就地冷再生發(fā)展需要解決的幾個關鍵技術

據有關資料介紹，20世紀70～80年代我國曾不同程度地利用過廢舊瀝青混合料修路，把再生過的材料用于輕交通道路、人行道或者道路的墊層。但隨著我國公路建設進入大發(fā)展時期，而新建公路幾乎不考慮使用廢舊材料，再生技術的發(fā)展基本陷入停滯。

近年來，我國的公路建設里程得到爆發(fā)式增長，隨之而來，進入大修、重建階段的各等級公路也劇增，這使得廢舊瀝青路面材料的再生利用問題重新得到重視和關注。2008年原交通部頒布了《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》（JTG F41-2008），該規(guī)范對各種再生技術都做出了要求，包括就地冷再生技術。

就地冷再生技術在國內的首次應用始于1998年，由河北省邯鄲市交通局引進 Writgen冷再生機應用該技術對其境內的一段舊路進行了改造。經過這些年在全國各地許多項目中的實際應用，就地冷再生技術的優(yōu)點有目共睹，但這種技術自身的缺陷也給施工帶來了許多困擾，如何更好地解決這些問題，并將就地冷再生技術逐步推向成熟，還有待施工技術人員與設備廠家共同發(fā)力。

由于傳統(tǒng)的路面養(yǎng)護工藝存在造價高、工期長、需長時間中斷交通等明顯不足，加之舊瀝青路面材料廢棄會帶來占用堆放場地、造成環(huán)境污染、浪費大量價值不菲的不可再生資源三大問題，我國已經逐漸摒棄了將原舊瀝青路面挖除廢棄、重新加鋪新瀝青面層的路面養(yǎng)護維修方法。如今，針對不同等級瀝青路面的養(yǎng)護，全國各地都在積極推廣和探索就地冷再生技術，其中全深（厚）式就地冷再生技術在近幾年得到了大量應用。由于就地冷再生技術具有良好的循環(huán)經濟效益和環(huán)保效應，因此越來越受到公路養(yǎng)護行業(yè)的重視，并已成為瀝青路面養(yǎng)護技術研究與發(fā)展的一個重要方向。

就地冷再生發(fā)展中遇到的技術難題

就地冷再生技術可以利用絕大部分或全部舊瀝青層，有效降低環(huán)境污染，提升路面施工的經濟性，但在諸如施工設備工作參數匹配、骨料粒徑的級配控制、舊瀝青混合料的瀝青性能恢復等關鍵技術方面，國內還沒有專業(yè)的科研機構進行深入研究，也沒有形成成熟的解決方案，技術應用上還存在著相當大的困難?，F階段，就地冷再生技術存在以下幾個方面的問題亟待解決。

（1）沒有充分考慮施工設備機械結構和工作參數對再生效果的影響。目前，國內外大多數就地冷再生設備的再生鼓為聯組三角帶定速比皮帶傳動方式，其銑刨刀具的切削線速度為定值。個別小功率再生設備雖然采用變量液壓系統(tǒng)驅動，具有再生鼓轉速連續(xù)可調功能，但與大中型就地冷再生設備一樣，都沒有真正實現再生鼓工作轉速（對應銑刨刀具線速度）與設備行走速度、再生深度的自動匹配。這使得在不同再生深度工況下，設備的行走速度不同，再生鼓對舊瀝青路面的切削量也會隨之發(fā)生變化，從而使再生混合料的粒徑和級配處于一種連續(xù)的波動變化狀態(tài)。如果施工過程中沒有對各相關參數及時進行控制和調整，在某一工況的某一時段就可能由于工作參數的不匹配，使得再生料粒徑規(guī)格超出級配設計范圍，形成不合格混合料，最終影響?zhàn)B護或維修工程的再生質量。

（2）沒有充分考慮工作裝置機械結構特性對再生料的拌和均勻性和級配影響。作為銑拌類養(yǎng)護設備中的兩款核心機型，瀝青路面就地冷再生機和冷銑刨機在技術發(fā)展和設備應用方面同根同源，有著相同的技術基礎，但卻有著不同的發(fā)展方向。就地冷再生機的再生工作裝置是再生鼓，冷銑刨機的銑刨工作裝置是銑刨鼓，二者都是通過轉子轉動，帶動其上面分布的切削刀具對路面進行銑削。但是，就地冷再生考慮更多的是，再生鼓上刀具排布對再生瀝青混合料粒徑的控制，并保證再生料的充分拌和，還要考慮二次破碎時滾筒外緣與刀具頂尖之間所形成空間的合理性，以保證再生料的均勻性和最終級配。

（3）沒有充分考慮銑刨切削作業(yè)及公路自身特性對再生料的拌和均勻性與級配的影響。就地冷再生機在進行瀝青層就地再生或穩(wěn)定層就地再生的施工過程中，由于刀具對原有舊混合料的銑刨破碎作業(yè)，部分混合料的骨料粒徑破碎變小，同時又有部分再生混合料（包括瀝青混凝土混合料）經破碎后粒徑滿足要求，充當了再生料骨料的角色，再生銑刨物料的級配發(fā)生了較大變化；另外，路面前期維修養(yǎng)護時，不同施工期、不同工藝要求修筑的路基或路面（包括瀝青路面）性能存在較大的差異，尤其是使用時間較長、病害類型較多或發(fā)生多次損壞的公路，在再生過程中，不同的養(yǎng)護作業(yè)和施工工藝使得后期路面的各種參數相比原設計參數生產了不同程度的偏離。這些影響再生效果的因素都不可能在就地冷再生施工方案設計中予以充分考慮，并且不會在后期施工過程中全部排除，因而會使再生料的均勻性和級配的性能恢復效果大打折扣。

