| 高速公路冷再生技术应用研究试验路实施方案 |
来源： 发布日期：2006-5-22
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| 一、项目背景 1、冷再生技术的目的 沥青路面就地冷再生技术通过重复利用沥青混合料（主要为砂石料和沥青材料），对现有已损坏的路面进行加强，并达到节约资源和保护生态环境的目的。其最大的优点是原路面材料的重复利用，能较大程度地节约资源，保护环境，避免山石过多被开采。大修高速公路，大量沥青路面废料的堆放将使资源的有效利用、废料存放的场地及环保等问题越来越突出，沥青路面废料的再生利用将不单单是技术问题，而是一个社会问题。石油资源是不会再生的，过度的开采会导致资源的枯竭。节约自然资源，保护自然环境是我国的基本国策。从节约资源出发，将旧沥青路面再生充分加以利用是一项行之有效的措施。有关专家指出，采用沥青路面再生技术、重复利用沥青路面废料是从根本上解决处置沥青路面废料和缓解资源压力的有效途径，也是适应当前可持续发展战略的形势。 以环境生态的观点而言，路面再生工法是“现场优于工厂，冷拌优于热拌”。本次在西半幅K149+600～K151+600段进行就地冷再生试验段。 2、冷再生技术的意义 冷再生技术具有以下优点： 环境：现有路面材料的完全利用。不需要发现损坏点，来自料场的新材料的用量最少。减少了因开采料场等所造成的地表断痕。运输量大为减少。极大地降低了能源消耗及运输车另加给路网的损害。 再生层的质量：现有材料与水和稳定剂的连续、高质量的拌和确保了再生层的质量。液态稳定剂的添加因采用微机控制的输送系统而非常精确。各组份材料的精确计量和可靠输送是获得优质再生材料的保证。 结构的完整性：冷再生施工产生的较厚的均匀的路面内，不存在传统施工方法中有时出现的较薄路面间的薄弱界面。 不损坏路基：与采用传统施工机械修复道路相比，冷再生施工很少损坏路基。典型的冷再生施工，均为一次性作业，再生机的履带（履带式再生机）或高附着力轮胎（轮胎式再生机）在暴露的路面上只通过一次。而采用传统机械施工时，路基将承受频繁的高应力载荷，往往导致“局部隆起”现象，必要时需采取挖掘和回填作业进行处理。 较短的施工周期：现代再生机械具有很高的生产率，与其他修复施工相比，大大地缩短了工期。工期的缩短对道路用户来说，具有极大的无法估量的好处，因为，它大大降低了交通中断的时间。 交通安全：冷再生施工最大的优点之一是具有很高的交通安全性。整个再生机组均可处于同一条车道内。白天可以仅进行一条车道的再生施工，而到了晚上，包括施工完毕的再生车道在内的整条道路可以全部开放交通。 经济性：综合上述所有优点，从经济性的角度来看，冷再生施工是路面修复的一种最具吸引力的方法。 由于冷再生技术具有以上优点，因此实施冷再生技术对于节约自然资源，保护自然环境以及在高速公路的维护中具有非凡的意义。 3、**高速公路应用冷再生技术的原因及条件 （1）保证**高速公路的畅通具有重要的政治、经济意义 ①**高速公路的畅通是缓解我省交通运输紧张状况的需要 **高速公路是京珠高速的重要组成路段，是首都北京经我省连接全国各地的重要交通纽带。 ②**高速公路的畅通是我省经济发展的需要 **高速公路作为国道京珠高速的重要组成部分，是连接省会和首都北京的重要通道，能有效的带动沿线地区的经济发展，为保证我省经济的高速发展，**高速公路的改善也已刻不容缓。 ③**高速公路的畅通是促进我省旅游事业发展的需要 本项目的实施将创造更为便利、舒适的、快捷的交通条件，对推动河北省旅游业的持续快速发展有着十分重要的意义。 因此，要求施工时间能达到最短，对**高速公路的交通影响减到最小。 （2）**高速公路交通量大，大车多，施工时交通安全问题突出。 （3）冷再生技术的优点 冷再生技术具有环保、经济、施工工期短、且具有很高的交通安全性等优点，较适合**高速公路的现状及特点。 二、冷再生技术国内外应用情况 1、国外 国外对沥青路面再生利用研究，最早从1915年在美国开始的，但由于以后大规模的公路建设而忽视了对该技术的研究。1973年石油危机爆发后美国对这项技术才引起重视，并在全国范围内进行广泛研究，到八十年代末美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半，并且在再生剂开发、再生混合料的设计、施工设备等方面的研究也日趋深入。沥青路面的再生利用在美国已是常规实践，目前其重复利用率高达80％。 西欧国家也十分重视这项技术，联邦德国是最早将再生料应用于高速公路路面养护的国家，1978年就将全部废弃沥青路面材料加以回收利用。芬兰几乎所有的城镇都组织旧路面材料的收集和储存工作。法国现在也已开始在高速公路和一些重交通道路的路面修复工程中推广应用这项技术。 2、国内 我国在上世纪80年代交通部将沥青路面再生技术作为重占为科研项目立项研究。