市政道路瀝青路面現場熱再生施工技術研究

王 穎

（北京市通州市政工程設計有限公司，北京市 101100）

1 概述

新華東西街位于北京市通州新城，為長安街百里延長線。隨著交通荷載和使用年限的增加，瀝青路面在空氣、水及車輛的作用下發生老化，路面出現不同程度的損壞，主要集中在上面層，如車轍、面層裂縫、表面松散等。傳統的銑刨攤鋪維修技術，不僅會造成大量的資源浪費，也會帶來嚴重的環境污染。同時道路的斷路施工，將引發交通擁堵，不符合通州新城關于循環經濟、可持續發展的要求。而現場熱再生施工技術，不僅能節約大量維修資金，同時能保護環境和避免浪費資源，將是今后通州新城道路維修養護的發展方向。

2 現場熱再生技術原理及工藝

現場熱再生的技術原理就是在瀝青中加入再生劑或適當的瀝青材料，使調配的再生瀝青能滿足路面的使用要求；并根據需要重新設計集料的級配，然后加熱、拌合形成再生瀝青混合料；最后經過攤鋪和碾壓、形成新的路面。就地熱再生技術可分為三種類型：整形型、補強型和復拌型。

（1）整形型

整形型工藝具有不改變原路面的設計標高和施工成本低的特點，適用于治理車轍、麻面、松散、網裂及沉陷等路病。

（2）補強型

補強型工藝需要加入大量新瀝青混合料，所以施工成本相對較高，適用于破損嚴重或承載能力不足的路面或舊路升級改造工程。

（3）復拌型

復拌型工藝具有不改變原路面的設計標高、施工后的路面面層材料的路用性能顯著提高等特點，其施工成本較整形型熱再生高，適用于維修中等程度破損路面和原路面材料級配不合適的情況。

上述三種類型適用形式見表1。

表1 現場熱再生工藝適用的路面破損形式

3 現場熱再生瀝青混合料配合比設計

再生瀝青混合料的配合比設計是現場熱再生瀝青施工中重要的一環。本章結合北京市通州區新華東西街路面熱再生瀝青施工的實際工程情況，對配合比設計方法進行說明。

3.1 舊路面評價

3.1.1 現場調查

依據對北京市通州區新華東西街路面狀況的調查結果，主要路面病害為車轍、網裂和沉降，且以公交車道和交叉口路面車轍較為普遍，適用現場熱再生整形型工藝。具體路面病害見圖1。

圖1 典型路面病害

3.1.2 舊路材料評價

（1）現場取樣

現場取樣以1車道1 km劃分為一個區域。對于均勻區域，每1 km隨機取1個點；不均勻區域，隨機取3～5個點。

（2）室內試驗分析

a.舊瀝青含量的確定與性能評價

表2是新華西街回收舊料抽提瀝青的技術指標。

表2 回收瀝青的物理技術指標

由表2可以看出，原路面中的瀝青針入度有所降低、延度下降、軟化點增加，說明瀝青老化比較嚴重。

b.舊料級配與性能評價

采用全自動瀝青抽提儀對新華西街現場取樣樣塊進行混合料抽取、篩分，試驗結果見表3和圖2。

表3 舊料抽提試驗結果

圖2 舊料抽提篩分曲線圖

3.2 外摻材料的確定

3.2.1 再生劑

再生劑摻量的確定主要是通過不同摻量下瀝青性能的恢復情況而定。表4是新華西街回收舊瀝青中摻拌不同劑量的再生劑時的試驗結果。

表4 再生瀝青試驗結果

3.2.2 新瀝青混合料

（1）新瀝青的確定

本次現場熱再生工程所在地為北京通州區，即夏炎冬冷濕潤區，選擇殼牌I-C成品改性瀝青，對其進行各項指標測試，試驗結果見表5。

表5 新瀝青材料試驗結果

（2）新集料的確定

本次施工所采用的粗集料為張家口所產玄武巖碎石。對其進行相關質量指標測試，其篩分結果見表6，物理指標結果見表7。

采用機制砂為門頭溝石灰巖機制砂。相關指標測試結果見表8。

采用石灰巖礦粉，質量測試結果見表9。

穩定劑使用松散木質素纖維，劑量為瀝青混合料的3%，木質素纖維的性能指標見表10。

從以上試驗結果可以看出，所選的集料性能均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）要求，可以用于瀝青混合料的生產。

3.3 目標配合比設計

舊料的配合比設計是在摻加不同再生劑數量的情況下進行馬歇爾試驗，并結合已有舊瀝青性能試驗，確定最優的再生劑摻加量。然后成型試件，進行浸水馬歇爾試驗和車轍試驗，以確定舊料能否滿足路面使用性能的要求。表11為不同再生劑摻加量的馬歇爾試驗結果。

綜合前面的舊瀝青性能試驗，3%的再生劑摻加量為最優。試驗結果見表12。

3.4 生產配合比設計

現場熱再生混合料的實際施工狀況與室內試驗有較大的差異，因此，在完成目標配合比的設計與驗證后，還需進行生產配合比的設計與驗證。本工程采用整形型施工工藝，舊料的生產配合比主要由工藝控制，新料的生產配合比見表13、表14。

4 現場熱再生施工質量管理和檢查

再生瀝青混凝土與普通瀝青混凝土的施工有所不同，主要包括加熱、原路面銑刨、再生劑及外摻料的添加等特有的施工環節。因此，相對于普通瀝青路面，再生路面的施工更為復雜，需要控制的關鍵環節更多。

4.1 施工前質量管理

施工前應對再生路面使用的各種材料檢查其來源和質量，對重要材料須具備最新檢測的正式試驗報告（如瀝青、骨料、礦粉、添加劑和再生劑等）。正式開工前，還應將材料的試驗報告，及混合料的目標配合比和生產配合比設計結果向業主和監理方正式報告，經正式許可后才能使用。此外，還應調整施工機械，保證設備的安全可靠。

表7 粗集料質量指標

表8 細集料質量指標

表9 礦粉的質量指標

表10 木質纖維素的質量指標

表11 摻加不同用量再生劑后舊料的馬歇爾試驗結果

表12 再生后瀝青混合料浸水馬歇爾試驗和車轍試驗測試結果

表13 生產級配及油石比允許波動范圍

表14 SMA-13瀝青混合料配合比設計結果

4.2 施工過程質量管理和檢查

施工中應對試驗數據詳盡的記錄，特別是溫度的檢測，對數據歸納、分析，根據分析結果指導后續施工。參考《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）、《公路瀝青路面再生技術規范》（JTG F41-2008）以及相關工程，施工過程建議采用如下指標檢測，見表15。

表15 現場熱再生施工過程中的質量控制

4.3 施工后質量檢查

完工后對施工質量進行檢測，包括壓實度、平整度、構造深度、摩擦系數、滲水系數等。使用階段，定期對使用狀況進行觀測、檢驗，評價再生后路面的狀況和對質量、壽命的影響，為進一步推廣提供依據。交工驗收標準見表16。

5 結論

后期完工質量檢查表明：施工外觀質量好，路面平整、接縫平順；壓實度均大于98%，處理深度均大于4 cm；平整度和寬度滿足規范要求。

表16 現場熱再生交工驗收質量標準

由于本文受時間及條件限制，對一些問題研究尚不夠深入，今后的研究將在以下方面加強：

（1）溫度控制的理論研究不夠深入?？梢圆捎脺囟葓龅臄抵捣治瞿M的方法來研究溫度對施工質量的問題。

（2）熱再生混合料的技術指標。建立評價熱再生混合料以及相關施工質量的指標體系，以更好的指導施工。

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