郭志全

近年來我國大量公路進(jìn)入大修期，道路再生具有經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、節(jié)約建筑材料、環(huán)保等功能，因而應(yīng)用越來越廣。

根據(jù)美國瀝青再生協(xié)會(huì)(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?zé)嵩偕⒗湓偕?包括廠拌和就地兩種方式)、全厚式再生五大類。實(shí)際再生設(shè)計(jì)施工時(shí)可以根據(jù)不同的路面狀況和地區(qū)實(shí)際情況選擇合理的再生方法。其中冷再生對(duì)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(shí)需要面層基層同時(shí)維修，這時(shí)冷再生法尤為合適。

1 路面評(píng)價(jià)方法

冷再生前需要對(duì)就有路面情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。尚無專門針對(duì)冷再生的路面評(píng)價(jià)方法，多采用普通的舊路評(píng)價(jià)方法。比較有代表性的方法有:2001年交通部頒布并實(shí)施了《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)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(píng)價(jià))、行駛質(zhì)量(國際平整度指數(shù)評(píng)價(jià))、強(qiáng)度(彎沉評(píng)價(jià))及抗滑性能(橫向力系數(shù)或擺式儀擺值評(píng)價(jià))四個(gè)方面，最后根據(jù)公路等級(jí)、交通量、分項(xiàng)路況評(píng)價(jià)結(jié)果確定維修對(duì)策。滬寧高速公路擴(kuò)建工程采用以下兩種方法評(píng)價(jià)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:a.采用2004年彎沉檢測數(shù)據(jù)(100 m代表值)進(jìn)行路況評(píng)價(jià)，滿足設(shè)計(jì)彎沉的充分利用，不滿足彎沉要求的挖除重建;b.以間距100 m將原路面分段，計(jì)算每段路的路面綜合評(píng)價(jià)指數(shù)RCQI(Road Condition Quality Index)，根據(jù)RCQI制定維修方案。以上道路評(píng)價(jià)方法是從道路維護(hù)角度出發(fā)的，不是針對(duì)再生的，將這些方法用于再生前評(píng)價(jià)不完全合適。為解決這個(gè)問題需進(jìn)一步研究再生前評(píng)價(jià)問題。

2 銑刨料性能研究

1)取料方法?，F(xiàn)場取料一般是借鑒國外經(jīng)驗(yàn)［1］，要求對(duì)于同一個(gè)路段，一般至少要取5個(gè)～6個(gè)試樣，每1 km路段或市政道路的每個(gè)街區(qū)至少取5個(gè)。試樣通常采用鉆芯或小型冷銑刨機(jī)獲?。?］。料堆取料可按照現(xiàn)行JTG E60-2008公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程進(jìn)行［3］。2)銑刨料級(jí)配影響因素。針對(duì)冷再生材料設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，文章研究了再生料級(jí)配的影響因素。再生機(jī)的前進(jìn)速度和再生溫度對(duì)級(jí)配有影響。對(duì)前一個(gè)因素，國外研究一直表明速度越快則級(jí)配越粗，后一個(gè)因素的看法則不近相同，有人認(rèn)為溫度高時(shí)瀝青材料強(qiáng)度較低，容易得到細(xì)的材料;有研究認(rèn)為溫度越高時(shí)瀝青越容易發(fā)生粘連作用，顆粒越粗;也有研究表明二者無相關(guān)性。3)銑刨料性質(zhì)。銑刨材料研究的重點(diǎn)是集料的級(jí)配和殘留瀝青的性質(zhì)。銑刨級(jí)配分為再生料級(jí)配和抽提后級(jí)配。級(jí)配分析表明，較之初始級(jí)配，再生料的級(jí)配偏細(xì)。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(dǎo)致的。進(jìn)行穩(wěn)定再生有時(shí)需要加入新集料才能得到恰當(dāng)?shù)募?jí)配。對(duì)于舊瀝青的性能，目前分析主要是其針入度、軟化點(diǎn)、延度和粘度。部分研究者用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)研究了舊瀝青的老化性能，認(rèn)為舊瀝青仍然可以繼續(xù)老化［4］。

3 冷再生材料性能研究

3.1 成形和養(yǎng)生

無機(jī)穩(wěn)定冷再生一般按照傳統(tǒng)的半剛性材料進(jìn)行成形和養(yǎng)生?？梢圆捎渺o壓或擊實(shí)法成形。瀝青穩(wěn)定劑冷再生時(shí)的情況比較復(fù)雜，尚無統(tǒng)一方法。成型法目前多采用馬歇爾法。有的采用一次擊實(shí)成形，有的研究認(rèn)為應(yīng)該分兩次擊實(shí)成形。擊實(shí)方法，很多研究認(rèn)為傳統(tǒng)的馬歇爾擊實(shí)法不能模擬路面實(shí)際壓實(shí)情況，且得到的試件的物理力學(xué)性能較之旋轉(zhuǎn)壓實(shí)偏低。但馬歇爾法運(yùn)用已經(jīng)非常廣泛，故在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍然會(huì)存在。使用馬歇爾法時(shí)的擊實(shí)次數(shù)，國內(nèi)外的研究中很多采用雙面50次或75次。

無機(jī)穩(wěn)定法一般采用傳統(tǒng)無機(jī)材料養(yǎng)生法，在20℃或25℃條件下養(yǎng)生7 d。瀝青穩(wěn)定材料多采用40℃或者60℃養(yǎng)生3 d。

