北京路桥瑞通养护中心有限公司 101300
摘要：本文利用辛樊路大修工程冷再生基层的施工，结合交通部《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求，对冷再生基层的应用及施工过程中的质量控制阐述自己的观点，简要分析了该施工工艺技术、经济指标，并提出建议。
关键词：旧路材料、 冷再生、设备、社会效益
绪论 沥青路面冷再生技术的利用，能够大量节约沥青、碎石等原材料，同时有利于处理废料，保护环境。随着当今社会的发展，人们的生活水平有着显著提高。人们对公路的需求也逐渐的提高。材料的用量数量加大，有限合理开发使用，对经济的可持续发展有很大的促进作用。随着科技发展、施工工艺的提高，公路建设向着环保、节约型方向发展。冷再生技术就是当今发展的主流。最大的优点就在于提高效率节省成本，从而缩短了施工工期，为企业、社会创造更大的经济效益。
一、沥青混凝土路面现场冷再生技术简介
旧路沥青混凝土路面现场冷再生，是用大功率路面再生机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎，再加入水泥、水用再生机原地拌和，最后经整平、碾压成型的一种工艺方法。
现场冷再生法能够充分利用现有路面的旧材料，解决建筑废料的挖除、运输和堆放问题，在减少新材料用量的同时达到降低成本与保护环境的目的，因此它在经济发达国家普遍采用。1998年10月，我国引进了德国维特根公司WR2500冷再生机，首次利用冷再生技术对道路进行改造，近几年来，国内一些城市开始应用，北京属首次使用此项技术。
二、工程概述
辛樊路为平原二级公路，始建于1992年，由当地政府完成路基土方工程，1993-1994年由北京市公路局顺义公路分局完成路面工程。
辛樊路道路宽度为：路面12米，路基15米。其原路面结构为：
1.5cm沥青石屑面层、3.5cm沥青碎石、l.2kg/㎡乳化沥青透层
18cm石灰粉煤灰碎石基层、15cm石灰土底基层
辛樊路路基土方由地方政府完成，路基压实度未达到规范要求，晋煤外运通道，重载交通，致使路面出现了较大的变形，经过近十年
的运营，路面出现大面积破坏，龟裂、沉陷、脱落、翻浆等不同程度的病害相继出现，已严重影响了该路段的正常运营，而且每年投入投入大量的人力财力对道路进行养护。
在对路面病害进行调查的基础上，为了解现况路面的承载能力，对路面进行体现路面强度和承载力的回弹弯沉和抗压回弹模量检测。
路面弯沉检测：弯沉是表征路面整体刚度大小的指标，是进行路面承载能力检验和进行路面结构设计的重要依据。检测方法参照贝克曼梁法测定路面回弹弯沉试验方法（T0951），弯沉测试结果见表1-2。
弯沉检测表 表1-2
桩号标准差平均值（0．0lmm）代表弯沉（0．0lmm）
Kl5+800-K20+43526133172
从表1-2现况路面弯沉检测结果表明，该路的代表弯沉（172）与设计弯沉（32）差距很大，说明强度已无法满足交通量要求，应进行补强。
路面抗压模量检测：检测方法参照公路路基路面现场测试规程（JTJ059-95）承载板法测定回弹模量试验方法，测试地点选择在路面基本平整处，挖除沥青混合料面层，进行整平后测试基层顶面的模量测试，结果见表1-3。
将上述交通量换算成BZZ-I00标准轴载当量轴次为N=1811.74轴次/日，按设计年限8年计算，该路的设计弯沉值32（0.0lmm），按设计年限5年计算，计弯沉值为36.2（0．0lmm）。
此次辛樊路大修工程中，大修起点K15+828（天北路），终点为K20+435（七干渠），全长4.607公里。设计基本内容如下：
路面横断面设计：路面宽度为12米，路基宽度为15米。
路面结构为：
3cmAC-13C沥青混合料表面层
5cmAC-20C沥青混合料底面层
1.2kg/㎡乳化沥青透层
18cm二灰碎石基层
20cm水泥稳定路面旧料冷再生底基层
