就地冷再生發(fā)展需要解決的幾個關(guān)鍵技術(shù)

據(jù)有關(guān)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(shè)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(shù)的發(fā)展基本陷入停滯。

近年來，我國的公路建設(shè)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(guān)注。2008年原交通部頒布了《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTG F41-2008），該規(guī)范對各種再生技術(shù)都做出了要求，包括就地冷再生技術(shù)。

就地冷再生技術(shù)在國內(nèi)的首次應(yīng)用始于1998年，由河北省邯鄲市交通局引進 Writgen冷再生機應(yīng)用該技術(shù)對其境內(nèi)的一段舊路進行了改造。經(jīng)過這些年在全國各地許多項目中的實際應(yīng)用，就地冷再生技術(shù)的優(yōu)點有目共睹，但這種技術(shù)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(shù)逐步推向成熟，還有待施工技術(shù)人員與設(shè)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(jīng)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(shù)，其中全深（厚）式就地冷再生技術(shù)在近幾年得到了大量應(yīng)用。由于就地冷再生技術(shù)具有良好的循環(huán)經(jīng)濟效益和環(huán)保效應(yīng)，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(shù)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(shù)難題

就地冷再生技術(shù)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(jīng)濟性，但在諸如施工設(shè)備工作參數(shù)匹配、骨料粒徑的級配控制、舊瀝青混合料的瀝青性能恢復(fù)等關(guān)鍵技術(shù)方面，國內(nèi)還沒有專業(yè)的科研機構(gòu)進行深入研究，也沒有形成成熟的解決方案，技術(shù)應(yīng)用上還存在著相當大的困難?，F(xiàn)階段，就地冷再生技術(shù)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(shè)備機械結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)對再生效果的影響。目前，國內(nèi)外大多數(shù)就地冷再生設(shè)備的再生鼓為聯(lián)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(shè)備雖然采用變量液壓系統(tǒng)驅(qū)動，具有再生鼓轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)功能，但與大中型就地冷再生設(shè)備一樣，都沒有真正實現(xiàn)再生鼓工作轉(zhuǎn)速（對應(yīng)銑刨刀具線速度）與設(shè)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(shè)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(guān)參數(shù)及時進行控制和調(diào)整，在某一工況的某一時段就可能由于工作參數(shù)的不匹配，使得再生料粒徑規(guī)格超出級配設(shè)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(zhì)量。

（2）沒有充分考慮工作裝置機械結(jié)構(gòu)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(shè)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(shù)發(fā)展和設(shè)備應(yīng)用方面同根同源，有著相同的技術(shù)基礎(chǔ)，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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)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(jīng)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(shù)相比原設(shè)計參數(shù)生產(chǎn)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(shè)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(fù)效果大打折扣。

（4）現(xiàn)有就地冷再生技術(shù)沒有充分考慮恢復(fù)和利用舊瀝青材料中瀝青的性能，影響就地冷再生技術(shù)在高速公路及高等級瀝青公路養(yǎng)護領(lǐng)域的推廣應(yīng)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(fù)，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(yīng)用。通過數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，老化瀝青混合料相對性能優(yōu)良的新瀝青結(jié)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(zhì)量與廠拌熱再生料和熱拌瀝青混合料的質(zhì)量存在一定的差距，不能滿足瀝青混合料的面層質(zhì)量標準，基于以上原因，在沒有新的技術(shù)出現(xiàn)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(jié)力等方面的性能參數(shù)，加快對恢復(fù)和利用再生瀝青混合料中瀝青成分方面的研究，恢復(fù)其路用性能，是今后就地冷再生技術(shù)研究的一個重點。

就地冷再生技術(shù)發(fā)展所需解決的關(guān)鍵技術(shù)

由前文可知，只有通過不斷鉆研，攻破阻礙就地冷再生技術(shù)在設(shè)備和材料應(yīng)用方面的技術(shù)難題，才能實現(xiàn)就地冷再生技術(shù)的快速發(fā)展，提高國內(nèi)就地冷再生技術(shù)和設(shè)備在不同等級公路、不同施工工況的適應(yīng)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(shù)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(yù)養(yǎng)護施工工藝，則可以填補我國在這一領(lǐng)域的技術(shù)空白，進一步完善我國瀝青路面就地冷再生技術(shù)體系。

現(xiàn)結(jié)合就地冷再生設(shè)備在技術(shù)應(yīng)用和現(xiàn)場施工過程中所發(fā)現(xiàn)的和需要解決的技術(shù)難點，提出幾個就地冷再生技術(shù)發(fā)展過程中面臨的技術(shù)問題，希望能引起大家的關(guān)注，共同研究討論。

（1）設(shè)備行走速度、再生深度與再生鼓工作轉(zhuǎn)速的自動匹配技術(shù)。通過研究三者或兩兩之間的最佳匹配，實現(xiàn)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(shù)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(diào)整提供最為準確的參考數(shù)據(jù)。

（2）再生乳化瀝青噴灑（量）智能控制技術(shù)。在原有乳化瀝青噴灑控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分考慮國內(nèi)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(guān)鍵控制點的分析研究，結(jié)合再生設(shè)備行走速度、再生深度等工作參數(shù)，研究開發(fā)具有創(chuàng)新性的智能噴灑控制技術(shù)。

（3）再生料拌和均勻性技術(shù)。分析就地冷再生施工現(xiàn)場所采集的再生料特性，結(jié)合就地冷再生機再生總成結(jié)構(gòu)特點和所用添加劑特性，研究再生料拌和機理，設(shè)計開發(fā)可顯著提高再生料拌和均勻性的機械結(jié)構(gòu)，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(shù)。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(shù)據(jù)作為再生過程水添加量的自動控制依據(jù)，通過在設(shè)備安裝傳感器實時檢測再生混合料的含水量，對比試驗數(shù)據(jù)并及時進行參數(shù)匹配，實現(xiàn)智能化自動控制。

（5）設(shè)備遠程智能管理系統(tǒng)。利用GPS技術(shù)、遠程數(shù)據(jù)傳送技術(shù)和智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將設(shè)備的發(fā)動機、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等關(guān)鍵系統(tǒng)工作參數(shù)與廠家提供設(shè)備正常工作理論參數(shù)進行實時后臺對比，監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，實現(xiàn)保養(yǎng)信息快速推送、設(shè)備故障提前預(yù)警、設(shè)備使用狀態(tài)預(yù)判等功能，實現(xiàn)設(shè)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(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的研究。基于瀝青層就地冷再生技術(shù)和全深式就地冷再生技術(shù)在不同應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢，深入研究的技術(shù)差異，提升就地冷再生技術(shù)在瀝青路面的技術(shù)性能，拓展我國就地冷再生技術(shù)的應(yīng)用范圍。

結(jié)語

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