沥青路面冷再生 面向未来的开拓性技术

由来自World Highway和Aggregates Business的专家记者团队以及业界领军人物撰写完成。在这篇关于冷再生的文章中，我们很高兴地为大家呈现来自Wirtgen冷再生产品经理Martin Diekmann的专家观点。Martin为我们详细分析了冷再生中所用技术未来的发展，并提供全球范围内相关重点工程一些非常有价值的见解，最后分析冷再生方法的主要的成本优势及经济效益。

弗吉尼亚81号州际公路

道路在长期承受重载的情况下，通常会损害路基，为此不得不翻修整个道路结构。冷再生可以重新强化旧的道路结构。在预算减少、原材料和能源价格不断上涨的背景下，过去几年里对冷再生的需求获得了显著的增长。铣刨后旧料的全部再生利用及处置方法的成本效益好，是这一节约资源、经济的公路建设技术的一部分优点。Wirtgen在过去30年里一直是冷再生技术的先驱。冷再生技术无需加热处理筑路材料，与现代化的其它机器相结合，可以在施工现场一次完成再生作业。铣刨下的集料与水和粘结剂拌和成均质混合料。水和不同的粘结剂、水泥悬浮液、乳化沥青或泡沫沥青等通过喷洒杆喷射到拌和装置中，加入的量由微处理器精确控制。Wirtgen冷再生产品经理Martin Diekmann概括了这一生态友好方法的两个主要优点：“由于材料无需加热，因此，这一方法带来的额外好处就是在材料处理过程中巨大的节能潜力。同时，由于无需运输材料，带来的CO2减排潜力大”。这一点同时也可以通过直接比较沥青路面传统的维修方法和再生方法加以说明。因此，近些年冷再生技术对道路修筑公司的吸引力越来越大，德国和意大利的两项工程很好地说明了这点。

随着设备的不断进步，Wirtgen也在不断地优化冷再生工艺。例如，Wirtgen的专家在就地冷再生中开发了逆铣工艺。逆铣工艺中不仅铣刨转子的旋转方向与设备的前进方向相反，而且铣刀从被铣刨层的下表面开始铣刨，这样，再生材料可以直接从后方输送给路面摊铺机，摊铺机直接摊铺、压实路面。紧接着，压路机完成最后的压实作业。从下向上的铣刨工艺在材料准备过程中可以精确监控铣刨粒度大小，特别是在严重开裂的旧沥青路面。
这一新工艺同样简化了对材料的使用指导，并已经成功应用在北美的就地冷再生工程之中，当然也具有在其他地区市场使用的可能性。

Wirtgen WR240冷再生机在意大利

Wirtgen认为，冷再生是未来道路修复技术的发展趋势。21世纪，全球公路基础设施面临着巨大的需求和严峻的挑战。发展中国家人口的快速增长，加之改善基础建设以刺激经济增长的需求都还只是这些挑战的一部分。
Dickmann说：“就地冷再生技术是修复道路结构最经济的选择。通常道路仅仅只进行‘修饰性’修复，包括最上面的结构或者简单地更新沥青面层，通常只是临时性的改善，掩盖了道路结构的真实情况。对可持续发展的道路施工技术的需求是不可避免的”。

正如巴西Ayrton Senna高速公路的案例所表明的，冷再生技术已经在全球范围内证明了其高效性，甚至能够承载最繁重的交通负荷。这条公路是世界上最繁忙的道路之一，每天的车流量超过250，000车次，其中重载交通的比例超过15%。

在路面翻修时，早前从现有沥青路面中铣刨出的旧料在冷拌系统中采用泡沫沥青进行再生，采用传统摊铺机摊铺成200mm和130mm厚的两层。然后，在这一基层上摊铺厚度仅50mm的沥青面层。2011年再生的路段今天依旧表现良好，远超预期。

