郝 軒

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

瀝青路面冷再生混合料相關(guān)研究起源于1915年的美國[1]。日本于1974年開展瀝青路面再生技術(shù)研究[2]，目前兩國的路網(wǎng)都較為成熟，鋪筑作業(yè)多見于道路維護，因此大部分再生瀝青混合料被用作道路面層。我國一些基層養(yǎng)路部門于70年代初期即自發(fā)開展廢舊渣油路面材料再生利用的嘗試。遼寧省于2004年將乳化瀝青就地冷再生混合料應(yīng)用于營大線大修工程中，是我國首次將冷再生混合料應(yīng)用于高等級公路上[3]。交通運輸部于2008年發(fā)布《公路瀝青路面再生應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》，并于2013年進行了修訂[4]。由于地域、氣候和工程情況等因素制約，現(xiàn)行規(guī)范還難以較全面評價瀝青路面冷再生混合料性能。

乳化瀝青冷再生混合料是瀝青路面再生利用的重要方式，本文較全面地梳理對比了國內(nèi)外乳化瀝青冷再生混合料相關(guān)規(guī)范要求，針對近年來國內(nèi)相關(guān)實體工程進行評價總結(jié)，并嘗試建立乳化瀝青冷再生混合料常見問題與最新研究成果之間的聯(lián)系，為今后的實體工程合理利用乳化瀝青冷再生混合料提供參考。

1 國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范要求及對比評價

1.1 國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范要求

1.1.1 美國《美國瀝青再生指南》

美國將所摻加的RAP量控制在30%～50%之間，根據(jù)RAP料篩分后的性質(zhì)來選擇所添加的新瀝青，采用旋轉(zhuǎn)壓實儀的體積法來設(shè)計加入的瀝青用量，同時對不同種類不同性質(zhì)的再生劑做出了詳細(xì)要求[1]。

1.1.2 日本《路面再生手冊》

日本對于RAP的來源、是否篩分沒有限制，只要求對所使用的RAP料進行一般的質(zhì)量檢測，同時根據(jù)摻配圖來確定新舊結(jié)合料混合比例。在采用馬歇爾設(shè)計配合比的同時還需測試間接拉伸系數(shù)[2]。

1.1.3 中國《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》

我國規(guī)范各項技術(shù)指標(biāo)及要求主要借鑒美國標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)RAP料篩分結(jié)果選擇添加的新瀝青，按照添加的再生劑的不同，采用馬歇爾設(shè)計配合比。同時按照添加的再生劑種類不同，將瀝青路面冷再生混合料分為乳化瀝青冷再生混合料和泡沫瀝青冷再生混合料，本文僅討論乳化瀝青冷再生混合料[4]。

1.2 國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范對比與評價

1.2.1 瀝青

新瀝青針入度的大小會直接影響RAP的回收利用質(zhì)量，因此在進行乳化瀝青冷再生混合料設(shè)計時必須要對新選用的瀝青加以限制，根據(jù)中美兩國相關(guān)規(guī)范調(diào)查結(jié)果，對新瀝青質(zhì)量要求進行對比，見表1。

表1 中美兩國瀝青冷再生混合料新瀝青質(zhì)量要求匯總

分析表1可知：a）美國劃分回收瀝青是基于使用性能的PG規(guī)范，而我國則按針入度劃分。b）當(dāng)舊料摻量小于15%時，中美規(guī)范均指出不需調(diào)整瀝青標(biāo)號；當(dāng)舊料摻量較大時，新瀝青標(biāo)號要提高半個等級；當(dāng)舊料摻量很大時，要根據(jù)新舊瀝青混合料調(diào)和法則確定瀝青標(biāo)號。

1.2.2 再生劑

再生劑可快速滲透融入老化瀝青中，使瀝青質(zhì)分散，恢復(fù)老化瀝青的部分黏附性，促使老化瀝青重新分布，延長其使用壽命。中、日、美三國規(guī)范對用于冷再生混合料的再生劑技術(shù)要求對比見表2。

