城市道路瀝青路面就地熱再生應用及探討

李 麗，羅 明(成都市城市道路橋梁管理處，四川成都 610021)

城市道路瀝青路面就地熱再生應用及探討

李 麗，羅 明
(成都市城市道路橋梁管理處，四川成都 610021)

瀝青路面就地熱再生工藝作為一種瀝青路面維護方式，無論從經(jīng)濟效益和社會效益都有著較好的前景空間，在今后的城市道路養(yǎng)護行業(yè)無疑存在巨大得市場，但也存在一定的局限性。文章以成都市某條城市快速路作為試驗段，采用就地熱再生工藝，從設計、施工及技術應用進行分析，并對城市道路應用該技術過程中存在問題進行探討。

城市道路；就地熱再生；應用

城市建設過程中的道路養(yǎng)護也是資源消耗、環(huán)境污染的重要源頭之一。與傳統(tǒng)銑刨攤鋪技術相比，就地熱再生技術可實現(xiàn)原路面材料的100 %就地循環(huán)再用，施工過程中不產(chǎn)生任何廢料，所需新料控制30 %以內(nèi)，大大減少了道路養(yǎng)護對資源的依賴，對我國的道路養(yǎng)護行業(yè)將是巨大的改革。

以成都市中心城區(qū)為例，2014年底道路統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示全市瀝青路面面積占道路車行道總面積約為73 %。近3年全市正在加大推進水泥混凝土路面改造、整治項目。根據(jù)計劃安排至2016年底，道路黑化率將達到90 %。今后對道路后期養(yǎng)護必然產(chǎn)生大量的廢舊瀝青混凝土，在此基礎上利用節(jié)能環(huán)保的工藝進行道路養(yǎng)護，值得深入研究。

1 當前標準體系

當前對于瀝青路面就地熱再生工藝在沿海發(fā)達地區(qū)運用較多，但在規(guī)范體系仍存在不足。涉及關于就地熱再生規(guī)范的主要有CJJ/T 43-2014《城鎮(zhèn)道路瀝青路面再生利用技術規(guī)程》和JTGF 41-2008《公路瀝青路面再生技術規(guī)范》，以及關于施工設備的GB/T 25697-2010《道路施工與養(yǎng)護機械設備瀝青路面就地熱再生復拌機》和部分如江蘇省在2013年頒布相應的地方標準DGJ 32TJ 149-2013《城鎮(zhèn)道路瀝青路面就地熱再生施工及驗收規(guī)程》。另外對于就地熱再生的相關定額也缺少，間接導致前期工作推進較慢。

相關規(guī)范主要從原瀝青混合料分析、再生劑的質(zhì)量、施工質(zhì)量等方面進行了規(guī)范和要求，但是實際過程中因為原路面瀝青混凝土料可比性較低，導致規(guī)范無法從前期技術進行詳細指導，多是宏觀、原則性的需要進行相關路面材料的研究。所以當前對于就地熱再生，因設備、原瀝青路面材料、再生劑等不穩(wěn)定因素，需要更多的進行試驗或應用推廣。

2 就地熱再生工藝

瀝青路面就地熱再生技術主要有整形、復拌和加鋪3種工藝。整形再生主要針對麻面、車轍等相對病害程度輕的病害，并且摻入極少量新瀝青混合料；復拌維修路面病害程度相對較重，但病害深度原則上不超過4 cm，加入適量新混合料重新優(yōu)化調(diào)整原材料級配；加鋪維修對路面進行過就地熱再生過后，作為中下面層，再在其上面進行加鋪性能更好的上面層瀝青混合料，提高道路養(yǎng)護品質(zhì)及性能舒適度。

瀝青路面就地熱再生技術主要是通過再生設備現(xiàn)場加熱，并翻松路面、添加再生劑、拌合、攤鋪、碾壓等工序，一次性實現(xiàn)廢舊瀝青混合料完全再生利用，實現(xiàn)國家所倡導的“節(jié)能減排、環(huán)境友好型”等目標。通過瀝青路面的就地熱再生，可以修復瀝青路面表面層病害，恢復瀝青表面層物理力學性能，恢復瀝青路面平整度，修復瀝青路面車轍，實現(xiàn)舊路面瀝青層材料的就地再利用。其主要目的是修復路表面的損壞而不是結構上的問題，例如剝落、裂縫、車轍、坑洞和擁包等。如果存在基層病害的，應預先對基層病害進行處治，再進行就地熱再生。

