冷再生技術(shù)與傳統(tǒng)的瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修方式相比，能夠節(jié)約原材料，提高舊路等級(jí)，縮短工期，對(duì)交通影響小，節(jié)省養(yǎng)護(hù)資金，同時(shí)循環(huán)利用廢料，保護(hù)環(huán)境，能徹底消除原面層的擁包，車轍，裂縫和松散等病害，還可以對(duì)基層病害進(jìn)行適當(dāng)處理。本篇市政道路養(yǎng)護(hù)論文以千峰南路破損路段為例，采用冷再生技術(shù)重新設(shè)計(jì)恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)路面使用壽命。

　　推薦期刊：核心期刊《路基工程》可作為高等院校交通土建工程領(lǐng)域中公路工程、道路與鐵道工程、城市道路工程以及機(jī)場(chǎng)工程等專業(yè)本科生教材，也可供從事公路、鐵路、城市道路、市政道路、機(jī)場(chǎng)道路建設(shè)及交通行業(yè)等路基方面的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考等。《路基工程》主管單位：中華人民共和國(guó)鐵道部，主辦單位：中國(guó)鐵道工程建設(shè)協(xié)會(huì) 中鐵二局集團(tuán)有限公司西南交通大學(xué)。相關(guān)有核心期刊《公路交通科技》《公路工程》

　　關(guān)鍵詞：泡沫瀝青再生;就地水泥再生;冷再生施工

　　瀝青路面廠拌冷再生是通過(guò)大型銑刨機(jī)回收瀝青路面材料，然后在特定的廠拌冷再生設(shè)備添加新黏結(jié)劑、新集料拌和均勻，最終通過(guò)攤鋪壓實(shí)設(shè)備應(yīng)用到路面上。就地冷再生是通過(guò)大型的現(xiàn)場(chǎng)再生設(shè)備一次完成原路面進(jìn)行破碎、添加新黏結(jié)劑、拌和、攤鋪的施工工藝。冷再生后材料的特性取決于再生過(guò)程中添加黏結(jié)劑，目前主要有無(wú)機(jī)類和瀝青類兩大種。無(wú)機(jī)類黏結(jié)劑包括水泥、石灰等材料，瀝青類黏結(jié)劑包括泡沫瀝青和乳化瀝青兩種，穩(wěn)定以后材料為柔性材料。筆者結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)研究及太原市千峰南路的大修實(shí)例，僅對(duì)泡沫瀝青再生技術(shù)進(jìn)行初步的研究。

　　1 工程背景

　　1.1 工程概況

　　千峰南路(迎澤西大街-南內(nèi)環(huán)街)位于河西區(qū)中部，北起迎澤西大街，南至南內(nèi)環(huán)街，道路全長(zhǎng)1.9 km，于1996年進(jìn)行的拓寬改造。道路規(guī)劃紅線寬40 m，為三塊板斷面形式，中間14 m寬的機(jī)動(dòng)車道，兩側(cè)各1.5 m寬的分隔帶，5 m的非機(jī)動(dòng)車道，6.5 m的路側(cè)帶(包括1.5 m的行道樹)。千峰南路(迎澤西大街-南內(nèi)環(huán)街)機(jī)動(dòng)車道的現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)為：3 cm細(xì)粒式瀝青混凝土+ 7 cm瀝青貫入碎石+20 cm水泥穩(wěn)定碎石+15 cm天然沙礫，非機(jī)動(dòng)車道的現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)為：2.5 cm細(xì)粒式瀝青混凝土+5 cm瀝青碎石+15 cm水泥穩(wěn)定碎石+20 cm天然沙礫。

　　1.2 大修原因

　　隨著城市道路交通量的迅速發(fā)展，千峰南路(迎澤西大街—南內(nèi)環(huán)街)段破損較為嚴(yán)重。全線裂塊明顯，縫較寬，散落重，沉陷深度深，行車明顯顛簸不適，路面多處因破損而采取修復(fù)措施進(jìn)行處治，路表外觀上以修補(bǔ)部分與未修補(bǔ)部分明顯不同，修復(fù)效果不好。據(jù)鉆芯取樣結(jié)果，水泥穩(wěn)定碎石強(qiáng)度不足，基層材料松散，路面強(qiáng)度指數(shù)SSI=0.43，總體強(qiáng)度評(píng)價(jià)為次，路面狀況指數(shù)PCI=46.39，總體評(píng)價(jià)為次[1]。

　　1.3 分析病害成因

　　通過(guò)路況調(diào)查及相關(guān)檢測(cè)結(jié)果認(rèn)為：路面損壞以龜裂、裂縫病害為主，局部出現(xiàn)坑槽。根據(jù)開挖的坑槽來(lái)看，水泥穩(wěn)定碎石材料松散，說(shuō)明基層強(qiáng)度不足。

