路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)及施工工藝質(zhì)量控制

1、PAGE 道路現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)應(yīng)用研究（總報(bào)告） PAGE III目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc160990713 第一章 緒論 PAGEREF _Toc160990713 h 1 HYPERLINK l _Toc160990714 1.1 研究背景 PAGEREF _Toc160990714 h 1 HYPERLINK l _Toc160990715 1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r PAGEREF _Toc160990715 h 2 HYPERLINK l _Toc160990716 1.2.1 國(guó)外研究發(fā)展?fàn)顩r PAGEREF _Toc160990716

2、h 2 HYPERLINK l _Toc160990717 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展?fàn)顩r PAGEREF _Toc160990717 h 4 HYPERLINK l _Toc160990718 1.3 課題研究的意義 PAGEREF _Toc160990718 h 6 HYPERLINK l _Toc160990719 1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線 PAGEREF _Toc160990719 h 6 HYPERLINK l _Toc160990720 1.4.1 研究?jī)?nèi)容 PAGEREF _Toc160990720 h 6 HYPERLINK l _Toc160990721 1.4.2 技術(shù)路線

3、 PAGEREF _Toc160990721 h 8 HYPERLINK l _Toc160990722 第二章 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生方案的確定 PAGEREF _Toc160990722 h 9 HYPERLINK l _Toc160990723 2.1 路面破損調(diào)查 PAGEREF _Toc160990723 h 9 HYPERLINK l _Toc160990724 2.2 FWD彎沉測(cè)試 PAGEREF _Toc160990724 h 10 HYPERLINK l _Toc160990725 2.2.1 FWD彎沉測(cè)試儀 PAGEREF _Toc160990725 h 10 HYPERLIN

4、K l _Toc160990726 2.2.2 測(cè)試結(jié)果 PAGEREF _Toc160990726 h 11 HYPERLINK l _Toc160990727 2.3 模量反算 PAGEREF _Toc160990727 h 12 HYPERLINK l _Toc160990728 2.4 試驗(yàn)路再生方案 PAGEREF _Toc160990728 h 13 HYPERLINK l _Toc160990729 2.5 小結(jié) PAGEREF _Toc160990729 h 14 HYPERLINK l _Toc160990730 第三章 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料設(shè)計(jì)方法研究 PAGEREF _T

5、oc160990730 h 16 HYPERLINK l _Toc160990731 3.1 水泥全深度冷再生混合料配合比設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc160990731 h 16 HYPERLINK l _Toc160990732 3.1.1 原材料分析 PAGEREF _Toc160990732 h 16 HYPERLINK l _Toc160990733 3.1.2 級(jí)配設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc160990733 h 17 HYPERLINK l _Toc160990734 3.1.3 最大干密度及最佳含水量的確定 PAGEREF _Toc160990734 h 18 HYPERL

6、INK l _Toc160990735 3.1.4 試件制備 PAGEREF _Toc160990735 h 18 HYPERLINK l _Toc160990736 3.1.5 養(yǎng)生 PAGEREF _Toc160990736 h 19 HYPERLINK l _Toc160990737 3.1.6 混合料力學(xué)試驗(yàn) PAGEREF _Toc160990737 h 19 HYPERLINK l _Toc160990738 3.1.7 試驗(yàn)結(jié)果分析 PAGEREF _Toc160990738 h 20 HYPERLINK l _Toc160990739 3.1.8 配合比設(shè)計(jì)流程 PAGEREF

7、 _Toc160990739 h 20 HYPERLINK l _Toc160990740 3.2 瀝青發(fā)泡特性研究 PAGEREF _Toc160990740 h 21 HYPERLINK l _Toc160990741 3.2.1 瀝青發(fā)泡原理 PAGEREF _Toc160990741 h 21 HYPERLINK l _Toc160990742 3.2.2 瀝青發(fā)泡特性的評(píng)價(jià)指標(biāo) PAGEREF _Toc160990742 h 23 HYPERLINK l _Toc160990743 3.2.3 瀝青發(fā)泡設(shè)備 PAGEREF _Toc160990743 h 24 HYPERLINK l

8、 _Toc160990744 3.2.4 發(fā)泡試驗(yàn) PAGEREF _Toc160990744 h 25 HYPERLINK l _Toc160990745 3.2.5 試驗(yàn)結(jié)果分析 PAGEREF _Toc160990745 h 26 HYPERLINK l _Toc160990746 3.3 泡沫瀝青全深度冷再生混合料配合比設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc160990746 h 27 HYPERLINK l _Toc160990747 3.3.1 原材料分析與級(jí)配設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc160990747 h 27 HYPERLINK l _Toc160990748 3.3.2 最大干

9、密度及最佳含水量的確定 PAGEREF _Toc160990748 h 27 HYPERLINK l _Toc160990749 3.3.3 泡沫瀝青混合料的制備、試件成型 PAGEREF _Toc160990749 h 28 HYPERLINK l _Toc160990750 3.3.4 養(yǎng)生 PAGEREF _Toc160990750 h 28 HYPERLINK l _Toc160990751 3.3.5 混合料力學(xué)試驗(yàn) PAGEREF _Toc160990751 h 28 HYPERLINK l _Toc160990752 3.3.6 試驗(yàn)結(jié)果分析 PAGEREF _Toc160990

10、752 h 29 HYPERLINK l _Toc160990753 3.3.7 配合比設(shè)計(jì)流程 PAGEREF _Toc160990753 h 29 HYPERLINK l _Toc160990754 3.4 面層泡沫瀝青冷再生混合料配合比設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc160990754 h 30 HYPERLINK l _Toc160990755 3.4.1 原材料分析 PAGEREF _Toc160990755 h 30 HYPERLINK l _Toc160990756 3.4.2 級(jí)配設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc160990756 h 30 HYPERLINK l _Toc1609

11、90757 3.4.3 拌和用水量的確定 PAGEREF _Toc160990757 h 31 HYPERLINK l _Toc160990758 3.4.4 試件制備與養(yǎng)生 PAGEREF _Toc160990758 h 32 HYPERLINK l _Toc160990759 3.4.5 馬歇爾試驗(yàn) PAGEREF _Toc160990759 h 33 HYPERLINK l _Toc160990760 3.4.6 試驗(yàn)結(jié)果分析 PAGEREF _Toc160990760 h 34 HYPERLINK l _Toc160990761 3.4.7 配合比設(shè)計(jì)流程 PAGEREF _Toc16

12、0990761 h 34 HYPERLINK l _Toc160990762 3.5 小結(jié) PAGEREF _Toc160990762 h 35 HYPERLINK l _Toc160990763 第四章 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生的施工工藝與質(zhì)量控制 PAGEREF _Toc160990763 h 36 HYPERLINK l _Toc160990764 4.1 冷再生試驗(yàn)段施工工藝 PAGEREF _Toc160990764 h 36 HYPERLINK l _Toc160990765 4.2 冷再生施工質(zhì)量控制 PAGEREF _Toc160990765 h 40 HYPERLINK l _Toc1

13、60990766 4.2.1 水泥全深度冷再生施工質(zhì)量控制 PAGEREF _Toc160990766 h 40 HYPERLINK l _Toc160990767 4.2.2泡沫瀝青全深度冷再生施工質(zhì)量控制 PAGEREF _Toc160990767 h 41 HYPERLINK l _Toc160990768 4.2.3 面層泡沫瀝青冷再生施工質(zhì)量控制 PAGEREF _Toc160990768 h 42 HYPERLINK l _Toc160990769 4.3 冷再生質(zhì)量驗(yàn)收 PAGEREF _Toc160990769 h 43 HYPERLINK l _Toc160990770 4.