2.1 施工流程

瀝青路面就地熱再生施工主要流程為通過加熱設備使用熱量軟化瀝青面層→使用專業(yè)機組耙松或機械清除路面材料→利用就地再生機組將材料與再生劑、瀝青粘結劑或新料拌和→將再生混合料攤鋪，進行碾壓。

2.2 工藝利弊

瀝青路面就地熱再生前期主要應用于高等級公路、高速公路，但應用城市道路相對較少、并且較晚，主要還是存在公路與城市道路區(qū)別，導致運用推進較為緩慢。

2.2.1 主要優(yōu)點

(1)廢料全利用。100 %利用現(xiàn)有舊料，可降低施工成本且無任何廢料，減少材料運輸，環(huán)保性、節(jié)能性的養(yǎng)護工藝。

(2)交通影響小。施工過程中，可以盡少占用道路寬度施工，使交通阻塞及危險降至最低。

(3)對外影響小。施工產(chǎn)生的振動、噪音比其它施工方法小，在市區(qū)可進行夜間作業(yè)。

( 4)層間結合好。施工中的熱粘結方式，能夠改善接縫質(zhì)量，能夠改善層間結合。

2.2.2 主要缺點

再生深度通常限制在6 cm以內(nèi)，對于深層面層病害或基層病害需預處理；再生瀝青混合料無法去除不適合進行再生的混合料，級配優(yōu)化調(diào)整幅度有限；城市道路存在較多障礙物，再生機組推進存在障礙物周邊無法進行連續(xù)性施工，存在再生盲區(qū)。

3 試驗段道路概況及整治方案

本次整治道路為快速路，道路全長約16 km，快車道雙向8車道，車道寬度30 m(圖1)。本條道路自2006年通車以來，因作為城市放射性快速路，交通量增長較快，超載、超限現(xiàn)象嚴重，以及原設計標準低于當前新規(guī)范標準，導致路面出現(xiàn)車轍、縱橫向裂縫、網(wǎng)裂沉陷等病害。為確保車輛行駛安全、改善道路行車舒適度，擬對該條道路中選取部分路段進行整治。試驗段長度為1.5 km，整治范圍為單側快車道，道路寬度15 m，整治面積約為23 000 m2。

3.1 路況調(diào)查

原道路結構為：30 cm級配碎石+30 cm水泥穩(wěn)定碎石

圖1 道路橫斷面

+6 cm粗粒式AC-25Ⅰ+5 cm中粒式AC-20Ⅰ+4 cm細粒式AC-13Ⅰ。根據(jù)對該路段路面病害的路況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，道路路面病害的主要表現(xiàn)形式為車轍、龜裂、橫向裂縫、坑槽、縱向裂縫及修補不規(guī)范等(主要病害圖片詳見圖2、圖3)，其中外側2條車道病害最為嚴重，內(nèi)側2條車行道的病害相對較少，與重車行徑車道剛好吻合。另外4個車道均出現(xiàn)了不同程度的掉粒及坑槽等病害，該段道路進行多次面層修補，修補料欠佳、修補面層與下面層層間結合較差導致。

圖2 路面沉陷

圖3 路面網(wǎng)裂

3.2 道路檢測及試驗分析

對道路進行相關彎沉檢測、平整度檢測等現(xiàn)場檢測，分析道路當前運營狀況。從彎沉檢測數(shù)據(jù)(表1)統(tǒng)計，目前該路段路面結構強度主要以優(yōu)和良為主，車道3相對較差，主要該車道為超重車、物流車輛為主，車道1和車道2，主要為小車道，相對情況較好，車道4為公交專用道。

從平整度數(shù)據(jù)(表2)統(tǒng)計，目前該條道路路面行駛質(zhì)量較差，路段評定為中及中以下共占72 %。其中，車道3路段路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)評定均在中及中以下，評定為差的路段占了76 %；其他3個車道評定為差的路段分別為24 %、44 %及32 %。從整體而言，該路段平整度較差，且車道3 的平整度要差于其他3個車道，主要原因是車道3超重車較多，修補面積較大，并且存在修補不規(guī)范。

表1 路面結構強度(PSSI)評定表(以100 m為單元評定)

表2 路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)評定表(以100 m為單元評定)

對道路進行鉆芯取樣分析結果，原瀝青面層厚度設計厚度為15 cm，經(jīng)過10年的運行，實際取樣試件平均厚度約為12 cm，原路面厚度嚴重不足，壓實效果較差，試件空隙率偏大。另外對原路面級配、油石比、瀝青含量、回收瀝青、再生瀝青、再生劑、體積指標等進行相關實驗，具體參見表3統(tǒng)計數(shù)據(jù)。從試驗結果來看，上面層與中面層級配整體偏粗，且部分路段上面層AC-13Ⅰ混合料的最大粒徑達到了26.5 mm，與下面層級配AC-20Ⅰ相近，原路面上面層與中面級配均較差。