表2 中美日三國瀝青冷再生混合料再生劑質(zhì)量要求對比

分析表2可知：a）各國對于再生劑的質(zhì)量指標(biāo)均包括60℃黏度、開口閃點、高溫質(zhì)量損失、RTFO/TFO殘留物性質(zhì)等；中美兩國均從瀝青的安全性、均勻性、相容性考慮，要求較為相近。b）日本從施工人員安全出發(fā)，在再生劑閃點上提出更高要求。c）日本在質(zhì)量損失方面要求較高，但對飽和分含量沒有限制，不利于控制再生劑分散瀝青質(zhì)的性能，進而影響恢復(fù)老化瀝青的黏附性。

1.2.3 RAP料

RAP料對再生劑用量選擇及再生混合料的力學(xué)性能和路用性能有較大影響，因而須選用合理指標(biāo)以對RAP料質(zhì)量進行正確評價。中日兩國規(guī)范對RAP料質(zhì)量要求對比見表3。

表3 中日兩國瀝青冷再生混合料RAP料質(zhì)量要求對比

分析表3可知：a）我國規(guī)范對于RAP料主要要求進行RAP質(zhì)量、RAP中瀝青、RAP中粗集料、RAP中細(xì)集料4項檢測，其中又對RAP的級配、含水量、潔凈程度以及瀝青的溫度敏感性、高溫性能等檢測項目要求按實測數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。b）日本關(guān)于RAP的檢測項目相對簡單，其中與我國檢測項目差異最大的是水洗試驗損失量，該項檢測是為了保證RAP的潔凈程度，類似于我國規(guī)范指標(biāo)中的砂當(dāng)量。c）結(jié)合我國部分省市標(biāo)準(zhǔn)中對RAP砂當(dāng)量的要求，建議RAP砂當(dāng)量以不低于55為宜。d）日本對舊瀝青含量及針入度作出了具體數(shù)值要求，而我國僅要求實測，缺乏對實際工程的指導(dǎo)意義。e）結(jié)合日本規(guī)范及我國部分省市標(biāo)準(zhǔn)要求，建議RAP中瀝青針入度不低于10（1/10 mm）。

2 實體工程應(yīng)用調(diào)查及評價

2.1 乳化瀝青冷再生實體工程應(yīng)用調(diào)查及評價

結(jié)合上述相關(guān)規(guī)范調(diào)查評價結(jié)果，對國內(nèi)近年來采用乳化瀝青冷再生混合料的7項實體工程進行了調(diào)查[5-9]。

2.1.1 原路面狀況及再生方式

表4 乳化瀝青冷再生實體工程原路面狀況及再生方式 cm

分析表4可知：a）在采用乳化瀝青冷再生混合料的實體工程中，絕大多數(shù)路面結(jié)構(gòu)病害類型為裂縫、車轍、坑槽，此外還少量存在強度不足、龜裂等病害類型。b）乳化瀝青冷再生混合料可適用于路面結(jié)構(gòu)的下面層及基層，但用于基層的比例較高。c）就地冷再生與廠拌冷再生兩種再生方式均得到廣泛應(yīng)用；銑刨厚度多為10～20 cm，但也存在銑刨厚度低于10 cm及高于20 cm的實體工程；再生方式與銑刨厚度需根據(jù)實際工程需要進行綜合考慮。

2.1.2 乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計

表5 乳化瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計 %

分析表5可知：a）舊料中摻入新瀝青主要為70號道路石油瀝青和高黏乳化瀝青，其中70號道路石油瀝青用量居多。b）不同實體工程的水泥用量集中于1.5%～2.0%的范圍內(nèi)。c）RAP摻量主要集中于80%以上，但浙江省S101省道杭滬線摻量高達(dá)91.5%。d）乳化瀝青用量主要集中于3%～4%之間。