冷再生机破碎旧料分析：为了分析经冷再生机破碎的材料颗粒组成，现场铣刨一段旧路面，实验室就地均衡取料，通过对铣刨、破碎料进行筛分分析，旧料经冷再生机铣刨、破碎后，颗粒组成基本满足规范要求的级配范围，因此，可直接利用冷再生机破碎路面后添加结合料进行稳定。
确定了旧料的级配后，对旧料进行击实试验，确定最大干密度、含水量等参数，并通过无侧限抗压强度试验确定掺加的水泥剂量。
击实试验：对破碎的旧料掺加4%水泥后进行重型击实试验，试验方法参照《工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）T0804无机结合料稳定土的击实试验方法进行，试验得出的最大干密度为2.11g/cm3，最佳含水量为6.3%。
7天无侧限抗压强度：试验中根据击实试验得出的最佳含水量准备试样，经6天恒温恒湿（20±2℃）养生，一天浸水后测试试件的抗压强度，试验方法参照《工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）T0805无侧限抗压强度试验方法。稳定材料选用普通硅酸盐水泥P.O32.5，水泥掺量为4%，试验得出水泥稳定材料的7天无侧限抗压强度为2.9MPa，Cv=10.3。
水泥稳定材料的强度试验结果，添加4%水泥后，路面再生材料的7天抗压强度均满足规范要求。
通过对旧料进行上述项目的试验分析，确定了水泥稳定旧料中水泥的掺量、混合料的最佳含水量和最大干密度，对旧料的室内试验分析基本完成，所得出的基本参数可用于指导施工和检验。
三、冷再生基层的施工
本次辛樊路冷再生底基层的施工由北京路桥海威市政工程有限公司完成，由山西省交通建设工程监理公司承担监理工作。施工单位在进行认真准备的基础上，严格按照冷再生施工程序组织施工。
1、施工准备
（1）施工机械与配套设备就位
本次冷再生施工采用的是德国宝马MPH122冷再生机。该设备的核心部件是一个转子，工作的机理是通过转子转动将旧路路面材料破碎，与预先摊铺的水泥、新料进行掺拌，从而形成均匀的材料，经过碾压、成型，形成具有一定强度和稳定性的半刚性混合料。
冷再生机底基层施工配套设备有：冷再生机l台，8T洒水车4台，PY180平地机一台，YZ-18振动压路机1台，YZ-20振动压路机1台，l5-18T静碾压路机1台，20T胶轮一台，50装载机一台。
对再生施工中所需要的所有机械设备进行全面的检查，检查冷再生机械操作人员是否已掌握所有与冷再生施工有关的数据，所有冷再生施工程序是否均已清楚。
（2）材料
旧路面面层材料作为主要集料，在冷再生过程中，采用的是添加水泥形成水泥稳定粒料底基层，水泥为矿渣硅酸盐水泥P.S32.5，设计掺量4%。
（3）施工程序
路面基层冷再生的施工工艺基本上与路拌水泥稳定材料施工工艺相同，其施工工序简单描述如下：
（4）封闭交通
全线采用半幅断交的方法，以保证施工和基层养生成型效果。
（5）人员配置
试验人员3人，技术人员3人，工人40人。
（6）确定试验路段
结合设备性能及水泥终凝时间，选取150米长的路段作为试验路段，该路段设置围挡，管制交通。
2、试验段施工
对确定的试验段进行冷再生施工，以期摸索适宜的施工工艺，磨合人、机组合。
（1）施工放样：测量组9人；散灰组15人；拌和组5人；整平碾压组4人；质检组4人；安全组10人。
将水泥按预定剂量计算每平方米用量，计算为16.5t/l000㎡，采用方格网控制水泥用量。
（2）布灰
采用方格网布灰，20米为一方格，布置44袋水泥，实际施工布灰量按4.5%控制，然后人工按每格摊铺几袋水泥，将水泥均匀布满方格，确保水泥布撒均匀、一致、等厚。
（3）拌和
设半幅路面宽度为6.58m，分三幅完成，冷再生机沿路进行铣刨，行进速度控制在6m/min，喷水400kg/min，拌和宽度2.5米，深20厘米分三幅拌和，每幅重叠30厘米。水车在冷再生机前，用水带与之相连并同步前进，为冷再生机加水。考虑到水泥的初、终凝时间，以及各道工序的衔接问题，以150米施工长度为限，每一施工段落施工时间控制在4小时内。
