、坑槽等病害，清除掉原结构的上面层以底层无风化变质和松散破损层且已坚实为准。当清理后，如发现仍存在松散、破损、夹层、裂缝、软弱等情况，再进行基层处理。若病害破损未贯穿到基层，按相应的要求进行面层施工。
原路基层病害处理后，预留面层厚度控制为5厘米，填补的沥青混凝土目标配合比设计为AC-20型，满足路面下面层必须的厚度要求。
2 技术要点
2.1 材料要求
①经破碎旧路面沥青混凝土面层及上基层获得的混合料作为冷再生结构的骨料及填充料，大于5 mm的骨料质量分数应在40％～75％之间。否则应采取增加骨料或填充料的措施。
②水泥采用强度等级为32.5级的路用普通硅酸盐水泥，初凝时间4h以上和终凝时间较长(宜在6 h以上)的水泥，建议采用缓凝“海工牌”水泥。
③水采用不含有害物质的水或饮用水。
2.2级配和配合比
①对取好的混合料由实验人员编号后筛分，确认混合料的实际级配。
②抗压强度：根据级配对每一编号试块在实验室按含水泥量(质量比)5％，6％，7％试配获取3种水泥含量的最大干密度和最佳含水量，并在规定温度下，试件保湿养生6d，浸水24h后，按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》进行无侧限抗压强度试验获取7 d标准抗压强度，根据试验结果最终确定设计添加水泥量。
2.3洒水预湿
使水在土中分布较均匀，对于铣刨料，即使含水量比最佳含水量大1％一2％也可以拌和，经过预湿的铣刨料更易拌和。
2.4养生
水泥稳定沙砾压实成型后，必须养生7d，养生期内应持续保持潮湿，不允许忽干忽湿，养生期间应封闭交通，严禁重型车辆通行。
2.5 粘层油的喷洒
由于干线公路中修工程边施工边通车的施工特点，从安全施工的角度考虑，粘层油使用乳化沥青，采用沥青洒布车均匀喷洒，粘层乳化沥青用量为0.6kg/m2，粘层沥青洒布段长度以满足面层铺筑为准。
2.6 沥青混合料的铺筑
混合料的摊铺碾压严格按照“紧跟、慢压、高频、低幅”八字方针和先“光”后“胎”，先“静”后“振”的原则施工。“紧跟”就是要求摊铺后及时碾压，紧跟摊铺机后。“慢压”要求控制好碾压设备的速度，“高频”、“低幅”对沥青混凝土路面的压实是非常重要的。铺筑的关键环节是纵横缝的处理，尤其是横缝的处理，沿垂直车道方向沿接缝横向碾压也是必要的。
2.7 开放交通的时间控制
一般情况下，碾压结束温度降到50℃以下即可开放交通，道路交通开放过早，超限、超载车辆通行对新修路面造成重创，所以说通车初期必须采取交通管制，管制阶段应限重（限制重型车辆和超载车辆）、限速（控制车速低于20公里/小时），通过限重、限速的过程，使路面结构逐步成型和稳定。
3 工作原理
沥青路面就地冷再生基层(底基层)技术是指把旧沥青路面面层、基层加入一定规格、数量的新集料、稳定剂、水，按照一定的厚度，用冷再生机设备进行破碎处理后，就地进行拌和、整形、碾压，并经后期养生，使其达到新建路面基层或底基层技术要求的施工工艺。
中修工程的面层铺筑技术已由相当的规范规程加以控制约束，而原路病害的处治则根据施工组织及机械设备的先进程度有所不同。我们传统上的挖补一般使用的是液压镐挖掘和风镐挖掘，存在许多弊端：一是机械设备施工时的震动对病害四周乃至底层的二次破坏，降低了原病害四周区域的强度和稳定；二是挖出的基层材料作为废弃物对环境造成的污染，可利用的资源未加以利用造成材料资源浪费；三是受行车的影响和安全的要求，原路病害处治要求即挖即填，确保安全，开挖工作面受到约束，工期相对受限制。四是整个处治工序繁琐，质量控制措施复杂，人力物力投入较大，处治成本过高。
为彻底解决以上问题，我们积极探索应用新技术，引进先进的路面铣刨机，尝试沥青路面冷再生技术在原路病害处治中的应用。在挖补30天仅完成6000平方米，严重制约工程工期的情况下，我们引进投入使用了维特根2500铣刨机，仅12天就处治了17950平方米，推进了原路病害处治速度，效率提高了4倍，质量跟踪检测也证实了冷再生技术的质量可靠性。
4 结语
相对于原传统挖补工艺，“就地冷再生技术”具有技术性、经济性和对交通的干扰程度小等方面的优势。
所谓技术性，主要表现在铣刨时对病害周围损坏程度较小，我们经实际勘察，铣刨后的坑槽周围整齐、底面平整，没出现象机械挖补后的周边松动、齿状脱落现象。水泥剂量和含水量也很好控制，水泥劑量按铣刨面积深度计算后一次上足，而含水量则通过铣刨机自带的给水装置科学供给，确保再生混合料的拌和质量。
所谓经济性，冷再生技术能够充分发挥旧沥青混合料的“剩余价值”，促进旧路面材料的循环利用，减少了资源的浪费；传统的施工废旧材料要运走，要采备新材料，要配料拌和，要运输到工地，而冷再生技术完全利用了废旧材料，减少了许多装运环节，大大节省了施工成本。我们测算冷再生技术较传统的处治原路病害的成本降低近3倍。
就施工对交通的干扰程度而言，传统的挖补现场需要的控制路段长，施工时间久，交通干扰大，安全隐患多。而冷再生技术就相对避免了这些，百多平方的坑槽从放线、上水泥、铣刨、整平到压实一般不超过一个小时。流水作业，工完场清，不需要控制太长的路段，行车受影响不大，更不会出现坑槽展览、坑槽过夜现象。
总之，路面养护新概念已悄然形成，冷再生施工新技术进入了公路施工工艺的竞争行列之中。随着国家对环境污染，再生能源工作的重视，就地冷再生作为一种新兴的施工技术，将会以其独特的施工工艺、特点，给公路养护带来巨大的经济效益和社会效益。