探讨沥青路面冷再生基层路用性能研究

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　　摘要：沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面，但在使用一段时间后，总是难以避免出现车辙、松散、沉降、冻胀和翻浆等现象，需对路面进行修复补强。本文主要就沥青路面冷再生基层的路用性能进行探讨与试验研究。
　　关键词:沥青路面、冷再生、路用性能
　　中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：
　　Abstract: the asphalt pavement is one of the most road construction is widely used advanced road, but in the use of a period of time, always hard to avoid the rut, loose, settlement, frost heaving and abundant wait for a phenomenon, need to repair reinforcement pavements. This article mainly cold regeneration of the asphalt pavement way-use performance were discussed and the experimental research.
　　Key words: the asphalt pavement, cold regeneration, road with properties
　　
　　
　　 尽管沥青路面因其路面平整少尘、不透水、经久耐用，而被广泛应用于我国的道路建设中，但由于交通量大、超负荷使用等各种因素，总是会出现各种各样的问题，使得路面需要改造大修。此时选择合理的修复方案对路面的使用性能、社会的经济效益都有着重要的作用。
　　1 沥青路面再生的意义
　　 以往，对于沥青路面的修复，主要是采取全部挖除旧沥青路面及旧结构层，再重新铺筑基层和面层的做法。但这样做首先就增加了工作量，需将这些废料运至专门的有害垃圾处理厂去，否则就会对周遭环境造成污染；其次是我国人均资源占有率较低，直接抛弃这些基层材料和旧沥青路面材料，会对原材料造成极大的浪费；还使得工程造价大幅提高、施工工期被延长、道路交通被长时间关闭，给车辆行驶和行人通过造成不便。
　　 旧沥青路面的再生利用，就是将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。按温度要求可分为冷再生和热再生，冷再生又可分为厂拌冷再生、就地冷再生、全深式再生。旧沥青路面材料的再生和回用可节约沥青、集料和能耗，减少环境污染，近年来，已引起各国筑路部门的注意和推广使用。在美国，沥青路面的再生利用已是常规实践，目前其重复利用率高达80％。
　　2 沥青路面冷再生基层路用性能试验
　　 不管该技术节约了多少能源或者工程量，都要以满足路面的使用性能为前提，否则一切都是空谈。下面我们就沥青路面冷再生技术在公路修复改造中的实际路用性能进行试验分析。主要研究内容包括：强度特性、干缩特性、温缩特性、水稳定性及冰冻稳定性。应用于冷再生技术的添加剂有水泥粉煤灰、石灰粉煤灰等，在这里选用水泥粉煤灰。首先拟定混合料中水泥：粉煤灰：冷再生料的比例为5:4:100,然后通过击实试验确定最佳含水量和最大干密度。
　　2.1 冷再生基层强度特性
　　 采用道路材料强度试验万能试验机和试件脱模机对拟定的四个养生龄期：7d、28d、90d、180d，进行无侧限抗压强度试验。在这里Za为标准正态分布表中随保证率而变的系数，一般公路取保证率90%，即Za =1.282。试验结果如下：
　　
　　
　　
　　2.2 冷再生基层干缩特性
　　 试验采用静压法，再根据击实试验确定的最佳含水量和最大干密度制定了三根小梁试件，尺寸为10cm×10cm×40cm。目前对于混合料干缩性能的研究中，大都采用干缩应变和干缩系数两个指标表征。在这里利用三角架和千分表测量其干缩量，根据不同时间的干缩应变和干缩系数的大小以及失水量的关系对其干缩特性进行分析。试验结果如下：
　　
　　
　　
　　2.3 冷再生基层温缩特性
　　 与干缩试验相同，也是先制作三根小梁试件，尺寸为10cm×10cm×40cm，然后将其置于20℃±2℃、湿度大于90%的条件下养生180天，通过电阻片测试材料的温度收缩系数，测试时现将材料两端烘干，贴上应变片，接于电路中，环境箱的初始温度设为-25℃，恒温2小时，再每2小时升温5℃，直至升到25℃，所得温缩系数如下所示：
　　
　　
　　
　　2.4 冷再生基层水稳定性
　　 首先将试件养生28d，再进行干湿循环试验。用于对比的非干湿试件在到达龄期前一天先饱水24h，再测其抗压强度；试验用试件则以饱水24d、风干48h为一循环，5次循环后，再饱水24h ，然后再测其抗压强度。根据公式：S=P1/P2，其中S为水稳定系数，P1为5次干湿循环后试件的抗压强度，P2为未经干湿循环试件的抗压强度。试验结果如下：
　　
　　
　　
　　2.5 冷再生基层冰冻稳定性
　　 首先将试件养生28d，再进行冻融循环试验。用于对比的非冻融试件在到达龄期前一天先饱水24h，再测其抗压强度；试验用试件则先在零下15℃±1℃冻12h，然后在零下15℃±1℃水中融12h为一循环，5次循环后，然后再测其抗压强度。试件个数为9个，根据公式：W=mo-mn/mo,k=R1/R2，其中W为N次冻融试验后试件的质量损失率，mo为冻融前试件的质量，mn为N次冻融试验后试件的质量，K为冻稳定系数，R1为5次冻融循环后试件的抗压强度，R2为未经冻融循环试件的抗压强度。试验结果如下：
　　
　　
　　
　　3 试验路观测
　　 试验路(G108)铺筑完毕后，对冷再生基层的路面指标又进行了一些后期检测，主要包括：再生基层现场养生7d后，钻孔取芯作为试件，再移至室内标准环境下养生83d，对试件进行无侧限抗压强度试验；冷再生基层路面弯沉现场测试。
　　3.1无侧限抗压强度试验
　　 对分别取于200m、500m、600m、800m处的试件，进行无侧限抗压强度试验，试验结果如下：
　　
　　
　　
　　 据上表可知：沥青路面基层经冷再生后，具有足够的强度以满足路面承载力的要求，且强度分布较为均匀，离散小。
　　3.2 弯沉监测
　　为检测通车后路面基层的整体刚度，需对路面面层进行弯沉监测，检测结果如下：
　　
　　
　　
　　 根据上表可知：冷再生基层路面弯沉代表值大大低于设计弯沉值，说明冷再生基层整体刚度完全符合路面设计要求。
　　4 结束语
　　 沥青路面基层冷再生技术在满足了一定的路用性能的前提下，利用了所有的可利用的路面材料，不仅节约了资源，节省了造价；同时其主要工作由机械化完成，降低了工人的劳动强度，提高了工程质量的可靠度，加快了工程进度，是公路大中修工程中值得推广的新技术。
　　参考文献：
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　　[2]: 廖克俭，丛玉凤编著. 道路沥青生产与应用技术. 化学工业出版社, 2004.
　　[3]: 张登良主编. 沥青路面工程手册. 人民交通出版社, 2003.
　　[4]: 吕伟民，孙大权编著. 沥青混合料设计手册. 人民交通出版社, 2007
　　[5]: 唐娴编. 路面再生技术. 中国建筑工业出版社, 2009.08.
　　
　　简介：孙朝阳（1977-），男，陕西韩城人，职称：工程师，学历：本科，主要研究方向：公路工程试验检测。
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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