冷再生
2020-03-03 11:39:14 来源：范文大全收藏下载本文
简介：传统的道路养护修补方法采用全部挖除旧沥青路面和旧结构层的做法，不仅工程造价高、施工工期长，而且需要长时间中断交通。就地冷再生技术是一种新型的先进施工工艺，为公路改扩建及日常养护工作开辟了一个全新的领域。以202国道鞍山段冷再生基层为研究对象，从冷再生的工作原理、路用性能以及再生机械的性能研究，综合分析了道路冷再生的施工技术和工艺，提出了冷再生基层的质量检测指标、检测方法，并对其可行性进行了探讨与研究。关键字：就地冷再生，道路，应用研究
[1][2][3] 1 前 言
我国公路建设事业迅速发展，道路通车里程逐年增加，随着公路使用年限的延伸,在大自然和行车的作用下，特别是近年来超载愈演愈烈，加速了道路的各种病害,大大缩短了维修养护的间隔时间，道路养护、改造任务也越来越重。以往传统的养护方法在旧路面破损、基层强度不足,需补强改善时，是将旧沥青路面和旧结构层全部挖除，然后再重新做基层和面层，这样不仅工程造价较高、施工工期较长、污染环境、并且需要长时间中断交通，给行使车辆和行人的通行带来极大的不便。为解决现有传统养护改建施工中存在的实际问题，国内外同行经过多年的研究实践，使公路养护改建工作发生了重大变革，拼弃了传统工艺，采用先进的就地冷再生技术，为公路改扩建及日常养护工作开辟了一个新的领域[1]。2 就地冷再生技术简介
道路就地现场冷再生是在常温下使用冷再生机械连续完成铣刨和破碎旧路面结构层(包括面层和部分基层)、添加再生材料、拌和、摊铺等作业过程，碾压成型后的摊铺层可作为低等级公路的面层和高等级公路的下面层或基层，属于道路养护维修范畴[2]。
道路就地冷再生施工中使用的骨料主要有铣刨下来的旧沥青铺层材料（RAP）、碎石、砾石、砂及砂砾混合料等。
道路就地冷再生施工中使用的添加剂主要有水泥、乳化沥青、石灰、粉煤灰和高炉炉渣等，石灰、水泥、石灰或水泥与粉煤灰的混合物及高炉炉渣的添加可以采用预撒的方式，也可以通过机载一体式撒布装置撒布。
冷再生技术具有施工工艺简便、分段施工、工期短、再生后即可通车的优点，使旧路改造升级的施工不中断交通成为可能。冷再生技术充分利用旧路资源，彻底解决了将旧路挖除重建而存在建筑废料运输和堆放的问题，也大大地减少了新材料的用量，减少了环境污染与破坏，尤其适合于城市道路的维修与改造。
无论是根据经验还是实测数据，只要混合料中5mm以上的粒料占40%以上，该旧路就有利用其作为再生基层或底基层的可能。因为有足够的大骨料就能够形成再生基层或底基层的骨架结构，使再生层具备一定的承载能力。
通过试验分析表明,冷再生材料作为底基层完全能满足路用材料的力学性能要求，因此在旧路改建工程中可充分利用。
3 工程概况与特点
202国道鞍山段(K1414+841-K1431+900)为一级路标准，原路面为双向四车道，单幅宽度为11m，中间分隔带现场开挖探坑表明，原有路面的结构型式为“钢渣（40cm）+粗粒式沥青混凝土（5cm）+中粒式沥青混凝土（5cm）”。本工程基层材料钢渣直接来自于鞍钢，由于没有经过破碎处理，致使钢渣的粒径大小不均，大于5cm的粒径有近10%，个别钢渣的粒径有近30cm。
经过对202国道（鞍山段）的路况调查，路面出现了不同程度的破损，其使用功能已逐渐降低，影响行车质量，急需维修。经过现场考察和分析，路面主要病害有以下三种：龟裂、车辙与桥面破损。龟裂说明路面基层结合料可能已脱落，基层结构已松散破坏；车辙主要是由于沥青混合料组成材料和组成设计不合理，混合料稳定性差，或由于基层及沥青混合料面层施工压实度不足，使轮迹带处的面层材料和路基在重荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移；桥面破损主要是由于水泥混凝土桥面的平整度不好,使局部沥青混凝土铺装层过薄难以抵抗车轮水平力的作用逐渐剥落形成坑洞。
为了能科学、准确的比较冷再生基层施工前后对于弯沉等强度指标的提高程度，在大修路段旧路的弯沉进行了实地检测。通过检测得到弯沉值在120~160（0.01mm）之间，远大于设计指标，已经不适应重交通量的需要，因此进行维修改造是十分必要的。
4 施工方案与施工工艺
就我国北方地区道路结构来讲，以水泥作为添加料对沥青混凝土路面进行就地冷再生是最常用的一种方案，水泥的通常用量按重量计在3%~5%之间比较合适。
202国道（鞍山段）施工采用的是水泥稀浆搅拌输送的方法，将需要添加的水泥和水搅拌成水泥稀浆，再通过再生机上的控制系统将其输送到再生机的拌和仓中。