表3 瀝青混合料取樣試驗分析

3.3 就地熱再生方案設計

根據(jù)該段快速路前期檢測及試驗分析，采用瀝青路面就地熱再生技術進行治理，對原路面瀝青面層4 cm采用就地熱再生復拌工藝，同時為補充原路面磨損、變形及厚度不足，優(yōu)化路面混合料級配，確定再生過程中添加20 %新瀝青混合料，新瀝青混合料采用SBS改性瀝青AC-13瀝青混合料。

就地熱再生復拌就是對出現(xiàn)路病的瀝青混凝土路面，利用就地熱再生機組進行加熱、翻松，加入再生劑、熱瀝青及特定級配的新瀝青混合料，充分拌和，然后攤鋪碾壓成型的一種工藝。施工后的路面平整，能夠有效消除車轍、裂縫、坑槽、麻面等路面表層病害，并能改善原路面混合料級配，提高道路使用性能，延長使用壽命，其施工工藝示意見圖4。

圖4 就地熱再生(復拌)施工工藝示意

4 結束語

本次試驗路段竣工1年后對其道路進行后期評估，依據(jù)《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術規(guī)范》及瀝青混合料相關規(guī)范標準，從道路檢測數(shù)據(jù)顯示，采用就地熱再生工藝施工后，完全能達到預期效果，并且有較好的社會效益，施工周期較短，交通影響較小等優(yōu)點，但是在應用該技術在城市道路上，仍存在需要改進地方。

(1)前期設計缺乏專業(yè)指導。就地熱再生工藝，需要在施工前期做大量的瀝青混合料材料研究工作，而當前眾多設計單位只了解工藝流程，而缺乏真正對就有路面材料認識及研究，對原道路瀝青面層材料認識及分析不夠，無法正確指導施工。

(2)市政障礙影響施工效率質(zhì)量。本次整治道路為城市快速路，與公路較為相似，施工范圍內(nèi)存在較少的障礙物，如在作業(yè)過程中到檢查井蓋位置，需要將機組中加熱、翻耙等設備進行提升避開障礙物，施工效率減低，并且井蓋周邊施工質(zhì)量存在影響。若該技術運用于城市主干路等級以下的道路，該影響因素更為明顯。

(3)再生機組與道路現(xiàn)狀不匹配。就地熱再生設備機組較長，對于城市中小街道缺少合理作業(yè)面，僅僅適合道路橫斷較寬、放射性、達到性較強的主干路等級以上道路。

(4)技術能力暫無法處治深層病害。熱再生機組較為適合瀝青路面結構道路淺層病害，對原道路為“白加黑”路面結構的病害道路，或瀝青路面病害深層病害，采用就地熱再生工藝，無法對其面層或基層病害進行處治。

(5)再生機組局部范圍影響。就地熱再生機組施工過程中排放煙塵對人口密集市區(qū)環(huán)境在一定范圍內(nèi)影響，另外對城市道路公共設施有影響，如綠化植物存在溫度過高導致植物毀壞的可能。

(6)缺少相關國家層面標準。就地熱再生技術急需出臺相關規(guī)范等行業(yè)標準以及相關定額，更加利于就地熱再生工藝的推廣和應用。

總之，隨著國家進一步倡導節(jié)能減排等舉措，就地熱再生工藝的應用不僅僅局限于高速公路、高等級公路等，城市道路瀝青路面就地熱再生工藝也逐步在推廣和應用。但該工藝也應根據(jù)城市道路特點創(chuàng)新出更適合的就地熱再生設備機械，滿足城市道路的養(yǎng)護需求。

[1] 董平如，沈國平.京津塘高速公里瀝青混凝土路面就地熱再生再生技術[J].公路，2004(1).

[2] CJJ/T 43-2014 城鎮(zhèn)道路瀝青路面再生利用技術規(guī)程 [S].

[3] JTG F41-2008 公路瀝青路面再生技術規(guī)范 [S].

U418.6+7

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[定稿日期]2016-06-26

[作者信息]李麗，女，碩士，高級工程師，主要從事城市道路橋梁養(yǎng)護技術工作；羅明，男，碩士，高級工程師，主要從事城市道路橋梁養(yǎng)護技術工作。