（4）現有就地冷再生技術沒有充分考慮恢復和利用舊瀝青材料中瀝青的性能，影響就地冷再生技術在高速公路及高等級瀝青公路養(yǎng)護領域的推廣應用。目前的就地冷再生通過將瀝青層（全部或部分）材料、基層材料再生料混合作為滿足所需承載力的基層材料使用，降低了再生料的使用等級。這些材料雖然具有一定的強度、剛度和水穩(wěn)性，但由于是將再生料中的舊瀝青與舊混合料一起作為骨料使用，沒有充分考慮再生混合料中舊瀝青的性能恢復，只能在縣、鄉(xiāng)村道路翻修或國、省道的基層修筑中使用，不能在高等級公路的瀝青面層全面推廣應用。通過數據對比發(fā)現，老化瀝青混合料相對性能優(yōu)良的新瀝青結合料，其粘性過高、柔韌性不足等常規(guī)路用性能上的不足，嚴重影響了再生料的全面使用。因此再生瀝青混合料的質量與廠拌熱再生料和熱拌瀝青混合料的質量存在一定的差距，不能滿足瀝青混合料的面層質量標準，基于以上原因，在沒有新的技術出現前，冷再生料只能用于柔性基層或半剛性基層的基層和底基層。 所以，通過改善再生料中已老化瀝青在粘稠性、薄膜粘結力等方面的性能參數，加快對恢復和利用再生瀝青混合料中瀝青成分方面的研究，恢復其路用性能，是今后就地冷再生技術研究的一個重點。

就地冷再生技術發(fā)展所需解決的關鍵技術

由前文可知，只有通過不斷鉆研，攻破阻礙就地冷再生技術在設備和材料應用方面的技術難題，才能實現就地冷再生技術的快速發(fā)展，提高國內就地冷再生技術和設備在不同等級公路、不同施工工況的適應性；同時，發(fā)展能提高再生混合料性能的新的就地冷再生技術和新材料，將再生瀝青混合料的性能提高到可以適用于路面磨耗層等路面預養(yǎng)護施工工藝，則可以填補我國在這一領域的技術空白，進一步完善我國瀝青路面就地冷再生技術體系。

現結合就地冷再生設備在技術應用和現場施工過程中所發(fā)現的和需要解決的技術難點，提出幾個就地冷再生技術發(fā)展過程中面臨的技術問題，希望能引起大家的關注，共同研究討論。

（1）設備行走速度、再生深度與再生鼓工作轉速的自動匹配技術。通過研究三者或兩兩之間的最佳匹配，實現就地冷再生過程中在同一再生深度工況、不同工作速度下的最佳匹配銑刨切削量，達到就地冷再生技術下的再生混合料所能達到的最佳粒徑與拌和均勻性，為再生過程級配調整提供最為準確的參考數據。

（2）再生乳化瀝青噴灑（量）智能控制技術。在原有乳化瀝青噴灑控制技術的基礎上，充分考慮國內乳化瀝青材料特性，通過對噴灑溫度、噴灑比例、噴灑扇形角等各關鍵控制點的分析研究，結合再生設備行走速度、再生深度等工作參數，研究開發(fā)具有創(chuàng)新性的智能噴灑控制技術。

（3）再生料拌和均勻性技術。分析就地冷再生施工現場所采集的再生料特性，結合就地冷再生機再生總成結構特點和所用添加劑特性，研究再生料拌和機理，設計開發(fā)可顯著提高再生料拌和均勻性的機械結構，提高再生混合料的均勻性。

（4）再生拌和料含水量智能控制技術。研究各種施工工況下再生料不同含水比的材料性能，分析不同工況下再生料最佳含水量配比；將此數據作為再生過程水添加量的自動控制依據，通過在設備安裝傳感器實時檢測再生混合料的含水量，對比試驗數據并及時進行參數匹配，實現智能化自動控制。

（5）設備遠程智能管理系統(tǒng)。利用GPS技術、遠程數據傳送技術和智能數據分析技術，將設備的發(fā)動機、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等關鍵系統(tǒng)工作參數與廠家提供設備正常工作理論參數進行實時后臺對比，監(jiān)控設備工作狀態(tài)，實現保養(yǎng)信息快速推送、設備故障提前預警、設備使用狀態(tài)預判等功能，實現設備的遠程智能管理。

（6）瀝青層和全深式就地冷再生機在相關應用領域的研究。基于瀝青層就地冷再生技術和全深式就地冷再生技術在不同應用領域的優(yōu)勢，深入研究的技術差異，提升就地冷再生技術在瀝青路面的技術性能，拓展我國就地冷再生技術的應用范圍。

結語

加快發(fā)展就地冷再生技術，可以打破國外就地冷再生技術和設備的市場壟斷，有助于我國在此領域的技術發(fā)展，提升我國在就地冷再生技術和設備方面的整體實力。同時，瀝青路面就地冷再生技術的研究、推廣和相關專用設備的開發(fā)，在降低公路養(yǎng)護建設成本、保護生態(tài)環(huán)境方面對我國的公路建設都講產生極大的經濟效益和社會效益。