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冷再生为新工艺，施工经验相对较少，为确保工程质量，先期进行了300米的试验路段，通过旧路材料筛分、击实试验，确定各项参数指标，最后明确其主要施工工艺如下：
4.1 旧路面破碎拌和
旧路面再生采用Wirtgen2500冷拌再生机，该机最大工作宽度为250cm，最大拌和深度40cm，能保证连续拌和，具有很高的生产率，能精确控制铺筑厚度。工作深度一旦确定，则转子的切削深度将由传感器及控制系统保证，从而获得精确的冷再生厚度；可半封闭施工，改善交通中断状况及施工安全。为避免出现条梗，相邻两幅重叠20~30cm。工作时，冷再生机需一辆洒水车搭配保证拌和用水，拌和过程按10%含水量加水，随拌随检查含水量，拌和行进速度8~10m/min，有专人随时跟机检测拌和深度，确保拌合料含水量及拌合层厚度。破碎拌和后，经筛分大颗粒内如颗粒团过多，可用再生机或路拌机加拌一次，水分不足路段，加拌前及时补洒水，保证再生混合料的稳定性。
4.2 路面混合料分析
拌和后的旧料分析包括旧料的筛分结果，最佳含水量，最大干密度以及松铺量的确定，作业段合理长度确定。实验室从现场均衡取料，通过对拌合料的筛分，通过多次击实试验，确定粒料的最大干密度为2.25g/cm3，最佳含水量为9.5%，松铺厚度为1.33。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。施工中，严格控制从加水泥开始拌和到碾压完成的时间在4h内完成，通过试验段确定工作段的合理长度为160m。
4.3 破碎后的旧路整形
整幅路段拌和完成后，用平地机初步整平，再用震动压路机稳压2遍，测量人员根据设计纵断高程和横坡度，每10米为一断面分左中右及1/4处5个点测出高程，按1.33的松铺系数，人工找出基准点，相邻两个点用石灰连成线，高程不足时及时用平地机刮平。通过旧路整形达到“调坡”“调拱”的目的，且保证平整度。
4.4 施工工艺与注意事项
如图1所示，为冷再生技术的施工工艺流程图。由于202国道鞍山段冷再生基层及路基的整体性、稳定性较差，路面有较严重的网裂、车辙等病害，且路面平整度、横坡度欠佳，在施工过程中存在的主要问题有：
1.路面整形过程中出现了一定的困难，横坡与厚度出现了矛盾。当原路况较差（横坡较小）时，要想使横坡达到设计要求就得使路缘标高降低、道路中线标高升高，从而导致再生厚度不均匀，中线附近过厚而路缘附近却达不到设计要求。
2.再生宽度达不到路缘石，原因之一是再生机本身的局限使铣刨鼓边缘不能靠近路缘石，距离路缘石约20cm；原因之二是由于公路两边的绿化树木较大，如果再生机过于靠近公路边缘，绿化树木伸出的枝桠会对再生机造成危害。
3.CR2200冷再生机需要使用清洁的饮用水，所以在施工过程中大量的使用饮用水将使寻找水源成为一个很大的问题。
图1 施工工艺流程图
Fig.1 Technological operation
5 质量控制与检测由于冷再生基层属于新的结构形式，在《质量检验评定标准》中没有相应的检测项目和检测指标[3-4]，施工过程中在收集和分析大量试验数据的基础上，提出了主要检测项目与检测方法：
1.铣刨深度：再生机行进过程中，通过计算机按照设计深度进行铣刨，根据不同路况人工随时量取铣刨深度，看是否满足要求；
2.横坡、纵断高程：初压后，利用水准仪按松铺2cm、每20米测1个断面（3个点）控制平地机工作，横坡偏差为±0.3%，中线高程偏差+
5、-10mm；
3.压实度：终压完毕后，用灌砂法按《公路工程质量评定标准》附录B检查，一般每100米1处；
4.平整度：终压完毕后，采用3米直尺每100米随机量测一处10尺，允许偏差≤8mm；
5.7天无侧限抗压强度：水泥及水的计量通过水泥稀浆车计算机控制。每工作班制备1组试件，试件6天洒水养生，1天浸水养生，测定抗压强度。一般强度可达2.8~3.1MPa（按水泥添加剂5.0%计量）；
6.弯沉值：半刚性基层施工完毕、不间断洒水养生7天后，采用贝克曼梁法对行车道和超车道按每20米一点进行测量。再生后弯沉值一般可比原路面提高60%左右。
6 结 论
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。202国道鞍山段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。
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