14、3.1 水泥全深度冷再生質(zhì)量驗(yàn)收 PAGEREF _Toc160990770 h 43 HYPERLINK l _Toc160990771 4.3.2 泡沫瀝青全深度冷再生質(zhì)量驗(yàn)收 PAGEREF _Toc160990771 h 44 HYPERLINK l _Toc160990772 4.3.3 面層泡沫瀝青冷再生質(zhì)量驗(yàn)收 PAGEREF _Toc160990772 h 44 HYPERLINK l _Toc160990773 4.4 小結(jié) PAGEREF _Toc160990773 h 45 HYPERLINK l _Toc160990774 第五章 現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面的試驗(yàn)路跟蹤觀測(cè) PAG

15、EREF _Toc160990774 h 46 HYPERLINK l _Toc160990775 5.1 試驗(yàn)段路況觀察 PAGEREF _Toc160990775 h 46 HYPERLINK l _Toc160990776 5.2 試驗(yàn)路FWD彎沉測(cè)試 PAGEREF _Toc160990776 h 48 HYPERLINK l _Toc160990777 5.3試驗(yàn)路模量反算 PAGEREF _Toc160990777 h 50 HYPERLINK l _Toc160990778 5.4 小結(jié) PAGEREF _Toc160990778 h 52 HYPERLINK l _Toc160

16、990779 第六章 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 PAGEREF _Toc160990779 h 53 HYPERLINK l _Toc160990780 6.1 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)分析 PAGEREF _Toc160990780 h 53 HYPERLINK l _Toc160990781 6.1.1 水泥全深度冷再生技術(shù)分析 PAGEREF _Toc160990781 h 53 HYPERLINK l _Toc160990782 6.1.2 泡沫瀝青全深度冷再生技術(shù)分析 PAGEREF _Toc160990782 h 53 HYPERLINK l _Toc160990783 6.1.3 面

17、層泡沫瀝青冷再生技術(shù)分析 PAGEREF _Toc160990783 h 54 HYPERLINK l _Toc160990784 6.2 冷再生試驗(yàn)路造價(jià)分析 PAGEREF _Toc160990784 h 54 HYPERLINK l _Toc160990785 6.2.1 冷再生試驗(yàn)路單價(jià)分析 PAGEREF _Toc160990785 h 54 HYPERLINK l _Toc160990786 6.2.2 方案對(duì)比 PAGEREF _Toc160990786 h 55 HYPERLINK l _Toc160990787 6.3 小結(jié) PAGEREF _Toc160990787 h 5

18、6 HYPERLINK l _Toc160990788 第七章 結(jié)論與建議 PAGEREF _Toc160990788 h 57第58頁(yè) 共 60 頁(yè)第一章緒論1.1 研究背景我國(guó)從八十年代中后期開始進(jìn)行大規(guī)模的公路建設(shè)，人力、物力的不足以及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)再生技術(shù)不夠重視，致使我國(guó)對(duì)這方面研究的深化與延伸基本處于停滯狀態(tài)。近十年來(lái)我國(guó)修筑的高等級(jí)路面大多為瀝青路面，而且所用瀝青進(jìn)口的占很大比例，價(jià)格昂貴。許多地方石料匱乏，單價(jià)也日趨上升，原材料成本在整個(gè)路面工程中的比例也越來(lái)越大。大量的使用新石料、開采石礦也造成森林植被減少、水土流失等嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。到現(xiàn)在我國(guó)很多路面，特別是高等級(jí)路面已經(jīng)或即將

19、進(jìn)入維修或改建期，大量的翻挖、銑刨瀝青混合料被廢棄，一方面造成環(huán)境污染，另一方面是資源的極大浪費(fèi)。國(guó)內(nèi)外同行經(jīng)過(guò)多年的研究實(shí)踐, 采用先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)能夠很好解決上述問(wèn)題。道路的現(xiàn)場(chǎng)冷再生，就是常溫下將舊瀝青路面以及部分基層材料經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)破碎加工后，根據(jù)級(jí)配需要添加一定量的新集料，同時(shí)加入一定劑量的穩(wěn)定劑和適量的水，在自然的環(huán)境溫度下連續(xù)完成材料的銑刨、破碎、添加、拌和、攤鋪及壓實(shí)成型等作業(yè)步驟，重新形成結(jié)構(gòu)層的一種工藝方法1。加入穩(wěn)定材料是為了提高再生材料的強(qiáng)度，穩(wěn)定材料一般可采用水泥、乳化瀝青、泡沫瀝青等。圖1-1 現(xiàn)場(chǎng)冷再生工藝過(guò)程摻加水泥作為穩(wěn)定劑，再生得到的混合料作為路面的基層使用

20、。目前，國(guó)內(nèi)冷再生較多采用這種方案，水泥用量一般控制在36之間2。摻加乳化瀝青或泡沫瀝青作為穩(wěn)定劑，再生得到的混合料可作為瀝青碎石基層或?yàn)r青下面層使用。乳化瀝青是瀝青、水和乳化劑的混合物。使用乳化瀝青的好處是其粘度低，易于用再生設(shè)備中的液體噴灑裝置添加，再生材料與乳化瀝青拌和后，乳化瀝青破乳，水分從瀝青中分離出來(lái)，水分在碾壓過(guò)程中被擠出基層或在養(yǎng)生期蒸發(fā)，殘留的瀝青有較高的粘度，從而提高了舊材料的粘結(jié)性3。泡沫瀝青是高溫瀝青（140 以上）遇到冷水滴（環(huán)境溫度）產(chǎn)生的。使用的瀝青為普通針入度級(jí)的瀝青，如AH-70號(hào)普通瀝青。當(dāng)水遇到高溫瀝青時(shí)，發(fā)生熱量傳遞，水會(huì)迅速蒸發(fā)，瀝青產(chǎn)生泡沫，體積膨脹