2.1.3 乳化瀝青冷再生混合料性能調(diào)查及評價

表6 乳化瀝青冷再生混合料性能對比

分析表6可知：a）各實體工程所采用的乳化瀝青冷再生混合料的各項性能指標(biāo)均能滿足JTG F41—2008《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》中的要求，且除滬寧高速干劈裂強度為0.38 MPa外，其他各項實體工程干劈裂強度集中于0.54 MPa以上。b）干濕劈裂強度比均在80%以上，表明再生混合料水穩(wěn)定性能良好。

3 相關(guān)研究進展調(diào)查評價

3.1 乳化瀝青冷再生混合料研究進展調(diào)查與評價

結(jié)合上述相關(guān)規(guī)范及實體工程調(diào)查評價結(jié)果，對國內(nèi)近年來采用乳化瀝青冷再生混合料的相關(guān)研究進展進行了調(diào)查[10-17]。

3.1.1 乳化瀝青冷再生混合料配合比研究進展

表7 乳化瀝青冷再生混合料配合比研究進展調(diào)查評價 %

分析表7可知：a）關(guān)于RAP摻量研究成果差異性較大，部分集中于70～80之間，大部分學(xué)者認(rèn)為RAP摻量較少達(dá)不成舊料再生的實際意義，但受目前再生技術(shù)限制，摻量增加后會影響再生混合料的路用性能，基于此學(xué)者們在研究中均建議控制RAP摻量。b）水泥用量在1.4%～3%之間，部分學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)采用1.5%的水泥摻量可使混合料性能良好，且大部分學(xué)者建議以2%作為乳化瀝青再生混合料的最大水泥摻量。c）大部分學(xué)者認(rèn)為最佳拌合用水量應(yīng)按擊實試驗測得的最佳含水量的70%～80%，適當(dāng)?shù)暮靠杀ＷC乳化瀝青冷再生混合料較好的拌合效果和壓實度。

綜合上述研究成果，提出乳化瀝青冷再生混合料配合比建議范圍，見表8。實際應(yīng)用時，可將表中數(shù)據(jù)作為參考，結(jié)合工程實際確定乳化瀝青冷再生混合料的配合比。

表8 乳化瀝青冷再生混合料配合比建議值 %

3.1.2 乳化瀝青冷再生混合料性能研究進展

表9 乳化瀝青冷再生混合料性能研究進展調(diào)查評價

分析表9可知：a）干劈裂強度均在0.5 MPa以上，干濕劈裂強度比均在80%以上。b）乳化瀝青冷再生混合料空隙率隨水泥摻量增大有減小的趨勢，部分學(xué)者研究得出，增大水泥摻量可使瀝青與集料黏附性提高，從而減小混合料空隙率。

4 結(jié)語

本文較為全面地調(diào)查了國內(nèi)外乳化瀝青冷再生混合料相關(guān)設(shè)計規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，分析對比了不同國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對乳化瀝青冷再生混合料瀝青、再生劑、RAP料及性能控制指標(biāo)的要求；同時結(jié)合國內(nèi)相關(guān)實體工程及研究動態(tài)，對原材料類型、冷再生混合料配合比設(shè)計控制值進行了梳理總結(jié)，為瀝青路面冷再生混合料相關(guān)研究及實體工程設(shè)計和施工提供參考。

從本文研究成果來看，目前乳化瀝青冷再生混合料主要應(yīng)用于高等級公路，低等級道路多破損至基層時才采用乳化瀝青冷再生混合料，這主要是受目前冷再生技術(shù)經(jīng)濟性所限。此外，乳化瀝青冷再生技術(shù)的發(fā)展還須充分借鑒更多國內(nèi)外典型實體工程的經(jīng)驗和研究成果，建立起一套適合我國不同地域、多種地區(qū)的混合料性能評價體系，實現(xiàn)乳化瀝青冷再生混合料性能綜合評價，從而推動瀝青路面冷再生技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。