　　綜上所述，認(rèn)為原有路面主要由于基層強(qiáng)度不足引起的路面損壞，表現(xiàn)為裂縫(橫向和縱向裂縫)、網(wǎng)裂等病害為主，這些病害主要集中在瀝青面層和基層，路基比較穩(wěn)定，強(qiáng)度較高，因此利用現(xiàn)狀路基承載能力，改造路面應(yīng)為維修的關(guān)鍵。

　　但是，目前路面維修仍采用挖補(bǔ)和銑刨重鋪的傳統(tǒng)工藝不能完全解決路面存在的病害，另外，路面損壞的面積較大，僅從目前局部修補(bǔ)的面積來(lái)看已經(jīng)超過(guò)了50%，采用這種方法不僅很不經(jīng)濟(jì)，而且嚴(yán)重影響了外觀效果。針對(duì)該路段的實(shí)際情況，建議采用冷再生技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性維修，既可以比較徹底地解決路面現(xiàn)有危害，而且施工速度快，成本相對(duì)較低，是比較理想的維修方案。

　　1.4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論。瀝青路面結(jié)構(gòu)計(jì)算采用雙圓均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以路表容許彎沉為路面整體強(qiáng)度為控制指標(biāo)，計(jì)算路面結(jié)構(gòu)厚度，并對(duì)瀝青混凝土面層和半剛性材料的基層和底基層進(jìn)行層底彎拉應(yīng)力的驗(yàn)算。計(jì)算路面厚度采用多層彈性連續(xù)體系理論解的專用設(shè)計(jì) 程序[2]。

　　2)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。千峰南路(迎澤西大街—南內(nèi)環(huán)街)機(jī)動(dòng)車道底基層采用就地水泥冷再生，上基層采用廠拌泡沫瀝青冷再生，非機(jī)動(dòng)車道采用就地泡沫瀝青冷再生施工工藝。

　　該工程采取的機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)為：20 cm就地水泥穩(wěn)定沙礫再生層+15 cm廠拌泡沫瀝青再生層+6 cm中粒式改性瀝青混凝土+4 cm細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土。

　　非機(jī)動(dòng)車道路面結(jié)構(gòu)為：20 cm天然沙礫 + 16 cm就地泡沫瀝青再生層 + 6 cm細(xì)粒式瀝青混 凝土。

　　該路段計(jì)算采用參數(shù)見表1。

　　經(jīng)計(jì)算機(jī)動(dòng)車道：第 1 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=33.8(0.01 mm);第 2 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=39(0.01 mm);第 3 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=49(0.01 mm);第 4 層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=90.6(0.01 mm)。

　　計(jì)算改建路面各層底面最大拉應(yīng)力(未考慮綜合影響系數(shù))：第 1 層底面最大拉應(yīng)力 σ(1)=-0.255 (MPa);第 2 層底面最大拉應(yīng)力 σ(2)= -0.058(MPa);第 3 層底面最大拉應(yīng)力 σ(3)= -0.002(MPa); 第 4 層底面最大拉應(yīng)力 σ(4)=0.203(MPa)。

　　該路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將原來(lái)機(jī)動(dòng)車道的路面結(jié)構(gòu)改造成兩層復(fù)合式基層(半剛性基層和柔性基層)路面結(jié)構(gòu)，處理深度大，病害處理徹底，增加了路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而顯著提高路面的結(jié)構(gòu)承載能力，原來(lái)路面材料再生利用，路面標(biāo)高變化不大。

　　對(duì)現(xiàn)狀路面基層采用水泥作為穩(wěn)定劑進(jìn)行再生處理，從而形成一個(gè)均勻的冷再生底基層，對(duì)現(xiàn)有損壞的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，增加結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度，并為泡沫瀝青再生柔性基層提供堅(jiān)固的支撐。將銑刨的瀝青面層材料采用泡沫瀝青廠拌再生，攤鋪，壓實(shí)后形成一個(gè)新的柔性再生基層，不僅增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度，抗疲勞和抗水損害的能力，而且可以有效地避免了半剛性底基層的反射裂縫問(wèn)題，延長(zhǎng)路面使用壽命。

　　2 施工工藝

　　2.1 工藝介紹

　　千峰南路大修工程采用的瀝青類黏結(jié)劑為泡沫瀝青。機(jī)動(dòng)車道底基層采用的是就地水泥再生，并將銑刨的瀝青面層材料采用泡沫瀝青廠拌再生，非機(jī)動(dòng)車道基層采用的是就地泡沫瀝青再生。

　　2.2 工藝優(yōu)點(diǎn)

　　1)提高原有道路性能。冷再生混合料在獲得所需強(qiáng)度的同時(shí)，也提高了基層的彈性，有利于防止反射裂縫和荷載裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