21、至原來(lái)的10至20倍。泡沫瀝青大大增加了瀝青的體積和表面活性，在發(fā)泡的過(guò)程中，瀝青的粘度顯著降低，從而使瀝青能充分地?cái)U(kuò)散進(jìn)骨料中去4。由于對(duì)舊材料進(jìn)行重復(fù)利用，在施工過(guò)程中，路面的幾何線形及厚度能得到很好地保持。與其它路面修復(fù)技術(shù)相比，現(xiàn)場(chǎng)冷再生還能在一定程度上減少連續(xù)交通中斷的現(xiàn)象。總結(jié)起來(lái)，道路的現(xiàn)場(chǎng)冷再生有下列優(yōu)點(diǎn)：降低施工成本?，F(xiàn)場(chǎng)冷再生不需要將材料運(yùn)到拌和場(chǎng)，然后再將冷再生材料運(yùn)回施工現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)約了運(yùn)輸費(fèi)用和誤工時(shí)間；節(jié)約集料和瀝青膠結(jié)料；保持原路面的幾何特性；保護(hù)環(huán)境；節(jié)約能源；減少用戶的延誤。另外，路面再生可根據(jù)其破壞情況和結(jié)構(gòu)需要選擇不同的再生深度和不同的穩(wěn)定劑。本課題采用德國(guó)W

22、irtgen公司生產(chǎn)的WR2500型冷再生設(shè)備。該設(shè)備充分利用原有的路面材料，并加入一定量的穩(wěn)定劑，在自然條件下一次性連續(xù)地完成材料的銑刨、破碎、拌和、攤鋪及碾壓等工藝。1.2 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r1.2.1 國(guó)外研究發(fā)展?fàn)顩r廢舊瀝青路面材料再生利用的試驗(yàn)研究最早1915年在美國(guó)進(jìn)行，之后由于大規(guī)模的新路建設(shè)，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有引起足夠重視，故早期進(jìn)展緩慢。1973年石油危機(jī)的爆發(fā)，燃油供應(yīng)困難，且由于嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，使砂石材料的生產(chǎn)受到限制，導(dǎo)致建設(shè)資金減少和筑路材料供應(yīng)不足。廢舊瀝青路面材料再生利用又引起了人們的重視。1974年，美國(guó)重新開始研究這項(xiàng)技術(shù)，并且迅速在全國(guó)推廣應(yīng)用。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公路

23、管理局統(tǒng)計(jì)，到1995年，25個(gè)州再生瀝青混合料的用量達(dá)到近2億噸 ，差不多為全國(guó)路用瀝青混合料的一半。1981年，美國(guó)交通運(yùn)輸研究委員會(huì)編制出版了路面廢料再生指南，同年美國(guó)瀝青協(xié)會(huì)出版了瀝青路面熱再生技術(shù)手冊(cè)，1983年，又出版了瀝青路面冷拌再生技術(shù)手冊(cè)。這表明美國(guó)的瀝青路面再生技術(shù)已達(dá)到相當(dāng)成熟的地步。日本從1976年開始進(jìn)行瀝青路面再生技術(shù)研究，1980年的路面廢料總產(chǎn)量約260萬(wàn)噸，廠拌再生的熱拌瀝青混合料累計(jì)達(dá)50萬(wàn)噸，路面廢料再生利用的數(shù)量已超過(guò)50%。1984年7月，日本道路協(xié)會(huì)出版了路面廢料再生利用技術(shù)指南，并且就有關(guān)廠拌再生技術(shù)編制成了手冊(cè)。歐洲國(guó)家對(duì)瀝青路面再生技術(shù)的研究也

24、在同一時(shí)期展開。20世紀(jì)70年代中期，德國(guó)、荷蘭和芬蘭等國(guó)家相繼進(jìn)行了小規(guī)模的試驗(yàn)研究，并迅速推廣應(yīng)用。相比之下，德國(guó)瀝青路面再生技術(shù)研究的發(fā)展速度較快。德國(guó)首先將廠拌再生技術(shù)應(yīng)用于高速公路的路面養(yǎng)護(hù)，到1978年，已能將全部廢舊瀝青路面材料加以再生利用。法國(guó)對(duì)瀝青路面再生技術(shù)的研究也頗重視，現(xiàn)在幾乎所有的城鎮(zhèn)都會(huì)組織廢舊路面材料的收集和儲(chǔ)存工作，過(guò)去路面再生材料主要用于輕型交通的面層和基層，近年來(lái)在高速公路和一些重交通道路的修復(fù)工程中也開始逐步推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)。前蘇聯(lián)在1966年就出版了瀝青混凝土廢料再生利用技術(shù)的建議，但實(shí)際應(yīng)用甚少，1979年，出版了舊瀝青混凝土再生混合料技術(shù)準(zhǔn)則，提出了

25、適用于各種條件的瀝青路面材料再生利用方法，1984年，又出版了再生路用瀝青混凝土，詳細(xì)闡述了路拌再生和廠拌再生方法5。1928年德國(guó)的August Jacobi注冊(cè)了第一個(gè)制造瀝青泡沫的專利。1956年依阿華州立大學(xué)的Ladi Csanyi博士首次將泡沫瀝青用作道路穩(wěn)定土基層的穩(wěn)定劑, 并注冊(cè)了專利。從此，泡沫瀝青作為一種新型的粘結(jié)劑而開始應(yīng)用干世界各國(guó)的道路建設(shè)中。最早將泡沫瀝青用干修筑道路是在1957年美國(guó)依阿華州的一條道路上。隨后的19601962年間，加拿大的Arizona和Nipawin也出現(xiàn)了泡沫瀝青修筑道路的實(shí)體工程。不過(guò)這時(shí)的泡沫瀝青是通過(guò)將一定壓力和溫度的水蒸氣壓入熱瀝青中而

26、產(chǎn)生的，這使得現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)需要特殊的加熱設(shè)備（加熱水并產(chǎn)生一定壓力的蒸汽），同時(shí)水蒸氣的加人量也很難控制。使得瀝青的發(fā)泡效果很難量化。1968年，澳大利亞Mobil石油公司改進(jìn)了這一工藝。用冷水取代蒸汽，這樣使得這項(xiàng)工藝變得十分經(jīng)濟(jì)而又實(shí)用。1971 年該公司注冊(cè)了這項(xiàng)專利。作為穩(wěn)定劑，雖然泡沫瀝青的開發(fā)有40余年的歷史，但因缺乏標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法以及MobilOil公司在這一領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用上的失敗限制了泡沫瀝青的應(yīng)用。1991年，MobilOil公司的專利權(quán)結(jié)束后，人們又重新對(duì)泡沫瀝青的研究產(chǎn)生了興趣，許多公路部門引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)和研究6。在泡沫瀝青混合料的研究方面，20世紀(jì)5060年代Bowe

27、ring.，Aeon，Ruchet和Lee等為代表以研究泡沫瀝青穩(wěn)定新骨料為主。20 世紀(jì)70 年代，Bowering和Martin等人對(duì)泡沫瀝青穩(wěn)定劣質(zhì)路面材料進(jìn)行了詳細(xì)的研究。7080年代, 美國(guó)的許多州（如依阿華州、阿克拉荷馬州、印第安納州）都開展了這方面的應(yīng)用研究,，修建了試驗(yàn)路段。20世紀(jì)90年代以后，泡沫瀝青在冷再生方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和日趨廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了Van Wjk，Brennan，Tia，Engelbrecht和Akeroyd等為代表學(xué)者，在泡沫瀝青冷再生方面進(jìn)行了大量研究。到目前為止，南非已經(jīng)有了泡沫瀝青混合料設(shè)計(jì)規(guī)程，后來(lái)又將泡沫瀝青穩(wěn)定材料的設(shè)計(jì)與使用列人南非臨時(shí)技術(shù)指南中

