1 概述

按照《公路工程技术标准》（JTG B01—2014）规定，采用沥青混凝土路面的二级公路设计年限为12 a，三级 10 a，四级 8 a沥青网sinoasphalt.com。按照这个基准年限和各级公路建成实际使用寿命统计，多数路段到设计年限前后就会出现油面老化、大量裂缝、脱皮、沉陷、路基变形等病害，绝大多数要进入大修或改扩建。宁夏在本世纪初新建和改建了一大批县道及以上公路在近期均已达到或超过设计使用年限，路面病害严重，维修改造迫在眉睫。最近几年，宁夏交通运输厅每年均安排二、三百公里县道及以上干线公路进行改扩建。对这些旧沥青路面进行改扩建，传统的施工方法是将破损的旧沥青路面结构层挖除废弃，然后再重新加铺新的路面结构 （垫层、基层和面层），这种工艺在技术上存在明显不足，造价高、工期长，并且长时间中断交通，更重要的是旧沥青路面材料的废弃不符合“节能减排”的国策。废料堆放需要场地，污染环境且浪费现有资源，而沥青路面就地冷再生技术，能将所有的旧路面材料全部利用，减少使用新的材料，具有良好的经济效益和社会环保效应，已逐步成为旧沥青路面改造施工及广泛应用的重要措施。

沥青路面冷再生技术就是采用专用机械设备，对旧沥青路面或者回收沥青路面材料（RAP）进行处理，并掺加一定比例的新集料、沥青、再生剂，经拌和碾压等工序形成新的路面结构层的技术。按照再生混合料拌制和施工温度的不同，沥青路面再生技术又可以分为厂拌再生和就地再生。

本文介绍的试验路段采用的是全深式就地冷再生，它的工作原理就是在原有旧路铺装层的基础上，按照新的设计要求，掺入适量的骨料、水泥、石灰、粉煤灰、乳化沥青、泡沫沥青和水等外加材料，利用就地冷再生设备，在自然常温下，就地连续完成对旧铺装层（路面和部分基层）的铣刨、破碎、添加料、拌合、摊铺等工序，随后进行找平和碾压，形成一种特殊级配的路面基层，所有这些过程都是在现场连续完成的，所以又称为全深式就地冷再生技术。

它的优点是：施工工序简单，可不中断交通，不易破坏路基，又能提高路况等级，同时可大幅度降低工程成本，且工程质量和效率可以大幅度提高.更主要的是它能将所有原旧路材料全部利用，保护了环境和资源，符合国家节能、环保、可持续发展的战略，被称为“绿色施工技术”。

下面就 2012 年宁夏在省道 S101 线同心过境段使用此技术试验施工的一整套经验作法进行介绍，以证明其可行性。

2 工程路段试验

2.1 项目综合概况

省道 S101 线同心县过境段以同心县老城区西门建材市场门口与原 S101 线（K215+000）交叉口为 起 点 ， 终 点 接 同 心 县 新 区 新 改 线 的 S101 线（K223+261）交叉处，全长 8.26 km.原路线修建于1996 年，为二级公路，路基宽度 9~12 m 不等，随着地方经济发展，交通量增长较快，路面病害较多，在养护方面进行过路面罩面和路肩 GBM 工程增加宽度至 12 m.现该路段由于超期服役及重型车辆碾压磨耗等原因造成路况很差，路面有大量沉陷、网裂、脱皮等病害且坑槽较多（图 1~2）。

路线全线在地貌单元上属黄土高原平原微丘区，地形相对平坦开阔，地质土壤为粉土和粉土质砂，地下水位较深，土的平均稠度 1.15 以上；气象环境属中温带干旱区，气候干燥，雨少多风，蒸发强烈，并常伴有沙尘暴。

2.2 主要数据信息采集

设计前对原路面状况进行了实地勘察，对弯沉值、基层厚度和级配等数据进行了测定，为计算和选取冷再生结构厚度提供依据。

2.2.1 原路弯沉值和结构厚度测定 对原旧路弯沉值的测定，采用贝克曼梁法按车道每 50 m 观测1 点，路面结构厚度每 100 m 钻坑量取厚度，其具体每公里测定平均弯沉值详见图 3，旧路平均结构厚度及病害情况详见图 4。