（4）整平及碾压
拌和完成后，振动压路机先稳压一遍，测量埋砖三点控制，平地机整平两遍，符合要求后，用YZ18振压2遍、YZ20振动压路机振压2遍，三轮压路机静压1遍，20T胶轮压路机碾压1遍。碾压结束后，现场检测密实度，个别达不到要求的地段，及时追压。在碾压过程中，随拌随检查含水量。平整度按规范要求控制。
（5）再生层养生
碾压检测合格后，铺土工布及时洒水养生，养生期内中断交通，杜绝洒水车以外的任何车辆进入，养生期不少于7d，要使冷再生层表面始终保持湿润，做到每天及时洒水，专人看管，确保再生层不因洒水养生不当产生损坏。
（6）试验段结果
按上述程序完成实验段后，对试验段的施工情况进行总结，旧路材料经冷再生机破碎后，掺加4.5%水泥，其施工含水量为7.3%。
根据试验段总结的施工经验，以150米左右长度为作业段，及时组织冷再生路面底基层连续施工。
四、试验检测
在施工过程中，施工、监理单位对水泥稳定旧料底基层的各项性能进行了检测，以便为该路的施工质量进行评定。主要检测项目包括：底基层的压实度、水泥用量、含水量和7天无侧限抗压强度等。
1、结构层压实度
采用灌砂法测定水泥稳定旧料底基层的压实度，试验方法参照《公路路基路面现场测试规程》（JTJ059-95）挖坑灌砂法测定压实度试验方法T0921测试。
2、水泥稳定材料的检测
对水泥稳定材料的含水量、水泥用量和强度检测结果，冷再生路段施工的各项技术指标均满足规范的要求，说明该路段底基层的施工质量合格。
五、经济、技术指标分析
在辛樊路大修工程中，大修工程全长4607米，公路等级为平原二级公路，路面宽12米，路基宽15米。施工采用全幅旧路结构经冷再生工艺处理后作为路面底基层，厚度20cm，与传统工艺比较可降低费用约20%以上。
采用冷再生工艺，合理、有效地利用路面废料、降低运输和储存成本，同时节约材料，保护环境，这种长期的社会效益和经济效益更符合社会发展。
从技术角度讲，通过在辛樊路铺筑冷再生材料，结合设计、现场施工和管理经验，可以总结现场冷再生的主要优点是：
1、再生效果良好
这种再生方法效果良好，所生成的再生材料具有良好的强度、稳定性和抗裂性。
2、简化施工工序
通过机械化施工，可以对旧路面混合料进行就地再生利用，不需要搬运废料过程及废弃物堆放场地，不需要对旧路路面进行特殊的挖掘和回填处理，保证了结构的整体性。
3、可以节约材料
通过100%利用旧料，大大减少了新材料的用量，保护资源。
4、缩短工期
通过铣刨、破碎、添加新料、拌和及摊铺等工序的连续不间断完成，施工工序得到简化，从而缩短工期。
六、结论与建议
1、冷再生技术具有工期短、成本低、施工工艺简单易行等优点，特别适合在交通量大、不断交通的道路改建工程中大规模应用。
2、冷再生技术的应用，应根据工程具体情况和要求，因地制宜地进行设计、施工，其优越性才能真正发挥出来。
3、冷再生技术的推广应用需要科学的材料设计、完善的施工组织和先进的机械设备。
结束语：为进一步了解冷再生材料的使用性能，尤其是其长期性能，建议对该路进行长期观测和必要检测，为其使用效果积累基础资料，为其推广应用奠定基础。同时，为了完善冷再生技术体系，应对冷再生材料的基本性质进行深入研究，从设计参数的确定到其强度、变形特性，均应进行深入的探讨
参考文献
[1]公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）.
论文作者:付志利
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/23
标签：路面论文; 水泥论文; 材料论文; 基层论文; 稳定论文; 沥青论文; 抗压强度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第15期论文;