3.2 最佳水量和油量的確定

無機(jī)穩(wěn)定再生材料的組成設(shè)計(jì)按照傳統(tǒng)半剛性材料法進(jìn)行，確定級(jí)配加入水泥進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以最大干密度確定水量。然后制作不同水泥劑量的試件極限力學(xué)和路用性能試驗(yàn)，確定其組成。

最常見的方法是用擊實(shí)法確定最佳液體量，用馬歇爾穩(wěn)定度、干劈裂強(qiáng)度、濕劈裂強(qiáng)度達(dá)到最優(yōu)來確定瀝青用量。

3.3 冷再生材料力學(xué)和路用性能研究

無機(jī)穩(wěn)定再生材料的力學(xué)性能一般按照傳統(tǒng)半剛性材料指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)［5］，其參數(shù)也有較大的相似性。無機(jī)冷再生材料的抗壓強(qiáng)度和回彈模量均與普通半剛性材料較為接近，一般是略小。在20℃條件下，水泥用量3%～7%的情況下，冷再生材料的強(qiáng)度取值范圍一般是1.4 MPa～3.8 MPa，模量取值范圍一般是1 000 MPa～1 800 MPa。大部分研究認(rèn)為冷再生材料與傳統(tǒng)材料大致接近或者略低于傳統(tǒng)半剛性材料［6，7］。無機(jī)冷再生材料與傳統(tǒng)材料也有顯著的不同，突出表現(xiàn)為溫度敏感性，在不同的溫度條件下強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生明顯的差異，這是混合料中的瀝青導(dǎo)致的。

瀝青穩(wěn)定冷再生材料力學(xué)和路用性能也與傳統(tǒng)的HMA材料不一樣。瀝青穩(wěn)定冷再生材料中一般加入少量水泥提高其水穩(wěn)定性，其主要力學(xué)指標(biāo)有:馬歇爾穩(wěn)定度、干濕劈裂強(qiáng)度，有時(shí)也研究其凍融穩(wěn)定性、抗壓強(qiáng)度和模量、收縮性、BBR、動(dòng)穩(wěn)定度等指標(biāo)。不加水泥時(shí)穩(wěn)定度常見范圍一般是3 kN～6 kN，加入水泥后的常見穩(wěn)定度范圍是10 kN～20 kN，劈裂強(qiáng)度一般為0.3～0.6，浸水后劈裂比大部分為0.7～0.85，凍融后的劈裂比與之大體相當(dāng)。

3.4 冷再生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)法

目前的冷再生施工中，大部分研究中無結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容，而是按照經(jīng)驗(yàn)施工。進(jìn)行結(jié)構(gòu)組成設(shè)計(jì)時(shí)一般也采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，一般是按照普通半剛性材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，在HPDS軟件中代入材料相關(guān)的模量等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。而冷再生材料的性質(zhì)不同于傳統(tǒng)材料，用傳統(tǒng)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)可能不妥。長遠(yuǎn)的看應(yīng)該對(duì)冷再生材料進(jìn)行足尺結(jié)構(gòu)試驗(yàn)或者長期性能觀測，并配合室內(nèi)疲勞試驗(yàn)，從而確定適于冷再生材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

3.5 常見路面結(jié)構(gòu)

冷再生目前一般用于高速公路和一級(jí)公路的底基層或者二級(jí)以下公路底基層，但也有嘗試將其用于高等級(jí)公路上基層甚至下面層的。從今年的冷再生實(shí)踐看，最常見的結(jié)構(gòu)有兩種:1)瀝青混合料+再生材料+(級(jí)配碎石)+舊有半剛性材料。2)瀝青混合料+1層～2層再生材料。其他使用的結(jié)構(gòu)類型有瀝青混合料+半剛性材料+再生材料;瀝青混合料+再生材料+砂礫材料。

4 結(jié)語

本文對(duì)國內(nèi)瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析總結(jié)，當(dāng)前冷再生技術(shù)的特點(diǎn)與進(jìn)一步研究的目標(biāo)如下:1)目前國內(nèi)尚無針對(duì)道路再生的路面評(píng)價(jià)方法，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。2)無機(jī)冷再生材料的力學(xué)和路用性能、參數(shù)與傳統(tǒng)半剛性材料較為類似，但也有自己的特點(diǎn)，突出表現(xiàn)為溫度敏感性強(qiáng)，水穩(wěn)性較好。3)瀝青冷再生材料與傳統(tǒng)瀝青混合料相比，高溫性能較好，低溫性能較差。4)今后需要加強(qiáng)研究制定冷再生材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

［1］周 斌.瀝青路面冷再生方法研究［D］.西安:長安大學(xué)，2009.

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

［3］李海珠.路面冷再生基層質(zhì)量控制與效益分析［D］.西安:長安大學(xué)，2007.

［4］胡婭春.廢舊瀝青混凝土冷再生技術(shù)性能研究［D］.西安:西安科技大學(xué)，2008.

［5］丁建明.道路現(xiàn)場冷再生技術(shù)應(yīng)用研究［D］.南京:東南大學(xué)，2007.

［6］張敏江，劉 峰，李 輝.冷再生材料路用性能的試驗(yàn)分析［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，23(3):20-22.

［7］曾石發(fā)，徐江萍.冷再生基層疲勞性能研究［J］.公路交通科技，2007，24(3):8-10.