2.2.2 原路面结构级配的测定和新结构配合比试验试验

采取在每公里选取具有代表性的现场铣刨样品，进行级配筛分试验，级配情况见图 5.由图 5 可知，原路线结构级配中粗集料含量较少，不能满足规范要求，通过掺加部分 10~30 mm 碎石调整级配后，所检级配能够满足《公路沥青路面再生技术规范》（JTG F41—2008）要求。原路面铣刨料掺加 10%碎石(10~30 mm)，级配能够满足规范要求，但混合料中粗集料含量仍较低，级配情况不佳；掺加 15%碎石（10~30 mm）调整后级配情况良好。

通过级配筛分试验及合成分析，确定在原路面铣刨料中掺加碎石来改良级配，最终确定矿料级配组成：旧路铣刨料∶外掺碎石=85%∶15%。

2.2.3 水泥稳定冷再生配合比设计试验 

根据所选不同掺配剂量比例，选择不同水泥剂量进行配合比设计，用重型击实法确定各组混合料的最佳含水量和最大干密度，成型检测无侧限抗压强度。无机结合料稳定冷再生混合料，按照《公路路面基层施工技术规范》[4]水泥（石灰）稳定土混合料设计方法进行配合比设计试验.重型击实试验检测结果见表1。按重型击实试验所得最大干密度及最佳含水量制作无侧限抗压强度试件，养生 7 日后检测结果见表2。

综合考虑无侧限抗压强度、原路面铣刨料级配情况及现场施工损耗，选定设计水泥剂量为 5%.其平均无侧限抗压强度为 3.3 MPa，保证率强度值为2.9 MPa，均满足要求。

2.2.4 试验路段路面结构类型选择 

对本次试验路段路面结构类型的选择，主要是根据现有路段内各不同段落交通量的组成，考虑改建后路面结构满足不同交通荷载状态，又要达到总结经验的效果而提出的。

（1）K215 +000—K217 +440.2，共 2.440 km. 原路况差，路面低于两侧房屋，沿线又多为建材市场、汽车修理厂，交通流量大（本段昼夜混合交通量 4 500 辆以上），重型超载车辆多.根据测定原路段弯沉值和交通量计算得出路面基层厚度需满足25 cm，所以此段考虑设计为半刚性路面基层和5 cm 沥青混凝土面层，即全深式破碎旧面层 23 cm，所有原旧料利用+15%骨料（3~5 cm 碎石）+5.0%水泥剂量+9%左右水拌和压实，面层采用 5 cm 中粒式沥青混凝土。

（2）K217 +440.2—K218 +000，共 0.56 km。此段道路已列入同心县城镇道路范围，旧沥青路面主要病害为网裂、麻面，车流量因有东西两处交叉口分流，所以交通量相对较小，昼夜交通量在 2 500 辆左右.该路段基层采用 25 cm 柔性基层，面层为 5 cm中粒式沥青混凝土，即全深式破碎 23 cm，所有原旧材料利用+15%骨料 （3~5 cm 碎石）+3%水泥+4%乳化沥青拌合压实，面层继续采用 5 cm 中粒式沥青混凝土。

（3）K218+000—终点 K223+261，共 5.261 km，为老 S101 线与现在新 S101 线 K223+261 相接.此段路况现交通量大（昼夜交通量 3 500 辆以上）、重型超载车辆多，根据测定原路段弯沉值和交通量计算得出路面基层厚度需满足 25 cm，且此段是南北进出同心县老城区的主要通道，现交通量仍有继续增长趋势，所以仍考虑按半刚性路面基层进行设计，即全深式破碎 23 cm，所有原旧材料利用+15%骨料 （3~5 cm 碎石）+5.0%水泥+9%左右的水拌和，面层采用 5 cm 中粒式沥青混凝土。

2.2.5 设计结构厚度验算 

根据 2.2.4 提出的路面结构类型设想，将收集到的有关信息和沥青冷再生材料设计参数等数据进行了验算，验证了模拟设计的完整性，具体各路段材料系数及计算结果见表 3.经计算，模拟设计完全符合理论根据，设计取值全部采用。

2.3 结构层厚设计和指标控制要求

在以上各种数据采集、试验和针对交通量的大量调查准备工作完成后，经过反复验算，在全部满足模拟设计理论的基础上，最后确定了本项目冷再生试验路段的结构设计和施工控制指标要求（表 4）。

