公路工程新技术——沥青路面就地冷再生技术

    一、引言

我国经济的繁荣，促进了公路交通事业的发展。截止2006年底，全国公路总里程达345.70万公里，其中二级及二级以上等级公路里程35.33万公里，沥青混凝土路面35.01万公里。而90年代以后陆续建成的等级公路已进入大、中修期，按照沥青的设计寿命为15～20年计算，今后每年将有12%的沥青路面需要翻修。在旧道路的翻建工程中，传统的施工方法有两种：一种是在破旧路面上覆盖新的路面材料，另一种是将破坏的面层剔除。前一种方法虽然成本低、施工简单且无污染，但是随着铺盖层数的增多必然会引起路面抬高，影响周围环境。目前普遍采用的是剔除破旧面层的方法，但是该方法产生的废料不仅难以处置，污染环境，而且对沥青和石料资源也是一种极大的浪费。上个世纪70年代发展起来的旧沥青路面再生利用技术，正是要解决这一问题，它因节约材料，降低造价以及减少环境污染的特性而备受人们关注。

二、旧沥青路面再生原理

沥青路面再生利用是将需要翻修或废弃的旧沥青路面，经过路面再生专用设备的翻挖、回收、加热、破碎、筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。沥青路面再生利用，能够节约大量的沥青和砂石材料，因而能节省道路养护和维修费用。国内外大量研究表明，沥青路面再生利用，可以显著降低建设成本，具有显著的经济和社会效益。

三、国外沥青路面再生技术概况

国外发达国家对沥青路面再生利用的研究，最早从上个世纪初就已经开始了。但真正成规模的应用始于上世纪60、70年代。1997年国际经济合作组织发表的《道路工程再生利用战略》白皮书显示，主要发达国家的沥青路面再生利用率普遍在80%以上。

美国早在1915年开始了沥青路面再生利用的研究，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工程应用，目前每年再生利用的沥青混合料约为3亿吨，可直接节省材料费15～20亿美元，材料的重复利用率高达80%。

欧洲国家也十分重视这项技术，德国是最早将再生沥青混合料用于高速公路路面维修的国家，早在1978年就已实现了废弃沥青材料的全部回收利用。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，过去再生料主要用于低等级公路的路面与基层，近些年已应用于重交通道路。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。前苏联于上世纪60年代开始了沥青路面再生技术的研究，1984年出版了《再生路用沥青混凝土》一书，概述详细介绍了再生技术，表明苏联在这一领域也取得了很大的进展。最近，欧洲沥青路面协会EAPA在互联网上公布，其成员国的废旧沥青路面材料以100%通过再生方式得以重复利用。

四、国内沥青路面再生技术应用现状

     在我国80年代中期，苏州、南京、武汉、天津四城率先对旧沥青路面再生利用技术进行研究试验和推广工作，并取得了可喜的成果。当时是把旧渣油路面加入适当的轻油使之软化，来代替常规沥青混合料，铺筑层次是解决用量最多的下面层。湖南省将乳化沥青加入旧渣油表处面层，并分别用拌和法和层铺修筑了再生试验路。甘肃省兰州公路总段从1983 年以来采用阳离子乳化沥青作再生剂对多条道路进行冷法再生沥青路面工作，同时对另一些道路进行热法再生路面工作。云南省亦在1983 ～1988年进行了一些再生沥青路面试验研究。这些工作为我国旧沥青路面再生利用提供了宝贵经验，但对于高等级公路路面的再生利用研究不足。近几年某些公路单位又开始尝试着将旧沥青路面简单再生后用于中轻交通量公路或道路基层，如1992年同济大学在淮阜路采用阳离子乳化沥青进行冷法再生沥青路面试验。1997年江苏淮阴市公路处用乳化沥青冷法再生旧料后铺筑路面，取得了一定效果。随着我国高等级沥青路面维修养护量的不断增加，对沥青路面旧料再生技术有必要进行深入、系统研究。如2000年沈大高速公路营口段再生试验，黄晓明等针对克拉玛依AH - 70沥青研制出A型再生剂等，表明我国公路科研、生产单位也开始重视高等级公路旧沥青路面再生技术的研究 。