28、。澳大利亞穩(wěn)定工業(yè)協(xié)會(huì)（AustStab）于2002年推出了針對(duì)泡沫瀝青就地再生和廠拌再生的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時(shí)美國(guó)瀝青路面再生與再生利用協(xié)會(huì)（ARRA）出版的瀝青再牛手冊(cè)也將泡沫瀝青冷再生列為主要的再生方法，作了比較詳細(xì)的介紹。在歐洲的挪威和荷蘭，采用泡沫瀝青進(jìn)行路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生非常普及。在亞洲，馬來(lái)西亞和泰國(guó)也在近期陸續(xù)推出了就地冷再生規(guī)范。對(duì)泡沫瀝青冷再生在材料選擇、設(shè)備要求、施工工藝和混合料的實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)方法等方面都做了詳細(xì)的規(guī)定7。由此可見(jiàn)，泡沫瀝青作為一種瀝青類的結(jié)合料，已經(jīng)成為一種常用的冷再生方法。與乳化瀝青相比，具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用效果。Brennan等研究認(rèn)為，泡沫瀝青在冷再生混合

29、料的性能如抗疲勞性能、惡劣天氣的敏感程度及快速養(yǎng)護(hù)方面，要優(yōu)于乳化瀝青冷再生混合料。Van Wijk等報(bào)道在竣工的前250天，泡沫瀝青再生路段的強(qiáng)度增長(zhǎng)要高于乳化瀝青再生路段，但差別較小。他們也發(fā)現(xiàn)在添加了1%2%的石灰后，泡沫瀝青的水穩(wěn)性將得到明顯提高。Castedo和Wood發(fā)現(xiàn)泡沫瀝青混臺(tái)料對(duì)水的浸入比較敏感，例如飽水強(qiáng)度有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)小于養(yǎng)護(hù)后的強(qiáng)度，同時(shí)發(fā)現(xiàn)較高的瀝青用量會(huì)表現(xiàn)較好的抗水性能。Mohammad研究發(fā)現(xiàn)加人1.5%水泥的泡沫瀝青混合料其勁度模量要高于石灰穩(wěn)定基層。1.2.2 國(guó)內(nèi)研究發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)在20世紀(jì)70年代，一些基層養(yǎng)路部門就已經(jīng)自發(fā)地開始進(jìn)行廢舊渣油路面材料熱再生利用

30、的嘗試。山西省和湖北省的公路部門曾經(jīng)通過(guò)在舊渣油路面中加入新瀝青和新集料，經(jīng)過(guò)重新加熱拌和后鋪筑了試驗(yàn)路。在國(guó)家“七五”和“八五”科技攻關(guān)中，對(duì)瀝青路面的熱再生機(jī)理、熱再生設(shè)計(jì)方法和熱再生施工工藝實(shí)用技術(shù)進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究8。研究工作從化學(xué)、熱力學(xué)和瀝青流變學(xué)的原理出發(fā)，研究瀝青在老化過(guò)程中其流變行為的變化規(guī)律，還研究了再生劑的作用和再生劑的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，此外對(duì)熱再生瀝青混合料的物理力學(xué)性能也進(jìn)行了系統(tǒng)的評(píng)價(jià)性試驗(yàn)。通過(guò)理論和試驗(yàn)研究，對(duì)瀝青路面熱再生技術(shù)的本質(zhì)有了一定的認(rèn)識(shí)，探明了瀝青路面熱再生的科學(xué)途徑，并在此基礎(chǔ)上初步建立起瀝青路面熱再生的設(shè)計(jì)方法9。對(duì)于廢舊瀝青路面材料的冷再生利用，

31、1997年江蘇淮陰市公路處用乳化瀝青冷再生舊料的鋪筑路面，取得了一定的效果。1998年我國(guó)引進(jìn)了世界上比較先進(jìn)的瀝青路面冷再生設(shè)備德國(guó)維特根公司生產(chǎn)的WR2500型路面再生機(jī)，首次嘗試?yán)矛F(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)對(duì)河北省境內(nèi)的一段公路進(jìn)行了改造9。2000年以來(lái)，冷再生技術(shù)越來(lái)越受到重視，引進(jìn)了大量的冷再生設(shè)備，如山東10、遼寧、山西等地都對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用研究8。在國(guó)內(nèi)，對(duì)泡沫瀝青冷再生技術(shù)的研究起步較晚。1991年山西省陽(yáng)泉市政工程養(yǎng)護(hù)管理處對(duì)泡沫瀝青技術(shù)進(jìn)行了嘗試性研究。當(dāng)時(shí)利用泡沫瀝青技術(shù)是為了增加瀝青與石料的裹覆性能，減少瀝青用量。由于當(dāng)時(shí)設(shè)備所限，發(fā)泡效果不佳，雖使用了發(fā)泡劑，但膨脹率也只有

32、612倍。1992年沈陽(yáng)市政工程設(shè)計(jì)研究院開發(fā)了發(fā)泡設(shè)備，并對(duì)泡沫瀝青混合料和普通瀝青混合料進(jìn)行了比較，認(rèn)為泡沫瀝青混合料的主要技術(shù)指標(biāo)可達(dá)到普通瀝青浪凝土的標(biāo)準(zhǔn)，卻降低了10的瀝青用量。在河北省，泡沫瀝青技術(shù)也引起廣泛關(guān)注。和全國(guó)一樣，該地區(qū)絕大部分省道、國(guó)道和高速公路都采用半剛性路面，由于該地區(qū)早晚溫差大，半剛性基層溫縮造成的反裂縫問(wèn)題尤為突出，為此，該省邯鄲市早在1998年就鋪筑了泡沫瀝青再生試驗(yàn)路，開展了柔性或半柔性路面的研究與實(shí)踐。2004年7月，在無(wú)錫新區(qū)錫宅路鋪筑了600米泡沫瀝青就地冷再生試驗(yàn)路。維修前，原路段為5cm瀝青層和25cm泥結(jié)碎石層，路面出現(xiàn)了各種不同程度的病害，包

33、括常見(jiàn)的各種縱橫向裂縫、龜裂、沉陷、松散、磨光等。其中以大面積龜裂、沉陷為典型病害，代表彎沉值達(dá)到了256（0.01mm）。最后確定進(jìn)行15cm的泡沫瀝青冷再生，并在再生料中添加部分新骨料和少量水泥。采取半幅施工，半幅開放交通，再生結(jié)束立即全幅開放交通。施工結(jié)束一周對(duì)再生路段（未罩面）進(jìn)行彎沉測(cè)試，代表彎沉值為150（在浙江，泡沫瀝青冷再生技術(shù)得到了大量應(yīng)用。2006年，在杭州市區(qū)與安吉縣的04省道路面專項(xiàng)整治工程、浙江01省道平湖段大修工程和318國(guó)道路面整治工程中，大量采用了該項(xiàng)技術(shù)。其中，浙江S01原路面為1996年建成，結(jié)構(gòu)為25cm二灰碎石+4cm瀝青灌入式+2cm瀝青混凝土，200

