沥青路面再生技术的适用性研究

早在1915年人们就开始认识到，重新利用现有沥青路面材料是修复路面的重要方法。经过半个多世纪的努力，再生技术已成为现代社会应用广泛，具有广阔发展前景的综合技术。就沥青路面再生技术而言，有多种设备、工艺和方法。沥青路面再生技术的分类如图1所示。目前，各种再生技术都有很大的发展，显示出各自的生命力。然而，由于各种再生技术种类繁多，给用户的正确选择造成了一定的困难，在认识上造成了一定模糊和混乱，从而阻碍了再生技术在我国的推广与发展。事实上，每种再生技术都有自身的合理使用范围与特点，没有一种再生技术可以满足所有的路面维修作业要求。因此，有必要分析各种再生技术的特点与其合理的应用范围，以便用户合理选择，使各种再生技术发挥各自的经济与社会效益。
　　1 厂拌再生技术的特点与适用范围
　　厂拌再生技术分为厂拌热再生与厂拌冷再生。厂拌再生实质上是对废旧沥青混合料的集中处理与加工，其主要特点是可对各种废旧材料进行再生处理，对材料的处理与路面状况无关，具有很大的工艺柔性。此外，厂拌再生材料的质量较容易控制。沥青路面厂拌再生原理如图2所示。
　　厂拌热再生设备有两种基本类型，一种为双滚筒型连续式再生设备，另一种为旁路型间歇式再生设备。厂拌热再生是指将旧沥青路面铣刨后运回搅拌厂，通过二次破碎、筛分，并根据旧混合料中沥青含量、老化程度，骨料级配和性能指标，掺入一定数量的新集料、沥青或再生剂进行拌和，使混合料达到规范规定的各项指标，最后按照与新建沥青路面相同的方法重新铺筑的再生工艺。厂拌热再生工艺的基本过程包括：旧路面铣刨运输；二次破碎筛分；加热搅拌（根据实验要求添加新骨料、沥青、粉料、再生剂等）；运输摊铺和压实。利用这种方法，可以对基层甚至路基的一些地段进行有效的补强。
　　厂拌冷再生技术的主要特点是，再生时废旧材料不需要加热烘干，从而大大节省了能源和成本，同时具有很高的环保性。这一特点使得冷再生技术具有良好的发展前景。目前，冷再生技术所使用的粘结料主要有泡沫沥青和乳化沥青两种类型。冷再生的材料适用性较广泛，新骨料、破碎的旧混合料、各种粘结材料均可用于冷再生工艺。冷再生材料不仅用于建设各种路基、路面，而且还可用于其它建筑工程。此外，冷再生设备一般为移动式，因而具有很好的施工机动性。
　　就路面再生维修工艺而言，厂拌再生工艺的主要缺点是：需花费较高的运输成本；对交通的干扰较大，施工周期较长；采用冷铣刨会破坏原有路面材料的骨料与级配。
　　2 就地热再生技术特点与适用性
　　就地热再生技术是适合于沥青路面面层（被修复面层厚度一般≤60mm）连续修复的一种经济的现代沥青路面维修技术。就地热再生（HIR）是指在原有沥青路面上通过加热软化，以机械方式翻松（铣刨）路面，对其进行搅拌（根据需要可添加沥青、再生剂、新混合料或新骨料），并将所形成的再生混合料就地重铺压实，从而达到消除路面病害、恢复路面性能的道路维修过程。
　　应用加热技术修复旧路面的方法可以追溯到20世纪30～40年代，这一时期美国制造了世界上第一批路面就地加热修整机。因此，沥青路面的就地再生技术在美国已经实践了大约60年。
　　为了规范就地热再生技术及其专业术语，美国沥青再生协会（ARRA）认定了三种基本的就地热再生工艺：加热翻松法（整形法）、重铺法、复拌法。
　　就地热再生工艺成功的关键因素之一是需要得到足够高的压实温度。排除旧料水分前，典型的温度极限约为100℃，而当材料烘干后，可将其迅速加热到较高温度。从整体上总结路面的再生程度较为困难，因为各种工程的具体情况不同。但可以公正的说，大多数再生工程都达到了目标。在英国进行的再生工程中通常使用再生剂，通过对黏度和针入度的测试，表明旧沥青粘结料得到了软化。
　　就地热再生技术在加拿大进行了大量的实践，并产生了评价就地热再生路面性能的政府指导规范。在10个工程中应用了综合与联合作业法，再生厚度为50mm。这些项目主要评价再生前后沥青的流变性和混合料的体积特性。
　　经过过去20多年的努力，就地热再生的概念不断完善。就地热再生技术在20世纪80年代末和90年代初发展较快。早期的发展受到设备技术的限制。然而，随着相关技术的发展，如冷铣刨和厂拌热再生技术的发展，坚实了就地热再生的理论基础，推动了就地热再生设备和材料的不断进步。经过90年代初的发展，就地热再生技术和设备性能已达到深层再生和高质量再生路面的目标，并且可与其它沥青路面质量相竞争。
　　2.1 就地热再生与厂拌再生技术的比较
　　对于相同的路面维修工程而言，与厂拌再生工艺相比较，就地热再生工艺的相应特点有：（1）施工周期短；（2）对交通的干扰可降低至最小；（3）100%利用旧沥青混合料，节省资源，经济性好；（4）施工安全，环保性好；（5）再生设备一次性投资较大。其中，可完全利用旧材料、施工速度快和节省运输费用是就地再生的三大优点。
　　2.2 各种就地热再生工艺比