17号公路汉普顿段

希腊2003/2004年进行的泡沫沥青冷再生项目，Iliki-Corinth-Athens间的高速公路，其交通流量尽管已达到了每天40,000车次，其中25%是重型货车，在过去10年里仍证明了其优越的性能。为取得这一效果，需要预先全面调研整个路面情况并详细检查混合料是否适于使用泡沫沥青再生。Wirtgen派出其道路施工工程师为这些遍及世界各地的项目提供服务，为当地的道路施工专家提供咨询。这些来自Wirtgen的应用专家和他们的设备、专业知识、对路面材料进行前期调研以及对路面状况进行深入细致调查的经验、乃至施工经验都在项目现场直接为用户提供服务。

冷再生技术有以下几个主要的成本优势和经济效益，现场施工的运输成本最多可节约90%，粘结剂最多可节省30%，资源最多可节约90%，可100%地避免废弃物处理。冷再生技术还拥有其他一些优点，包括现有路面材料的全部利用带来的环境效益，与此同时，最大程度地减少了对来自采石场的新骨料需求。相应地，大幅度地减少了运费，重型车辆在施工现场附近现有道路上行驶带来的路面损害也随之降至最小。再生技术的总能耗要大大小于其他路面修复技术。

需要强调的是，再生层的质量能够尽可能地提高。使用新型冷再生机可以就地实现材料与水及稳定剂的高质量拌和。微处理器控制的喷射系统可以确保液体（水和稳定剂）的精确添加。特别设计了铣刨转子上的刀具排布和安装方式以提升拌和质量，得到均质的沥青混合料。按照类似的方式再生能够获得结构的完整性。

新型冷再生机能够摊铺厚的均质面层，不存在较薄面层之间的弱接面（层裂效应），并可将对路基的扰动降至最低。由于路面再生一般是一次完成的，对下面层结构的扰动也因此降至最低。

冷再生技术由于缩短了工期，从而降低了成本。冷再生机工作效率高，较之其他绝大多数路面修复技术可显著地缩短施工期，而施工期的缩短可以降低工程造价。由于减少了交通中断的时间，道路使用者也同样受益。
冷再生技术最重要的优点之一是可以获得相对高的交通安全水平，全部再生作业在一个车道的宽度内进行。当在两车道路面施工作业时，再生作业通常只在半幅一个车道内进行，另一个车道可以实现单向通行。不施工时，全部路面都可以开放交通，包括已经完成的再生车道。

总的来说，冷再生技术的成本效益是其主要的经济优势。结合其他效益使得冷再生技术对于路面修复而言具有吸引力。

Wirtgen提供冷再生手册，在这本手册中有关于这一经济效益显著、环境友好的路面修复技术全方位的综合纲要，同时还描述了冷再生技术的方法和选择，现有路面结构的分析方法，合适粘结剂的选择步骤，并给出了许多实际工程实施的相关建议。

项目位于米兰至威尼斯A4公路的西行车道。首先进行的是预铣刨，铣刨过程中冷再生料和泡沫沥青进行拌和，铣刨深度200mm。不同的路段路面结构设计不同，或者是200mm的发泡层、40mm粘结层、30mm的磨耗层，或者是200mm发泡层、40mm粘结层和一个防滑层。施工作业采用11-12m/min的作业速度，混合料中沥青含量3%。

不管是就地冷再生工艺还是设备的进展都受益于过去30年的飞速发展。南非Stellenbosch大学的Kim Jenkins教授说：“但是公路行业低估了BSM技术。配之与正确的混合料设计和施工技术，BSM技术是一项容易使用的技术，但是业界不应该低估这些”。

他说，不同的现场材料、配套条件、土壤湿度、沥青回收料占比与质量以及已有面层厚度都是至关重要的，需要系统对待。他补充道，同时也需要对混合料的主要性能，诸如BSM的剪切性能、抵抗永久变形的能力等的深刻认识。

Jenkins教授补充道，理解刚度和强度随时间变化的机理很重要，比如施工后养护的影响。他说，对一个项目而言，关键是要知道怎样设计材料，例如应当采用的刚度值。另一个重要的事情是认识BSM抗水损害的机理以及如何检验，因为它和沥青类型材料的检验方法不同。

这些问题中绝大多数已经通过研究解决。“但是业界认为这是一种容易使用的材料，不需要知道材料性能良好的真正原因”，Jenkins说。

免责声明：本文援引自厂商或其他媒体，与铁甲工程机械网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容!