34、0年又在原路面加鋪69cm瀝青混凝土，采用了泡沫瀝青就地冷再生技術(shù)進(jìn)行維修，再生深度為整個(gè)瀝青層（1215cm)和部分基層（5cm），形成一個(gè)均勻的泡沫瀝青冷再生基層。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)的瀝青路面冷再生，無(wú)論是冷再生的材料性能研究、配合比設(shè)計(jì)還是施工工藝都處于起步階段，尚未形成完整的設(shè)計(jì)方法、施工工藝和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。這使得這項(xiàng)技術(shù)目前還沒(méi)有在實(shí)際工程中得到大量應(yīng)用。隨著我國(guó)高等級(jí)瀝青路面維修養(yǎng)護(hù)量的不斷增加，對(duì)瀝青路面舊料再生技術(shù)有必要進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。1.3 課題研究的意義1）對(duì)舊瀝青路面冷再生，大大減少了瀝青、砂石等筑路材料的用量，因而降低了工程造價(jià)，具有直接的經(jīng)濟(jì)效益；資源的可持

35、續(xù)發(fā)展，很大程度上解決了公路改建和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的廢棄料問(wèn)題，符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求，具有間接的社會(huì)效益和環(huán)境效益。2）本課題通過(guò)對(duì)冷再生的適用條件、配合比設(shè)計(jì)和施工工藝等內(nèi)容的研究，為舊瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)及相關(guān)規(guī)范的制定提供一定的技術(shù)支持。3）現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)成本低、工期短、環(huán)境污染少，路面的幾何線形及高程能得到很好地保持，更適用于低等級(jí)道路改建，特別在縣鄉(xiāng)道路改造中有更大的推廣價(jià)值。1.4 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線1.4.1 研究?jī)?nèi)容A路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生現(xiàn)狀調(diào)研通過(guò)網(wǎng)上搜索國(guó)外應(yīng)用情況和實(shí)地考察國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用現(xiàn)狀，深入了解現(xiàn)場(chǎng)冷再生機(jī)械的使用性能和相關(guān)技術(shù)參數(shù)，了解現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面的使用狀況、道路交通量

36、、路面結(jié)構(gòu)組合、使用年限和氣候特點(diǎn)等。B路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生方案的確定借鑒路面養(yǎng)護(hù)規(guī)范對(duì)路面狀況的評(píng)價(jià)方法，采用路面狀況指數(shù)（PCI）對(duì)老路面損壞狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)；采用FWD技術(shù)測(cè)試路面，用所得數(shù)據(jù)反算路面材料的力學(xué)參數(shù)；從而對(duì)老路的可利用程度進(jìn)行綜合分析，確定現(xiàn)場(chǎng)冷再生的適用性：面層再生或全深再生柔性再生或半剛性再生。C路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究為了使現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)得以推廣和發(fā)展，擬采用我國(guó)目前常用的混合料設(shè)計(jì)方法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)的研究。經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析與總結(jié)，初步形成再生混合料設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。D路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生的施工工藝與質(zhì)量控制研究總結(jié)路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生的施工工藝。再生后，對(duì)新攤鋪

37、層的質(zhì)量驗(yàn)收包括對(duì)壓實(shí)度、芯樣的抗壓強(qiáng)度和路面彎沉等指標(biāo)的檢驗(yàn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，給出現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)控制指標(biāo)。E路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生的試驗(yàn)路跟蹤觀測(cè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)冷再生試驗(yàn)路的跟蹤觀測(cè)主要是長(zhǎng)期測(cè)試路面彎沉，反算路面結(jié)構(gòu)模量，觀察路面使用狀況，通過(guò)分析變化情況，為形成現(xiàn)場(chǎng)冷再生技術(shù)規(guī)范提供依據(jù)。F路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面與普通路面在成本、技術(shù)等方面的優(yōu)劣勢(shì)，作出客觀的評(píng)價(jià)。1.4.2 技術(shù)路線現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面性能檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析提交科研成果資料匯總分析質(zhì)量驗(yàn)收要求現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面施工工藝與質(zhì)量控制研究形成路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生施工指南現(xiàn)場(chǎng)冷再生瀝青混合料的性

38、能試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)冷再生半剛性混合料的性能試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料的性能試驗(yàn)舊混合料性能評(píng)價(jià)冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生現(xiàn)狀調(diào)研、適用條件研究現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料的配合比設(shè)計(jì)方法與標(biāo)準(zhǔn)研究再生施工技術(shù)要求混合料最佳含水量及通風(fēng)養(yǎng)生現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料技術(shù)要求破碎混合料級(jí)配要求原材料要求現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面性能檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析提交科研成果資料匯總分析質(zhì)量驗(yàn)收要求現(xiàn)場(chǎng)冷再生路面施工工藝與質(zhì)量控制研究形成路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生施工指南現(xiàn)場(chǎng)冷再生瀝青混合料的性能試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)冷再生半剛性混合料的性能試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料的性能試驗(yàn)舊混合料性能評(píng)價(jià)冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生現(xiàn)狀調(diào)研、適用條件研究現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料的

39、配合比設(shè)計(jì)方法與標(biāo)準(zhǔn)研究再生施工技術(shù)要求混合料最佳含水量及通風(fēng)養(yǎng)生現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料技術(shù)要求破碎混合料級(jí)配要求原材料要求第二章 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生方案的確定舊路面破損狀況決定了再生深度以及選擇何種穩(wěn)定劑。若舊路基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，面層破損較為嚴(yán)重，可僅對(duì)面層進(jìn)行再生，穩(wěn)定劑選擇瀝青為宜；若舊路基層破損嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行全深度再生，穩(wěn)定劑視結(jié)構(gòu)要求、舊路材料以及經(jīng)濟(jì)條件等因素而選擇。舊路面調(diào)查主要包括路面損壞狀況調(diào)查、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面平整度、路面抗滑能力四個(gè)方面的內(nèi)容。本課題通過(guò)對(duì)舊路面的調(diào)查，主要是獲得其結(jié)構(gòu)層厚度和破損狀況，以確定再生方案，而對(duì)路面平整度和抗滑能力的調(diào)查不作為重點(diǎn)。因此，采用了路面破損調(diào)

