冷再生研究综述

冷再生研究综述
道路再生具有节能、节约建筑材料、环保等功能因而应用越来越广。

文章对冷再生材料的旧有路面评价方法、取料方法、铣刨料性质分析、冷再生材料级配、冷再生材料养生、再生剂选择、冷再生路面结构，进行了总结分析。

标签：冷再生；再生剂；材料组成；路用性能
1 概述
近年来我国大量公路进入大修期，道路再生具有经济、节能、节约建筑材料、环保等功能因而应用越来越广。

根据美国沥青再生协会（ARRA）的定义和分类，将沥青路面再生分为冷刨法、厂拌热再生、就地热再生、冷再生（包括厂拌和就地两种方式）、全厚式再生五大类。

实际再生设计施工时可以根据不同的路面状况和地区实际情况选择合理的再生方法。

其中冷再生对于裂缝、永久变形、表面破坏都有很好的消除能力。

加之我国普遍采用半刚性基层沥青路面，基层存在裂缝问题，有时需要面层基层同时维修，这时冷再生法尤为合适。

文章综合阐述了冷再生的各个关键环节，据以了解冷再生的研究现状及存在的一些问题。

2 旧有路面评价方法
冷再生前需要对就有路面情况进行评价。

尚无专门针对冷再生的路面评价方法，多采用普通的旧路评价方法。

比较有代表性的方法有：同济大学“干线公路路面评价养护系统成套技术”，该方法把路面使用性能分为行驶质量、路面破损和结构承载能力三个方面，对路面破损采用扣分法，即路面损坏状况由损坏类型、严重程度、范围或密度这三个方面来表征。

2001年交通部颁布并实施了《公路沥青路面养护技术规范》该规范把路面使用质量分为路面破损状况（PCI评价）、行驶质量（国际平整度指数评价）、强度（弯沉评价）及抗滑性能（横向力系数或摆式仪摆值评价）四个方面，最后根据公路等级、交通量、分项路况评价结果确定维修对策。

沪宁高速公路扩建工程采用以下两种方法评价原路面结构层的损坏状况和承载力，以决定其再利用方式：①采用2004年弯沉检测数据（100m代表值）进行路况评价，满足设计弯沉的充分利用，不满足弯沉要求的挖除重建；
②以间距100m将原路面分段，计算每段路的路面综合评价指数RCQI（road condition quality index），根据RCQI制定维修方案。

以上道路评价方法是从道路维护角度出发的，不是针对再生的，这些方法用于再生前评价不完全合适。

为解决这个问题需进一步研究再生前评价。

3 取料方法
文献[1]分析了就地热再生、工厂热再生、全深度冷再生取料方法。

现场取料一般是借鉴国外经验，要求对于同一个路段，一般至少要取5-6个试样，每1km 路段或市政道路的每个街区至少取5个，试样通常采用钻芯或小型冷铣刨机获取[2]。

料堆取料可按照现行《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）进行
[3]。

美国的问卷调查显示8个地区钻芯和铣刨，10个只钻芯，5个只铣刨。

要求最大粒径的范围是19mm-75mm，其中以31.75mm最为常见。

另外有四个地区无最大粒径限制。

4 铣刨料性质分析
铣刨材料研究的重点是集料的级配和残留沥青的性质。

铣刨级配分为再生料级配和抽提后级配。

级配分析表明，较之初始级配，再生料的级配偏细，这是长期行车荷载造成的集料破碎和铣刨过程中集料被打碎导致的。

进行稳定再生有时需要加入新集料才能得到恰当的级配。

对于旧沥青的性能，目前分析主要其针入度、软化点、延度和粘度[4][5][6]。

部分研究者用旋转薄膜烘箱试验研究了旧沥青的老化性能[7]，认为旧沥青仍然可以继续老化。

总结分析了再生剂性能的文献资料，RAP材料的沥青含量一般较高，目前资料上看常见的路油量范围为4.2%-4.8%。

5 冷再生材料级配
国内研究中常见的路面级配：水泥冷再生材料一般选用《公路路面基层施工技术规范》中的级配范围；沥青（+水泥）稳定类材料篇采用路面设计规范中的AC13或AC20级配范围，也有采用再生规范中的级配范围。

其他曾经使用的级配有：维特根手册中的级配范围、ARRA法中的级配范围、贝雷法控制级配，也有研究者自行设计级配。

6 冷再生材料成形
冷再生材料的性质与传统道路材料不完全相同，因而对成形的要求也不完全相同。

冷再生材料按再生剂大致可以区分为两类：无机再生剂和沥青再生剂，沥青再生时往往加入少量水泥以提高其抗水损坏能力。

最常用的无机再生剂是水泥，其他还有二灰、水泥粉煤灰等。

无机稳定冷再生一般按照传统的半刚性材料进行成形和养生。

常温下进行重型击实试验或者振动击实试验，在20℃或者25℃下养生7天。

通过含水量-强度关系确定最佳含水量。

沥青稳定剂冷再生时的情况比较复杂，尚无统一方法。

冷再生材料组成设计方法最常见的方法是用击实法确定最佳液体量，用马歇尔稳定度、干劈裂强度、湿劈裂强度中的一个或几个达到最优来确定沥青用量。

7 再生剂选择
美国针对全国52个地方公路管理机构发出关于再生剂的问卷调查。

46个回复，24个经常使用，13处地方使用部分深度再生，4个全深度，7个两者都用。

24个地方用乳化沥青，大部分采用高流动乳化沥青。

部分使用中凝或慢凝沥青。

石灰、粉煤灰、水泥分别在8/4/3个地方使用。

南非在冷再生中普遍使用沥青和水泥复合稳定，水泥用量一般选1%。

认为水泥的加入可显著改善冷再生材料水稳定性，提高材料力学性能尤其是早期强度。

由于我国对使用半刚性基层经验丰富，且很多再生路段是把再生材料作为基层使用，所以用水泥进行稳定较为常见，且用水泥进行稳定的时候，实验方法也主要参考半刚性材料实验。

8 冷再生路面结构
国外的冷再生基本结构是：热拌沥青混合料层+冷再生层+旧有基层。

旧有基层一般是砂砾基层。

如下图所示：
目前国内的冷再生道路结构总结
其中使用较多的结构有热拌沥青混合料層+再生层+半刚性层和热拌沥青混合料层+再生层。

9 结束语
随着我国大量的路面进入维修期，路面冷再生技术会得到更广泛的使用。

文章总结了国内外再生的技术要点。

国内对冷再生前评价尚无专门的评价方法，需要进一步研究；冷再生材料开始一般作为基层使用，目前逐步作为下面层使用；在我国冷再生施工中，水泥作为再生剂较多其实验方法已经较为统一，主要的参考传统的半刚性材料；而沥青作为再生剂的冷再生实验方法还不统一，需要进一步研究确定合理的实验方法。

参考文献
[1]周斌.沥青路面冷再生方法研究[D].长安大学，2009.
[2]于永生.掺加水泥的乳化沥青冷再生混合料设计方法与使用性能[D].湖南大学，2008.
[3]李海珠.路面冷再生基层质量控制与效益分析[D].长安大学，2008.
[4]刘蓓蓓.废旧沥青混合料再生技术应用于农村公路路面结构试验研究[D].扬州大学，2007.
[5]许彬.沥青路面现场乳化沥青冷再生应用技术研究[D].同济大学，2009.
[6]顾洪江.乳化沥青冷再生混合料应用技术的研究[D].大连理工大学，2008.
[7]胡娅春.废旧沥青混凝土冷再生技术性能研究[D].西安科技大学，2009.。