3 质量情况

本试验路段竣工后，经宁夏交通建设工程质量监督局会同业主等单位组成联合验收组，对工程质量进行检测评定，评定结果如下：路基工程评分为 87.4 分，质量等级评定为合格；路面工程评分 86.0 分，质量等级评定为合格；交通安全设置90.9 分，质量等级评定为合格.即：本试验路段质量评分总分 86.2 分，质量等级评定为合格.具体抽检点（组、次）检测平均值与设计规定值、合格率等情况见表 5。

从检测质量情况也可以看出，就地冷再生技术与传统的路基水泥稳定层施工相比，质量完全能达到要求.通过近 3 a 的使用观察，改造路段内无论是交通流量大、重载车辆多的路段，还是交通量相对较小路段，路面都十分平整，路基稳定，行车舒适，完全证明应用就地冷再生技术是可靠的（图 6~7）。

4 工程造价对比分析

根据本试验 路段施工项目造价和传 统施工方案相比较，就地冷再生技术施工有明显的成本优势.如常规 25 cm 厚 水泥稳定砂 砾基层（掺 配15%碎石，5%水 泥剂量）造价 约 42 元/m2，常规基层 施 工还需挖除旧沥青混凝土路面，造价约3.9元/m2，综合造价约 45.9 元/m2；而冷再生 25 cm厚半刚性基层 （掺配 15%碎石，5%水泥剂量）造价为 35.5 元/m2. 冷再生施工较常规施工可节省造价约 23%。如果再按传统的基层施工要保证路面高程不再提高，还需挖除原有基层，路面造价还将增加 10 元/ m2 左右，那么就地冷再生节约造价约在30%~40%.施工工艺对比见表 6，造价对比分析见表 7，施工工期对比见表 8。

由表 8 可以看出，冷再生施工技术和传统基层施工相比，省去了稳定土拌和站以及旧路面沥青混凝土废料的挖除、弃运等时间，施工工期缩短 2/5以上。

5 结果与建议

5.1 再生技术的优势

通过以上质量检测、造价对比分析、施工工期对比，冷再生技术优势明显，总结概括有以下方面：

（1）施工进度快。由于原有旧路面材料全部被就地利用，省略了传统施工的路面挖除、外运，厂内加工及回填等一系列工序，使整个施工程序极大简化，而且使用此技术速度快，每天正常情况下可完成 5 000~8 000 m2 的铣刨、翻压量，和其他项目相比缩短工期 2/5 以上。

（2）实用性好。可以修补各种类型的沥青路面病害，改善原有路面的几何形状以及横坡度，并且对原旧路路面高程提高较小，不破坏相关防排水设施及周边平交道等，方便周边居民出入，交通封闭压力小。

（3）稳定性好。可以同时对面层和基层进行破碎拌合，保证路面结构的整体稳定性，对旧路底基层影响和破坏很小，从而提高了基层强度及抗疲劳性能，改变了路面使用性能，特别是在低等级公路改造中效果明显。

（4）降低造价。与传统的施工方法相比，由于旧路材料全部掺配利用，减少了新材料的使用量，减少了很多工序，所以工程造价可降低 25%~35%，节约大量投资。

（5）保护环境、节约资源。旧铺装层材料得以就地全部利用，从而大大减少了新拌合碎石及砂砾材料的用量，节约了大量的原材料，也减少了旧路面挖掘和运输堆弃过程的各种污染，有效地保护了资源、环境和景观，具有显著的社会效益和经济效益，符合国家节能、环保、可持续发展的战略，被称为“绿色施工技术”。

5.2 在宁夏推广使用的建议

沥青路面就地冷再生技术，符合交通发展战略中提出的“资源节约型和环境友好型发展之路，是大力发展交通循环经济、推进工业废料综合利用、再生资源回收利用、扩大废弃路面材料回收利用，研发推广能源替代、材料再生等新技术”的创举。

目前，全国其他省区已大量使用，有的省每年以 500~800 km 以上的改建速度在使用，施工经验技术已日趋成熟。宁夏每年也都有相当数量的超期服役公路需要进行改扩建，如果采用就地冷再生技术进行改造，每年将节约大量建设资金，而且还极大地缩短了工期。 鉴于在省道 S101 线同心过境段试验成功经验，建议在宁夏今后的改扩建项目中继续推广使用此技术。