40、查和FWD彎沉測(cè)試兩種方法。試驗(yàn)路安排在江陰雙月線，二級(jí)路，全長(zhǎng)約6500米，寬約12米，雙向兩車道，交通量約500010000輛/天，其中重載車輛較多。該路段使用達(dá)十余年，期間修補(bǔ)無(wú)數(shù)。路況整體較差，出現(xiàn)了橫縫、龜裂、沉陷、坑槽等損壞。通過(guò)對(duì)該路段破損調(diào)查，掌握了路面結(jié)構(gòu)形式和各結(jié)構(gòu)層狀況，采用FWD測(cè)得路面彎沉值，并且對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行反算，得到各結(jié)構(gòu)層的彈性模量。在綜合所得信息的基礎(chǔ)上，確定現(xiàn)場(chǎng)冷再生試驗(yàn)路方案。2.1 路面破損調(diào)查對(duì)雙月線全線進(jìn)行了路面破損調(diào)查，路況整體較差，有較多橫縫、網(wǎng)裂、坑槽、修補(bǔ)等損壞，取芯較為困難。課題組選取了有代表性的兩處路面進(jìn)行鉆芯取樣。取芯處1：樁號(hào)K007

41、0，此處有1.55m龜裂。取出的芯樣瀝青面層厚約7cm，孔隙較大；基層分為兩層，上層二灰碎石，厚約20cm，集料粒徑約5cm，取樣時(shí)完全松散，無(wú)法取出，下層為石灰穩(wěn)定砂礫，也未能取出完整芯樣。初步分析此處發(fā)生龜裂是由于重載車輛的重復(fù)作用下，路面發(fā)生變形，導(dǎo)致瀝青底部水平拉應(yīng)力增加，從而引起疲勞開裂。水通過(guò)裂縫滲透到路面內(nèi)部，引起各結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度和剛度降低，形成更大的變形和結(jié)構(gòu)層松散。疲勞開裂發(fā)展到晚期，便形成龜裂。取樣處如圖2-1所示：取芯處2：樁號(hào)K4850，此處路面無(wú)損壞，路況較好。取芯后芯樣較為完整；瀝青面層結(jié)構(gòu)密實(shí)，厚約9cm；基層也分為兩層，上層二灰碎石，厚約14cm，下層為石灰穩(wěn)定砂礫

42、。芯樣如圖2-2所示：圖2-1 取芯處1 圖2-2 取芯處2通過(guò)對(duì)舊路面的破損調(diào)查，初步掌握了其結(jié)構(gòu)情況；同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同路段各結(jié)構(gòu)層破損程度差異較大，如取芯處1附近路面結(jié)構(gòu)松散，瀝青面層和二灰碎石基層破壞都很嚴(yán)重；而取芯處2附近，路面裂縫較少，無(wú)嚴(yán)重破損情況，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高。該路段路面結(jié)構(gòu)組成情況，見(jiàn)表2-1。表2-1 舊路路面結(jié)構(gòu)組成情況路面結(jié)構(gòu)層路面材料名稱面層8cm厚瀝青混凝土基層17cm厚二灰碎石石灰穩(wěn)定砂礫土基土2.2 FWD彎沉測(cè)試2.2.1 FWD彎沉測(cè)試儀我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程（JTJ059-95）中規(guī)定的道路結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)價(jià)的方法有：貝克曼梁測(cè)定路基路面回彈彎沉儀試

43、驗(yàn)方法（T0951-95）、自動(dòng)彎沉儀測(cè)定路面彎沉試驗(yàn)方法（T0952-95）和落錘式彎沉儀測(cè)定路面彎沉試驗(yàn)方法（T0953-95）。貝克曼梁（BB）測(cè)定路面彎沉在我國(guó)較為普遍，但存在著一些問(wèn)題：貝克曼梁彎沉測(cè)試時(shí)荷載作用時(shí)間要比正常行車荷載作用時(shí)間長(zhǎng)，基本上是靜態(tài)彎沉，所測(cè)的彎沉和實(shí)際行車狀況下的彎沉有差異，難以對(duì)結(jié)構(gòu)承載力作出準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)；受測(cè)試車和人為因素影響較大，測(cè)試精度較低，且速度很慢，工作量大。落錘式彎沉儀(Falling Weight Deflectormeter 簡(jiǎn)稱FWD) 產(chǎn)生于上世紀(jì)70 年代初，是一種脈沖動(dòng)力彎沉儀，它模擬汽車荷載對(duì)路面施加瞬時(shí)沖擊作用，得到路面瞬時(shí)變形情

44、況。其測(cè)量結(jié)果比較精確，能夠方便的得到路表彎沉盆。與傳統(tǒng)的貝克曼梁測(cè)量彎沉相比，具有使用方便、快速、安全、節(jié)省人力、模擬實(shí)際情況施加動(dòng)態(tài)荷載，適于長(zhǎng)距離、連續(xù)測(cè)定的特點(diǎn)。本課題采用FWD進(jìn)行彎沉測(cè)試，一方面可以獲得比較精確的彎沉數(shù)據(jù)；另一方面獲得路表彎沉盆，進(jìn)行模量反算，從而進(jìn)一步了解各結(jié)構(gòu)層狀況。圖2-3 FWD彎沉測(cè)試儀2.2.2 測(cè)試結(jié)果舊路彎沉測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2-4、表2-2、表2-3。為便于分析，進(jìn)行FWD測(cè)試時(shí)，將路段分為有代表性的幾段，測(cè)試間距根據(jù)該段的路面狀況和破損調(diào)查確定。具體分段情況和測(cè)試間距如表2-2、表2-3所示。表2-2 右車道代表彎沉（單位：0.01mm）編號(hào)里 程平均

45、彎沉標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)%代表彎沉備注1K0+000K1+20035.2 14.7 41.759.3 約50m每點(diǎn)2K1+200K1+60038.8 15.3 39.564.0 約50m3K2+120K2+30025.9 12.7 48.946.8 約20m表 2-3 左車道代表彎沉（單位：0.01mm）編號(hào)里 程平均彎沉標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)%代表彎沉備注1K0+000K1+20032.5 10.9 33.6 50.5 約100m2K1+200K1+60045.9 14.2 31.0 69.3 約50m每點(diǎn)3K2+120K2+30017.5 7.8 44.4 30.3 約50m注：以月城往戚墅堰方向?yàn)橛臆?/p>

46、道，戚墅堰往月城方向?yàn)樽筌嚨馈膹澇翜y(cè)試結(jié)果來(lái)看，樁號(hào)遞增方向第1、2段（K 0+000K 1+600）代表彎沉值均較高，路況也較差；第3段（K 2+120K 2+300）明顯好于其它段落；樁號(hào)遞減方向路況普遍好于樁號(hào)遞增方向，四個(gè)段落差異不大，表明兩個(gè)方向的交通量有差異。從彎沉測(cè)試結(jié)果來(lái)看，整個(gè)路段的彎沉變異系數(shù)均較大，表明路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的均勻性較差。2.3 模量反算由于WR2500型路面再生機(jī)最大再生深度約30厘米，而雙月線瀝青面層和二灰穩(wěn)定碎石基層的總厚度約25cm，接近再生最大深度，根據(jù)測(cè)試結(jié)果擬對(duì)此兩層進(jìn)行再生。由于鉆芯時(shí)未能完全將下基層取出，因此考慮將下基層石灰穩(wěn)定砂礫層與土基作為一