1982年由同济大学组织协调山西、河北、湖北、河南、山东、江西等省开展了《旧有沥青（渣油）路面再生利用研究》，累计铺筑再生路面 三、试验段现状 1、结构形式 试验段现状结构形式为 在通车运营后的养护中，东、西半幅均进行了沥青混凝土罩面，现状路面面层厚度为 2、检测结果 目测： 此段路面大部分路面有车辙和网裂，部分路段网裂和车辙严重，急需处理。 弯沉检测： 此段路面现场弯沉检测，西幅超车道平均弯沉值为66，西幅行车道平均弯沉值为55，均大于设计容许弯沉值30。具体检测数据如下： **高速公路西半幅超车道路面结构强度（弯沉）检测数据 检测区间 平均弯沉 标准差 代表弯沉 PSSI K149+000～K150+000 41.1 14.6 70 37 K150+000～K151+000 36.4 10.5 57 49 K151+000～K152+000 42.3 13.6 70 37 **高速公路西半幅行车道路面结构强度（弯沉）检测数据 检测区间 平均弯沉 标准差 代表弯沉 PSSI K149+000～K150+000 33.1 12.1 57 49 K150+000～K151+000 33.3 11.4 56 51 K151+000～K152+000 31.0 9.8 51 58 车辙检测： 经检测此段路面车辙较重，大部分路段车辙在30～50cm深，急需处理。 钻芯： 钻芯检测发现此段路面网裂部分面层和基层完全松散，轻微网裂处面层散，基层上部松散、成片状；部分路段表面较好，但基层松散。钻芯情况如下： 钻芯情况一览表 桩号 位置 钻芯情况描述 k149+700 西幅 行车道 轮迹、龟裂处 沥青面层和基层上部全散、下部成块状 k149+935 西幅 行车道 轮迹、龟裂处 沥青面层和基层全散 k150+325 西幅 行车道 轮迹、龟裂处 沥青面层和基层全散 k150+875 西幅 行车道 轮迹、龟裂处 沥青面层和基层全散 k151+210 西幅 行车道 轮迹、龟裂处 沥青面层和基层全散 k150+290 西幅 行车道 轻微龟裂处 上面层下部散、基层散 路肩 表面较好处 上面层下部散、基层上部散、基层断裂 k151+511 西幅 行车道 轮迹、龟裂处 沥青面层和基层全散 四、试验段技术方案 1、结构形式 沥青路面上面层采用 2、配合比设计 旧沥青路面材料取样进行抽提，测定旧沥青含量、旧沥青性能、旧料级配，对旧沥青路面材料性能进行评价，确定旧料与新料的比例，调整级配。确定再生剂的用量和新沥青添加数量。通过马歇尔试验、冻融劈裂试验，车辙试验等试验评价再生混合料性能。 采用标准击实方法制备稳定剂含量不同的各种混合料的试件，并对试件进行养生。养生后，对试件进行各种测试以评价其工程特性，和水敏感性。将测试结果按每种混合料所含稳定剂的量绘制成曲线。对应于材料的理想工程特性的稳定剂含量就是最佳稳定剂含量。 （1）初选稳定剂 考虑下列因素，初选稳定剂： —各种稳定剂的相关成本。 —材料的可获得性，即具有充足的日供料能力，所供稳定剂具有稳定的性质。 —对被再生材料的种类和质量的适用性。最合适的材料的初选依据是路面调查阶段的试验室测试。 —与路面设计要求有关的再生混合料的工程特性。 基于上述结论，即可确定与配方设计有关的稳定剂。本次再生采用乳化沥青和水泥两种材料进行对比或相结合使用。 （2）集料 —通过常规试验确定级配和塑性指数。 —调整级配以满足级配包络线的要求。 —在 —将样品分成所需的分量。确定最佳流体含量需5份样品，每份约 —根据塑性指数值，向样品中掺加1%～3%水泥，如果塑性指数值超过10，应掺加更高比例的水泥。 （3）确定最佳流体含量（OFC） —将 —用乳化沥青和水的混合物结材料进行处理，通过击实试验确定材料的最佳含水量，因乳化沥青的流值的水的流值几乎相等，通过击实试验确定的材料最佳含水量即为最佳流体含量。 —计算最大干密度 用下列公式计算干密度： 100 4×M D= × × 1000 （100+W） （π×d2×h） D—干密度，[kg/m3]； W—试件在击实过程中的流体含量，[质量%]； M—击实后试件的质量，[g]； h—试件的平均高度，[cm]； d—试件的直径，[cm]。 大卡某一试件的干密度与该批试件的平均干密度相差30 kg/m3以上，则将该试件剔除。 （4）确定OFC中的最佳沥青含量 —试件的准备 ● 准备 ● 按所需的百分比称量出水泥，加入到集料中拌和均匀。 ● 保持OFC不变，按照下面公式确定所加入的乳化沥青与相应的水分的比例： W=OFC-WE-0.5×BE W—混合料中加入的水量，[质量%] OFC—最佳流体含量，[质量%] WE—乳化沥青中的含水量，[质量%] BE—乳化沥青残留沥青含量，[质量%] ● 向集料中加入乳化沥青和水的混合物并且拌和均匀。 —用击实法制作试件的步骤 ● 清洁试模、套筒、底座和击实锤底面； ● 在试模的下面垫一块圆形的塑料片或者纸片； ● 称取足够混合料以获得63.5± ● 用击实锤击实混合料 |
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