1前言
沥青路面现场冷再生技术是利用旧沥青路面现有资源，加人部分新骨料(视旧路破碎后的路面情况而定)和稳定剂(如水泥、乳化沥青、泡沫沥青等)，在常温状态下，利用再生拌和设备对旧沥青路面进行铣刨、破碎，并与加人的新骨料、稳定剂及水充分拌合，就地碾压成型、养生，形成新的路面基层(或底基层)。该技术上个世纪80年代后期在国外开始广泛应用。2(X)5年以来，我省开始尝试并在干线老油路改造中逐步推行水泥冷再生技术。应用现场冷再生技术，将大大减少公路建设用地，节省大量的地产材料，同时有利于环境保护，降低工程造价。对于严格控制净空或路面标高的城市道路或公路城镇段具有更大的优越性;在交通量较大的路段可以半幅施工、半幅通车，减少了施工对正常交通运输的影响。我省在“七五”和“八五”期间，相继修建了超过2000公里的水结砂砾、素矿渣基层沥青路面，目前已相继到了使用年限，多数路段可以采用水泥现场冷再生技术进行改造。沥青路面冷再生技术在我省普通公路建设中将拥有广阔的应用前景。鉴于当前水泥现场冷再生在我省逐步推广应用，施工工艺已不是主要难题，下面结合工程实践和有关室内试验结果，就水泥现场冷再生路面设计理论和方法做以探讨。
2现场冷再生技术的基本原理
沥青路面就地冷再生施工是由高效率、大型化、现代化的再生机械来实现。代表产品是德国wirtgen公司生产的W凡巧oo型再生机，其核心是一个装有若干个硬质合金刀具的切削转子。在旧路撒布水泥及需要级配的碎石后，施工时转子旋转向上切削下现有旧路铺层材料。在转子切削材料的同时，来自再生机前面由再生机推动前行的水车中的水，通过软管输送给再生机，并由机载系统喷洒进拌和罩壳内。喷水量由再生机的微机控制系统进行精确的计量，在拌和罩壳内，添加的水泥、碎石与被切削下的材料进行充分均匀的混合，再由压实机械碾压成型，形成新的路面基层或底基层。
3设计理论
尽管国内许多省份应用冷再生技术，但是各省应用该技术的侧重点不同，多数用于路面大修，没有过多的考虑路面结构设计。我省在最初的几个项目设计时关注的主要是材料设计，而不是结构设计和路面弯沉等强度指标。最初的观点认为，再生后混合料中含有沥青可能大大降低其回弹模量和抗弯拉模量等设计参数，可以参照柔性路面结构进行设计。但经过连续3年的工程实践和相关室内试验，可以确定我省多数老油路(即沥青面层厚度在7cm以下)改造，采用水泥现场冷再生进行沥青路面结构设计，应该采用《公路沥青路面设计规范》中提出的半刚性路面设计理论，即以双圆均布荷载作用下的多层连续体系为基础，考虑层间接触条件的影响，同时进行各层顶面弯沉计算和层底拉应力的验算。老路沥青面层超过10Cm时，在基层强度较好的情况下，可对老路面实行乳化沥青或泡沫沥青再生，采用水泥再生效果不佳。
4设计方法
与一般的沥青路面结构设计相比，水泥冷再生路面设计与实际施工结合更加紧密，主要体现在旧路现状调查评价、材料组成设计、下承层强度测定和再生层厚度确定四个方面。
4.1旧路现状调查及评价
4.1.1旧路现状调查具体进行再生路面结构设计前，应在查阅历史资料、视觉评价、弯沉检测、选取典型路段进行现场挖验的基础上，确定旧路再生改造方案。收集查阅相关资料主要包括以下内容:(l)原路面设计以及结构变更情况;(2)路面各结构层厚度及材料情况;(3)施工记录的施工工艺和质检测试结果;(4)路面使用过程中维修养护细情况;(5)历史交通量资料。对于较长的路段，可采用慢速驾车加典型断面停车相结合的方式完成视觉评价。主要记录整幅路面内所有明显的损坏以及其它观测结果，诸如排水、地质变化以及路段几何特征(比如陡坡、急转弯以及高填方路堤)。依据损坏严重程度、频率和位置，对路面损坏按照损坏模式和具体类型进行详细描述，具体损坏模式和类型描述见表1。通过获取的历史资料初步判定原道路的“均匀路段”，道路结构组合相差较大或结构层材料相差较大的路段不宜作为一个“均匀路段”。对原道路进行弯沉测量，根据累积总和法初步确定“均匀路段”。将累积总和值绘制在相应路段上，相对恒定的斜坡值表明这些路段具有相似的路面反应。
4.1.2旧路现状评价旧路调查后，评估确定路面损坏是仅限于路面面层，还是属于路面结构问题，了解路面结构以及损坏的范围和深度。确定采用冷再生技术的，要在弯沉检测和视觉评价的基础上划分“均匀路段”，为路面结构设计提供基础数据。一般来说，旧路结构层(包括面层、基层和垫层)厚度应在3Ocm以上，实测旧路弯沉值在50一120(l/loo)~之间。旧路个别处存在严重的沉陷、翻浆路段必须进行处理。旧路基层采用手摆基石及矿渣中含有较多铁块，对冷再生设备尤其是刀架和刀头可能造成较大破坏的路段，在确定是否采用水泥冷再生时应进行充分论证。对于路面基层强度严重不足及路面整段变形严重的老油路改造一般不宜采用冷再生技术。