47、層進(jìn)行模量反算。反算時(shí)路面結(jié)構(gòu)按三層進(jìn)行計(jì)算：8cm瀝青面層17cm二灰碎石基層綜合土基。采用程序EBM反算FWD測(cè)試所得的動(dòng)態(tài)彎沉盆，結(jié)果見(jiàn)圖2-5、圖2-6。2.4 試驗(yàn)路再生方案試驗(yàn)路方案主要依據(jù)路面彎沉和破損調(diào)查結(jié)果，并結(jié)合模量反算結(jié)果進(jìn)行綜合分析。若舊路基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較好，面層破損較為嚴(yán)重，可僅對(duì)面層進(jìn)行再生，穩(wěn)定劑選擇瀝青為宜；若舊路基層破損嚴(yán)重，應(yīng)進(jìn)行全深度再生，穩(wěn)定劑視結(jié)構(gòu)要求、舊路材料以及經(jīng)濟(jì)條件等因素而選擇。同時(shí)，選擇方案時(shí)以路面破損較嚴(yán)重的車道為依據(jù)。結(jié)合本試驗(yàn)路情況，綜合制定再生方案。從破損調(diào)查結(jié)果、FWD彎沉測(cè)試及其反算結(jié)果來(lái)看， K0+000K1+600代表彎沉值較高

48、，對(duì)應(yīng)基層動(dòng)模量值也偏低；K2+120K2+300路段基層狀況略好于前一路段。各路段結(jié)構(gòu)狀況具體見(jiàn)表2-4、表2-5。表2-4 右車道路面狀況路段代表彎沉/0.01mm面層動(dòng)模量代表值/MPa基層動(dòng)模量代表值/MPaK0+000K1+20059.3 6587.81297.5K1+200K1+60064.0 6091.3709.7K2+120K2+30046.8 3777.7 5020.3表2-5 左車道路面狀況路段代表彎沉/0.01面層動(dòng)模量代表值/MPa基層動(dòng)模量代表值/MPaK0+000K1+20050.5 7353.1 1865.9K1+200K1+60069.3 6605.6558.1

49、K2+120K2+30030.3 4871.3 6161.8結(jié)合試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與破損調(diào)查情況來(lái)看，當(dāng)彎沉代表值小于0.40mm、面層動(dòng)模量代表值大于4000MPa、基層動(dòng)模代表值量大于2000MPa時(shí)，路表無(wú)明顯破損，取芯較為完整，彎沉值也較低。因此，面層動(dòng)模量代表值可取4000MPa、基層動(dòng)模量代表值可取2000MPa作為分界值，選擇再生方案。擬定A、K0000K1200，該路段左車道代表彎沉為0.5050.40mm，右車道彎沉值則更高；右車道瀝青面層動(dòng)模量代表值為6587.84000 MPa，二灰碎石基層動(dòng)模量代表值 為1297.54000 MPa，二灰碎石基層動(dòng)模量代表值為1865.90

50、.40mm，左車道彎沉值則更高；右車道瀝青面層動(dòng)模量代表值為6091.34000 MPa，二灰碎石基層動(dòng)模量代表值 為709.74000 MPa，二灰碎石動(dòng)基層模量代表值為558.12000 MPa。基層強(qiáng)度較差，擬采用全深度再生，再生深度為23cm，加泡沫瀝青，再生成柔性基層，然后加鋪4cmC、K2120K2300，該路段右車道代表彎沉大于0.40mm，左車道代表彎沉略低；右車道瀝青面層動(dòng)模量代表值為3777.72000 MPa；左車道瀝青面層動(dòng)模量代表值為4871.34000 MPa，二灰碎石基層動(dòng)模量代表值為6161.82000 MPa。面層強(qiáng)度略低，裂縫較多；而基層強(qiáng)度較高，僅對(duì)瀝青面

51、層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)冷再生后作下面層，然后加鋪4cm2.5 小結(jié)確定再生方案時(shí)，首先應(yīng)對(duì)舊路充分調(diào)查，初步掌握其路面結(jié)構(gòu)、材料組成等信息；然后對(duì)獲取的信息綜合分析。具體步驟推薦如下：1. 收集舊路新建、改建資料；2. 舊路現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，包括以下幾個(gè)方面： 舊路破損狀況調(diào)查，建議用路面狀況指數(shù)（PCI）進(jìn)行評(píng)價(jià)； 舊路結(jié)構(gòu)組合實(shí)際調(diào)查，采用的方法是鉆芯取樣； 舊路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度調(diào)查，即彎沉測(cè)試。有條件的可以采用FWD進(jìn)行彎沉測(cè)試，并進(jìn)行模量反算。3. 綜合分析舊路損壞狀況及其損壞的原因，評(píng)價(jià)各結(jié)構(gòu)層狀況，以彎沉值作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，以動(dòng)模量及其它參數(shù)作參考，確定再生深度，擬定再生方案。舊路基層的不同類型，對(duì)再生方案的

52、選擇有一定的影響。若為穩(wěn)定土類基層，建議采用水泥冷再生；若為穩(wěn)定粒料類基層，水泥或?yàn)r青均可作為穩(wěn)定劑使用。第三章 路面現(xiàn)場(chǎng)冷再生混合料設(shè)計(jì)方法研究根據(jù)試驗(yàn)路方案，水泥全深度現(xiàn)場(chǎng)冷再生和泡沫瀝青全深度現(xiàn)場(chǎng)冷再生路段銑刨深度為23cm，泡沫瀝青面層現(xiàn)場(chǎng)冷再生路段銑刨深度為8cm，針對(duì)三段試驗(yàn)路分別銑刨取樣。取樣時(shí)采用WR2500再生機(jī)現(xiàn)場(chǎng)取樣，從而給試驗(yàn)室混合料配合比設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)樣品。取樣槽的長(zhǎng)度不少于2 m，深度為再生施工要求的深度。取樣時(shí)，從取樣槽中部取樣，并且注意均勻取料，防止離析。在取樣結(jié)束后，可以利用取樣槽，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層再次觀測(cè)和量測(cè)各路面結(jié)構(gòu)層的厚度，驗(yàn)證前期舊路調(diào)查結(jié)果下

53、面對(duì)水泥全深度冷再生配合比設(shè)計(jì)方法、泡沫瀝青全深度冷再生配合比設(shè)計(jì)方法和泡沫瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法分別進(jìn)行研究分析，同時(shí)對(duì)瀝青發(fā)泡也做了試驗(yàn)研究。3.1 水泥全深度冷再生混合料配合比設(shè)計(jì)3.1.1 原材料分析本方案銑刨深度為23cm，瀝青面層厚約8cm，RAP（Recycled Asphalt Pavement) 料以二灰碎石為主。采用直接篩分原樣的試驗(yàn)方法，對(duì)RAP料的顆粒組成狀況進(jìn)行分析。從篩分結(jié)果（見(jiàn)表3-1）看，發(fā)現(xiàn)級(jí)配偏粗，尤其0.075mm表3-1 原材料篩分結(jié)果篩孔5337.531.526.5191652.30.150.075銑刨料96.485.177.749.739.821.

