冷再生研究綜述

李天祥 尹軍濤

摘 要：道路再生具有節(jié)能、節(jié)約建筑材料、環(huán)保等功能因而應用越來越廣。文章對冷再生材料的舊有路面評價方法、取料方法、銑刨料性質(zhì)分析、冷再生材料級配、冷再生材料養(yǎng)生、再生劑選擇、冷再生路面結(jié)構(gòu)，進行了總結(jié)分析。

關(guān)鍵詞：冷再生；再生劑；材料組成；路用性能

1 概述

近年來我國大量公路進入大修期，道路再生具有經(jīng)濟、節(jié)能、節(jié)約建筑材料、環(huán)保等功能因而應用越來越廣。根據(jù)美國瀝青再生協(xié)會（ARRA）的定義和分類，將瀝青路面再生分為冷刨法、廠拌熱再生、就地熱再生、冷再生（包括廠拌和就地兩種方式）、全厚式再生五大類。實際再生設(shè)計施工時可以根據(jù)不同的路面狀況和地區(qū)實際情況選擇合理的再生方法。其中冷再生對于裂縫、永久變形、表面破壞都有很好的消除能力。加之我國普遍采用半剛性基層瀝青路面，基層存在裂縫問題，有時需要面層基層同時維修，這時冷再生法尤為合適。文章綜合闡述了冷再生的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，據(jù)以了解冷再生的研究現(xiàn)狀及存在的一些問題。

2 舊有路面評價方法

冷再生前需要對就有路面情況進行評價。尚無專門針對冷再生的路面評價方法，多采用普通的舊路評價方法。比較有代表性的方法有：同濟大學“干線公路路面評價養(yǎng)護系統(tǒng)成套技術(shù)”，該方法把路面使用性能分為行駛質(zhì)量、路面破損和結(jié)構(gòu)承載能力三個方面，對路面破損采用扣分法，即路面損壞狀況由損壞類型、嚴重程度、范圍或密度這三個方面來表征。2001年交通部頒布并實施了《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》該規(guī)范把路面使用質(zhì)量分為路面破損狀況（PCI評價）、行駛質(zhì)量（國際平整度指數(shù)評價）、強度（彎沉評價）及抗滑性能（橫向力系數(shù)或擺式儀擺值評價）四個方面，最后根據(jù)公路等級、交通量、分項路況評價結(jié)果確定維修對策。滬寧高速公路擴建工程采用以下兩種方法評價原路面結(jié)構(gòu)層的損壞狀況和承載力，以決定其再利用方式：①采用2004年彎沉檢測數(shù)據(jù)（100m代表值）進行路況評價，滿足設(shè)計彎沉的充分利用，不滿足彎沉要求的挖除重建；②以間距100m將原路面分段，計算每段路的路面綜合評價指數(shù)RCQI（road condition quality index），根據(jù)RCQI制定維修方案。以上道路評價方法是從道路維護角度出發(fā)的，不是針對再生的，這些方法用于再生前評價不完全合適。為解決這個問題需進一步研究再生前評價。

3 取料方法

文獻[1]分析了就地熱再生、工廠熱再生、全深度冷再生取料方法。現(xiàn)場取料一般是借鑒國外經(jīng)驗，要求對于同一個路段，一般至少要取5-6個試樣，每1km路段或市政道路的每個街區(qū)至少取5個，試樣通常采用鉆芯或小型冷銑刨機獲取[2]。料堆取料可按照現(xiàn)行《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60-2008）進行[3]。

美國的問卷調(diào)查顯示8個地區(qū)鉆芯和銑刨，10個只鉆芯，5個只銑刨。要求最大粒徑的范圍是19mm-75mm，其中以31.75mm最為常見。另外有四個地區(qū)無最大粒徑限制。

4 銑刨料性質(zhì)分析

銑刨材料研究的重點是集料的級配和殘留瀝青的性質(zhì)。銑刨級配分為再生料級配和抽提后級配。級配分析表明，較之初始級配，再生料的級配偏細，這是長期行車荷載造成的集料破碎和銑刨過程中集料被打碎導致的。進行穩(wěn)定再生有時需要加入新集料才能得到恰當?shù)募壟洹?/p>

對于舊瀝青的性能，目前分析主要其針入度、軟化點、延度和粘度[4][5][6]。部分研究者用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗研究了舊瀝青的老化性能[7]，認為舊瀝青仍然可以繼續(xù)老化。總結(jié)分析了再生劑性能的文獻資料，RAP材料的瀝青含量一般較高，目前資料上看常見的路油量范圍為4.2%-4.8%。