4.2材料组成设计一般来说，再生机的行进速度和转子速度决定了铣刨后旧路混合料的级配。基层粒料粒径越大，拌和深度越大，行走速度宜越慢。沥青路面网裂严重的路段宜采用较慢速度，否则面层成大块破碎，不能使用。因此，在确定材料级配时，应根据经验和所用再生机械的特点，制定不少于3种不同的再生机行进速度和转子速度的组合方案，按设计的再生深度对旧路进行铣刨，取铣刨后具有代表性的材料送往试验室进行筛分，选择级配最接近理想级配的方案初步作为施工时再生机行进速度和转子速度。同时，进行材料室内配合比设计，确定是否添加碎石。从实际工程实施看，矿渣基层一般破碎后细料多，粗料少，需要添加粒径大的碎石;砂砾基层因旧路多采用天然砂砾，粒径超标现象普遍，经再生机破碎后，旧路混合料级配反而得到改善，符合规范要求，多数项目不需要添加碎石。同时，由于混合料中含有沥青颗粒，与水泥稳定砂砾(或碎石)相比，其干缩及温缩性能得到一定程度的改善。按照室内试验结果，在旧路面上撒布新加料(如必要)，但不添加水泥，按初步确定的再生机行走方案进行铣刨，取铣刨后具有代表性的材料样品送往试验室进行筛分，如果筛分后的级配与室内设计级配超过工地允许波动范围，应调整再生机速度和转子速度，使铣刨后的级配与室内设计级配相比波动在允许范围内。在此基础上，添加水泥进行室内试验，确定再生混合料的含水量、水泥剂量，并按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(ITJ57一94)要求成型试件，测定其7d无侧限抗压强度，水泥剂量一般为4一5%。在缺少沥青再生层设计参数积累的地区，应同步进行再生层回弹模量和抗弯拉回弹模量测定。从我省在锦州、营口等市工程项目测定的水泥•2•再生旧路面混合料设计参数看，可以达到HooMPa以上，7d无侧限抗压强度在2.SMPa以上，与水泥稳定砂砾的设计参数区别不大。但需要注意的是，重要的大型项目必须进行参数确定，因为不同沥青面层厚度(尤其是沥青路面面层厚度大于7cm)和不同半刚性基层的旧路再生后的设计参数可能存在较大差异，这与以往的新改建路面结构设计是显然不同的，因此加强设计参数测定是设计单位提高现场冷再生设计质量的必然途径。
4.3下承层强度测定由于现场冷再生是在旧路上进行的，旧路强度对路面结构设计没有任何直接意义。因此，测定再生层下承层模量非常必要。对每一相似的“均匀路段”，要开挖测试坑进行详细调查，一般宜选在春融等一年中的最不利季节进行。每一“均匀路段”，测试坑每公里每车道应不少于一个。通常在车道外侧轮迹带开挖，也可在硬路肩与行车道的交界线处开挖。测试坑用于确定旧路各结构层厚度和材料、现场含水量、各结构层的性状(如开裂程度)等旧路基本信息。测试坑通常长1.Zm、宽lm、深0.5一lm，具体尺寸可根据道路结构进行调整。测试坑需仔细开挖，每层材料应分开堆放。样品应放置在密封的容器内，用于测定含水量。测试坑开挖完毕，应拍照并详细记录测试坑的路面轮廓。同时，交替进行现场承载板试验，分别测定旧路面层、基层及垫层(如有必要)下部结构层复合回弹模量，直至模量测定点处的结构层深度大于预估的最大可能铣刨深度。试验获得的原路各层下部复合模量，采用内插法可确定预估的道路铣刨深度处下层复合模量，以此模量作为再生层底部模量。
4.4再生层厚度确定一般来说，旧路大修时，再生后直接加铺再生层，厚度一般采用20一25cm，这个厚度不是计算得出的，而是在考虑再生机的实际拌和深度、碾压机械的最大压实厚度以及恢复路面强度的要求等因素，结合工程实践综合确定的，实践证明路面强度完全可以达到原路的设计强度。对于我省旧路再生主要针对砂砾、碎石等大粒径材料而言，拌和深度25cm是极限。在改建工程中，再生层作为下基层，可根据交通量数据计算设计弯沉值，初步确定路面结构组合方案。根据原路面设计强度和路况调查中得到的路面损坏情况，预估冷再生结构层厚度，并根据检测冷再生结构层下承层的当量回弹模量，试算后确定再生层的厚度，一般厚度不宜小于18cm，通过计算确定上基层的厚度。
5结语
沥青路面水泥冷再生技术目前在辽宁省老油路改造中已开始全面推广应用。但是，由于现场冷再生沥青路面设计和施工紧密相关，其设计质量直接影响施工质量，有些细节上还需要进一步研究。本文结合辽宁省普通公路的工程实践进行了粗浅的探讨，不当之处还请广大公路行业同行不吝赐教。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