道路深层就地复拌冷再生现场作业

与传统的施工方法相比，就地冷再生具有诸多的优点：

① 工序简单。由于原有旧路面的材料全部被就地利用，省略了挖掘、外运、厂内加工及回填等一系列工作，使得施工工序简化。

② 可以不中断交通。由于就地冷再生工序简单，投入现场的施工设施很少，对交通干扰反应不敏感，故此在交通量不太大的情况下，可以半幅通车，半幅施工。

③ 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。因为维特根冷再生机的高附着力轮胎在暴露的路基上只通过一次。而采用传统的机械施工时，路基将承受频繁的高应力载荷，往往导致“局部隆起”现象，必要时需要采用挖掘机和回填作业进行处理。

④ 提高道路等级。由于该方法强化了基础的承载能力，从根本上保证了道路等级的提高，这一优点对于低等级道路的改造尤为重要。

⑤ 成本较低。与传统的施工方法相比，由于旧的道路材料得以全部利用，随着再生层厚度的不同，大致可以降低成本10％～20％。厚度越深，降低成本越多，这也是被实践所证实的。

⑥ 生产效率高。就地冷再生是在自然条件下进行的，除了个别严重的坑槽需要简单的预处理外，其余路面均不需要任何处理。再加之一次性通过的施工特点，充分地利用了作业时间，因此大大地提高了生产效率，经过我们的实地测定，一台维特根再生机，在组织合理的情况下，每天可以再生路面5000m²以上。

⑦ 保护环境和资源。因为旧料得以全部就地利用，减少了新材料的开采，也不存在旧料运输和废料随意弃放的问题，施工过程没有粉尘和废气的污染，节约了资源，保护了环境，因此被人们称之为绿色施工技术。

六、推广沥青路面再生技术的重要意义

在2007年全国交通工作会议上，交通部部长李盛霖提出：交通发展面临的资源和环境形势日趋严峻，继续沿用传统的增长方式推进交通发展难以为继，必须坚决走出一条资源节约和环境友好的交通发展之路。要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，扩大废弃路面材料的回收利用，研发推广能源替代、材料再生等新技术……由此可见，加强研究推广路面再生应用技术，是我国今后公路建设事业中一项十分重要的任务。

我国道路路面结构以沥青路面居多，尤其是高等级公路中沥青面层公路所占比重很大(我国已建成的高等级公路路面，据不完全统计约有80%的为沥青路面)，其大、中修工程从技术指标、施工工艺、工期、环保等各方面都有很高的要求。

再过10～20年，根据我国公路网发展规划，我国高速公路将达8.5万公里，路网总里程也将达到650万公里。按照沥青的设计寿命，每10年左右翻修一次，以路面平均宽度22m、翻修厚度10cm计算，8.5万公里的高速公路网平均每年将产生接近5000万吨的旧混合料，如能加以利用，每年可节省材料费约100亿人民币。否则这些为数巨大的沥青混凝土层翻挖后只能白白的废弃掉，不仅浪费了资源，也会对环境造成严重的污染。因此，我们必须大力推广沥青路面再生应用技术，促进旧路面材料的循环利用。沥青路面再生技术的研究、推广和相关专用设备的开发，对降低建设成本、保护生态环境以及对我们国家的公路建设都有极大的意义。

七、工程实例：

1、铜川市川（口）王（家河）三级公路改造工程基层再生：旧路为4cm沥青碎石+18cm石灰土碎石，基层再生方案为5.5%水泥+12%碎石（0.5碎石）+82.5%铣刨料，压实厚度25cm，7天无侧限强度1.5MPa。