54、9新集料1001001001001001001009553.1 9.02.00.3 水泥全深度冷再生可使用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥及火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，抗干縮性好，但耐腐蝕性較差；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)快，耐腐蝕性好。建議選用早期強(qiáng)度高的普通硅酸鹽水泥，以縮短養(yǎng)護(hù)周期；若能保證養(yǎng)生條件，也可以采用礦渣硅酸鹽水泥。水泥標(biāo)號(hào)本課題選用425#，使用之前要復(fù)測(cè)水泥強(qiáng)度、初凝時(shí)間、終凝時(shí)間和安定性11。表3-2 水泥的主要技術(shù)指標(biāo)初凝時(shí)間(min)終凝時(shí)間(min)抗折強(qiáng)度(MPa)抗壓強(qiáng)度(MPa)3天28

55、天3天28天1702754.857.6526.452.7值得注意的是，對(duì)于水泥全深度冷再生所用水泥的初凝時(shí)間不能過(guò)短。這是因?yàn)樵谠偕?、初壓后，還要進(jìn)行整平，距碾壓成型還有一定時(shí)間間隔。同時(shí)，為保證機(jī)械利用率，要求有足夠的作業(yè)長(zhǎng)度，也要求水泥初凝時(shí)間不能過(guò)低。凡飲用水均可使用，若遇可疑水源，應(yīng)作相關(guān)鑒定。3.1.2 級(jí)配設(shè)計(jì)由于目前國(guó)內(nèi)冷再生技術(shù)尚不成熟，沒(méi)有現(xiàn)成規(guī)范可供依據(jù)。本課題參考公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范中水泥全深度級(jí)配范圍，采用了加10石屑和不加石屑兩種級(jí)配，作對(duì)比試驗(yàn)研究。級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖3-1、表3-3。同時(shí)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，給出了水泥全深度冷再生的級(jí)配范圍，可供參考。表3-3 水泥全深

56、度冷再生混合料級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果篩孔5337.531.526.5191652.30.150.075級(jí)配上限10010092766548227.0級(jí)配下限86645333201040合成級(jí)配96.886.679.974.063.259.654.745.325.03.1.3 HYPERLINK 1:85/wf/CDDBN/Y515994/PDF/y5159940031.pdf t mainFrame 最大干密度及最佳含水量的確定根據(jù)級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果，按照公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程分別配2.5%、3.5%和4.5%的水泥劑量進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，然后采用烘干法測(cè)定試件最佳含水量，并計(jì)算最大干密度，結(jié)果見(jiàn)表3-

57、4。表3-4 水泥全深度冷再生標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果級(jí)配類型水泥劑量/%最佳含水量/%最大干密度/g/cm3級(jí)配1（加10%石屑）4040級(jí)配2（原銑刨料）30從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著水泥劑量的增加，水泥全深度再生混合料的最佳含水量和最大干密度都呈上升趨勢(shì)。3.1.4 試件制備為了減小誤差，將具有代表性的RAP料烘干，待其溫度降至室溫（252），按照級(jí)配設(shè)計(jì)結(jié)果配料。然后按最佳含水量加水，拌和均勻后放在密閉容器內(nèi)浸潤(rùn)備用。浸潤(rùn)時(shí)間建議2小時(shí)為宜。在浸潤(rùn)過(guò)的試料中，加入預(yù)定數(shù)量的水泥并拌和均勻?；旌狭蠎?yīng)在1h內(nèi)按下述方法制成試件，超過(guò)1h的混合料應(yīng)該作廢。由于本課題RAP料最大粒徑大于53mm，同時(shí)也

58、為了減少不均勻取料所引起的誤差，試件大小取150mm150mm。分別配2.5%、3.5%和4.5%的水泥劑量制備試件，每組9個(gè)，試驗(yàn)結(jié)果的偏差系數(shù)應(yīng)不大于20用反力框架和液壓千斤頂制備試件。制備一個(gè)預(yù)定干密度的試件所需混合料m = d V（1 + w）式中：V試模的體積（cm3）； w再生混合料的含水量（%）； d試件的干密度（g/cm3）。將試模的下壓柱放入試模的下部，但外露2cm左右。將稱量的規(guī)定數(shù)量的混合料分23次灌入試模中，每次灌入后用夯棒輕輕均勻插實(shí)。然后將整個(gè)試模放到反力框架內(nèi)的千斤頂上，加壓直到上下壓柱都?jí)喝朐嚹橹埂＞S持壓力1min。解除壓力后，取下試模，拿去上壓柱，并放到脫模

59、器上將試件頂出。稱量試件，并用游標(biāo)卡尺量試件的高度。3.1.5 養(yǎng)生參考公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)養(yǎng)生方法，水泥全深度冷再生試件按照下述方法進(jìn)行養(yǎng)生：試件從試模內(nèi)脫出并稱量后，應(yīng)立即用塑料薄膜包復(fù)，放到密封濕氣箱和恒溫室內(nèi)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)生。養(yǎng)生7d，整個(gè)養(yǎng)生期的溫度應(yīng)保持252。在養(yǎng)生期最后一天，試件不浸水；養(yǎng)生期結(jié)束后直接做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和彈性模量試驗(yàn)。在試驗(yàn)之前，應(yīng)再次稱試件的質(zhì)量。養(yǎng)生期間，試件質(zhì)量的損失應(yīng)不超過(guò)10g3.1.6 混合料力學(xué)試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度、回彈模量以及劈裂強(qiáng)度是反映路面基層混合料力學(xué)性質(zhì)的重要指標(biāo)，是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算或厚度計(jì)算的重要參

60、數(shù)。雖然再生混合料使用的是廢料，但是由于廢舊瀝青的存在，使得其劈裂強(qiáng)度不比普通水泥穩(wěn)定碎石混合料差12。因此，對(duì)水泥全深度再生混合料進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)，可著重評(píng)價(jià)其抗壓強(qiáng)度和回彈模量。在室溫條件下，做無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和抗壓回彈模量試驗(yàn)，級(jí)配1試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3-2、圖3-3；級(jí)配2試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3-4、圖3-5。3.1.7 試驗(yàn)結(jié)果分析我國(guó)公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ014-97），對(duì)水泥穩(wěn)定類材料7d抗壓強(qiáng)度的要求是：23MPa；設(shè)計(jì)指標(biāo)見(jiàn)表3-5。參照規(guī)范，推薦水泥全深度冷再生混合料設(shè)計(jì)指標(biāo)為：無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度代表值不小于2MPa，彈性模量平均值不小于1200MPa。表3-5 普通水泥穩(wěn)定類材料的設(shè)計(jì)指