5 冷再生材料級配

國內(nèi)研究中常見的路面級配：水泥冷再生材料一般選用《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》中的級配范圍；瀝青（+水泥）穩(wěn)定類材料篇采用路面設(shè)計規(guī)范中的AC13或AC20級配范圍，也有采用再生規(guī)范中的級配范圍。其他曾經(jīng)使用的級配有：維特根手冊中的級配范圍、ARRA法中的級配范圍、貝雷法控制級配，也有研究者自行設(shè)計級配。

6 冷再生材料成形

冷再生材料的性質(zhì)與傳統(tǒng)道路材料不完全相同，因而對成形的要求也不完全相同。冷再生材料按再生劑大致可以區(qū)分為兩類：無機再生劑和瀝青再生劑，瀝青再生時往往加入少量水泥以提高其抗水損壞能力。最常用的無機再生劑是水泥，其他還有二灰、水泥粉煤灰等。

無機穩(wěn)定冷再生一般按照傳統(tǒng)的半剛性材料進行成形和養(yǎng)生。常溫下進行重型擊實試驗或者振動擊實試驗，在20℃或者25℃下養(yǎng)生7天。通過含水量-強度關(guān)系確定最佳含水量。瀝青穩(wěn)定劑冷再生時的情況比較復雜，尚無統(tǒng)一方法。冷再生材料組成設(shè)計方法最常見的方法是用擊實法確定最佳液體量，用馬歇爾穩(wěn)定度、干劈裂強度、濕劈裂強度中的一個或幾個達到最優(yōu)來確定瀝青用量。

7 再生劑選擇

美國針對全國52個地方公路管理機構(gòu)發(fā)出關(guān)于再生劑的問卷調(diào)查。46個回復，24個經(jīng)常使用，13處地方使用部分深度再生，4個全深度，7個兩者都用。24個地方用乳化瀝青，大部分采用高流動乳化瀝青。部分使用中凝或慢凝瀝青。石灰、粉煤灰、水泥分別在8/4/3個地方使用。南非在冷再生中普遍使用瀝青和水泥復合穩(wěn)定，水泥用量一般選1%。認為水泥的加入可顯著改善冷再生材料水穩(wěn)定性，提高材料力學性能尤其是早期強度。

由于我國對使用半剛性基層經(jīng)驗豐富，且很多再生路段是把再生材料作為基層使用，所以用水泥進行穩(wěn)定較為常見，且用水泥進行穩(wěn)定的時候，實驗方法也主要參考半剛性材料實驗。

8 冷再生路面結(jié)構(gòu)

國外的冷再生基本結(jié)構(gòu)是：熱拌瀝青混合料層+冷再生層+舊有基層。舊有基層一般是砂礫基層。如下圖所示：

目前國內(nèi)的冷再生道路結(jié)構(gòu)總結(jié)

其中使用較多的結(jié)構(gòu)有熱拌瀝青混合料層+再生層+半剛性層和熱拌瀝青混合料層+再生層。

9 結(jié)束語

隨著我國大量的路面進入維修期，路面冷再生技術(shù)會得到更廣泛的使用。文章總結(jié)了國內(nèi)外再生的技術(shù)要點。國內(nèi)對冷再生前評價尚無專門的評價方法，需要進一步研究；冷再生材料開始一般作為基層使用，目前逐步作為下面層使用；在我國冷再生施工中，水泥作為再生劑較多其實驗方法已經(jīng)較為統(tǒng)一，主要的參考傳統(tǒng)的半剛性材料；而瀝青作為再生劑的冷再生實驗方法還不統(tǒng)一，需要進一步研究確定合理的實驗方法。

參考文獻

[1]周斌.瀝青路面冷再生方法研究[D].長安大學，2009.

[2]于永生.摻加水泥的乳化瀝青冷再生混合料設(shè)計方法與使用性能[D].湖南大學，2008.

[3]李海珠.路面冷再生基層質(zhì)量控制與效益分析[D].長安大學，2008.

[4]劉蓓蓓.廢舊瀝青混合料再生技術(shù)應用于農(nóng)村公路路面結(jié)構(gòu)試驗研究[D].揚州大學，2007.

[5]許彬.瀝青路面現(xiàn)場乳化瀝青冷再生應用技術(shù)研究[D].同濟大學，2009.

[6]顧洪江.乳化瀝青冷再生混合料應用技術(shù)的研究[D].大連理工大學，2008.

[7]胡婭春.廢舊瀝青混凝土冷再生技術(shù)性能研究[D].西安科技大學，2009.