　　2)節(jié)約投資，節(jié)能減排。與道路挖除整體大修相比，投資大概節(jié)約10%;比挖除大修的時(shí)間節(jié)約80%，真正達(dá)到環(huán)保節(jié)能低碳減排。

　　2.3 具體施工

　　1)降檢查井，并用鋼板覆蓋檢查井。

　　2)銑刨舊瀝青路，進(jìn)行泡沫瀝青混合料再生配合比設(shè)計(jì)。

　　先銑刨機(jī)動(dòng)車道10 cm的現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)層(3 cm細(xì)粒式瀝青混凝土+7 cm瀝青貫入碎石)，非機(jī)動(dòng)車道6 cm的現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)層(2.5 cm細(xì)粒式瀝青混凝土+3.5 cm瀝青貫入碎石)并集中堆放，在銑刨后的舊料中選取代表性的材料送往試驗(yàn)室進(jìn)行篩分，碎石和RAP舊料篩分實(shí)驗(yàn)報(bào)告分別見第83頁(yè)圖1、圖2，根據(jù)篩分結(jié)果計(jì)算礦料配合比，見第83頁(yè)圖3，礦料混合料級(jí)配檢驗(yàn)見第83頁(yè)圖4。泡沫瀝青冷再生混合料工程的設(shè)計(jì)級(jí)配范圍要滿足JTG F41—2008 公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范中泡沫瀝青冷再生混合料工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的要求。

　　通過(guò)室內(nèi)配合比試驗(yàn)，最終確定千峰南路泡沫冷再生項(xiàng)目的配合比為：舊瀝青混凝土路面銑刨料(RAP)∶碎石∶水泥=78∶20∶2，泡沫瀝青油石比為3.0%，瀝青的發(fā)泡條件為：150 ℃，用水量為2.0%,添加劑為瀝青用量的0.5%。

　　3)機(jī)動(dòng)車道銑刨15 cm水泥穩(wěn)定碎石，集中拉運(yùn)到指定地點(diǎn)，不形成二次污染。

　　4)就地水泥再生。提前通過(guò)篩料機(jī)按照要求配比均勻，補(bǔ)充集料，運(yùn)用維特根再生設(shè)備群(包括維特根公司的WR2500再生機(jī)、平地機(jī)、泥漿車等)將現(xiàn)狀機(jī)動(dòng)車道結(jié)構(gòu)層中的5 cm的水泥穩(wěn)定碎石和15 cm的天然沙礫就地水泥再生。

　　5)碾壓。

　　6)養(yǎng)生及清理。

　　7)泡沫冷再生。機(jī)動(dòng)車道：待水泥穩(wěn)定沙礫再生層養(yǎng)生結(jié)束后，將廠拌瀝青冷再生材料，經(jīng)攤鋪機(jī)鋪筑在水泥穩(wěn)定沙礫再生層上。非機(jī)動(dòng)車道1.5 cm的瀝青貫入碎石和13.5 cm水泥穩(wěn)定碎石就地泡沫再生，以下結(jié)構(gòu)層不動(dòng)。

　　8)壓實(shí)及養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不宜少于7 d[3]。

　　9)掏檢查井并升檢查井到標(biāo)準(zhǔn)位置，更換側(cè)、平石。

　　10)機(jī)動(dòng)車道灑透層油，鋪筑6 cm中粒式改性瀝青混凝土，灑黏層油，最后鋪裝4 cm SBS改性瀝青混凝土。

　　11)非機(jī)動(dòng)車道灑透層油，鋪筑6 cm細(xì)粒式瀝青混凝土，碾壓確保檢查井周圍的碾壓密實(shí)。

　　12)養(yǎng)生及開放交通。

　　3 施工效果

　　千峰南路(迎澤西大街—南內(nèi)環(huán)街)冷再生的施工檢驗(yàn)結(jié)果見表2。

　　從檢測(cè)結(jié)果看，再生后的道路基層的強(qiáng)度、壓實(shí)度均達(dá)到了設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求[4]。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　該工程在冷再生施工前收集了原有的設(shè)計(jì)圖紙、竣工資料，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取芯鉆探，通過(guò)原路面狀況的調(diào)查包括路面狀況指數(shù)、路面強(qiáng)度系數(shù)、平整度等 [5]，獲悉原有道路地質(zhì)情況和路基狀況良好，結(jié)合交通量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算擬定了千峰南路的路面結(jié)構(gòu)方案，實(shí)踐和檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)效果良好。

　　基層冷再生充分利用了舊路面材料，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前該項(xiàng)技術(shù)在城市道路大修改造中還處于試驗(yàn)推廣階段，近年來(lái)，為適應(yīng)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的要求，進(jìn)一步加強(qiáng)研究冷再生技術(shù)，對(duì)我國(guó)道路的建設(shè)發(fā)展具有特別重要的意義。