瀝青路面就地熱再生（HIR）施工技術應用

喬文財

【摘 要】瀝青混凝土路面病害是各等級公路路面存在的通病，本文對瀝青路面就地熱再生（HIR）施工技術處理瀝青混凝土路面常見的病害問題進行探討分析，并對（HIR）施工技術的特點加以說明。

【關鍵詞】HIR技術；路面調查；材料設計；質量控制；施工工藝

一、前言

隨著我國經濟的發展，高等級公路支持經濟發展的作用也越來越突出。然而隨著高速公路通車里程的不斷增加，投入使用時間較久的高速公路，會不同程度的出現車轍、擁包、沉陷、裂縫、橋頭跳車等路面病害。在以往的維修方式中往往采用冷刨熱攤鋪處治，不僅維修費用高，而且舊料的回收處理困難，還會對環境造成污染。新近在國內發展起來的瀝青路面就地熱再生（hot in-place recycling）技術簡稱HIR，用于維修車轍等路面病害，克服了傳統維修方式的缺點，利用大型養護列車，通過對原路面材料100%的利用，節約了資源和經費，保護了生態環境，在公路養護中實現了循環經濟，因此HIR技術正以其無與倫比的經濟和社會效益，在瀝青路面維修中得到推廣和應用。

二 、HIR技術的基本構造

1.路面調查：路面調查能夠確定HIR技術是否適用，并為材料設計和路面設計提供依據。路面調查的途徑有三種，一是查閱歷史資料，歷史資料可以明確的反映初始設計、工程施工、維修養護過程中的交通狀況，氣候條件，路面結構，材料類型及設計，施工與設計之間的變動情況，養護過程中的病害處理情況等，有利于路面使用性能的調查及確定路面破損的原因。二是現場性能調查，也就是對道路缺陷的調查，道路缺陷有幾何缺陷、結構缺陷、功能缺陷，其中功能性調查是HIR技術選擇和實施的前提和基礎，也是調查的核心。三是材料性能的調查，材料性能通過現場和室內測試，確定路基、基層、面層材料的性能，尤其是上面層瀝青混合料，瀝青，集料的性能和指標，通過和歷史資料的比較，確定現有路面結構所使用的材料以及使用現狀，為HIR材料設計和施工提供依據。

2材料設計：材料的設計包括原材料的選擇和再生瀝青混凝土的配合比設計兩部分。

原材料的選擇主要為瀝青、礦料和再生劑，路用瀝青材料包括道路石油瀝青、軟煤瀝青、乳化石油瀝青、液體石油瀝青。瀝青種類及瀝青標號的選擇應根據路面類型、交通量、礦料性質、氣候條件、施工方法及材料來源等條件選用。瀝青標號原則上采用和修復路面初始設計的瀝青標號一致，也可采用針入度大一級的瀝青。礦料的選擇目標是要修復舊路面的級配缺陷，使其滿足規范要求。再生劑要根據對老化瀝青的恢復情況來選擇，同時需要檢驗和瀝青結合料的相容性后方可使用。瀝青和礦料的質量必須符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40）規定的技術要求。再生瀝青混凝土的配合比設計是一個綜合性極強的工作，它和普通新拌瀝青混凝土的基本設計思路一致，仍然以馬歇爾實驗方法為基礎，但兩者有很大的區別，對于HIR混合料配合比設計，要充分考慮舊路性能和材料，針對原路面病害特點進行配合比設計，同時要考慮就地熱再生設備的實際作業特點，要易于施工、生產、拌和及攤鋪壓實。在進行再生瀝青混凝土的配合比設計中要進行大量的實驗以確定再生瀝青混合料設計級配和最佳瀝青用量，最后要通過按實際施工工藝制作的試件對瀝青混凝土的各項性能進行檢驗和試驗，最終保證按此配合比進行HIR施工的路面質量符合規范要求。

3.施工及質量控制：HIR幾乎所有的施工操作都在施工現場一次性完成，因此其施工工藝對施工質量的影響非常關鍵，必須確保施工前作好充足的施工準備，并進行完善的施工組織設計。在具體實施過程中實時監控施工質量，及時做出調整，保證施工設備的連續正常運轉，才能確保施工的順利進行和施工后路面的質量。

三、 HIR技術特點

1.可實現對原路面瀝青混合料中的瀝青膠結料及級配的性能恢復和改善，適用于瀝青路面上面層3-5㎝的養護維修。

2.實現原路面材料100%再利用，且新料的添加率通常小于再生瀝青混合料總質量的30%，節約了資源和經費，保護了生態環境，在公路養護中實現循環經濟。

3.恢復路表服務功能，消除路表功能性病害，提高行駛質量，修正路面高程、縱橫坡等設計缺陷。

4.層間及縱縫均實現黏結，形成整體板快效應，提高修復質量，有效的防治反射裂縫。

5.施工時無需完全封閉交通，施工結束即可開放交通，社會經濟效益顯著。

四、施工工藝

⑴交通管制：施工前必須作好交警、路政、施工三方面的協調工作，施工現場所有人員必須穿標識服，每天作業前要進行交通控制，提前在作業路段按規范要求設置各類標志和錐形標。⑵起終點預處理：在施工中經常要遇到轉場作業，為保證新老路面接縫順直為直線并作到熱接縫，對再生段落的起點和終點處首先用加熱機進行10-30分鐘加熱，根據再生路面情況而定，甚至更長時間。⑶原路面加熱：該工程設計維修路面寬度為4米，加熱寬度兩側需各多20㎝，工程中所使用的四臺機組都有獨立的加熱系統，其中兩臺加熱機是主加熱系統，路面加熱溫度在200～250℃之間，加熱厚度達4～5㎝，復拌機和銑刨機是輔助加熱系統，主要使銑刨及拌和后的再生料在進入攤鋪前保持料溫減少熱量損失，確保在攤鋪后壓實前初壓溫度大于115℃，料溫是保證路面修理質量的關鍵因素之一。⑷原路面銑刨：在銑刨過程中要嚴格按設計要求控制銑刨寬度和深度，如不達標準需及時進行調整，銑刨找平由設備兩側縱坡儀進行控制，在銑刨當中還要隨時派人監控。⑸噴灑再生劑：本工程使用的再生劑為糠醛抽出油和盤錦添加劑的混合液，通過再生劑加工廠加工后運送到施工現場。再生劑的添加是通過瀝青路面熱再生銑刨機后的噴灑裝置通過計算機控制噴灑到銑刨后的混合料中，再生劑的摻量根據實驗設計要求控制在2～5%之內，摻加時要根據銑刨機的運行速度不同及時調整再生劑的流量，保證摻量達到設計要求。⑹再生料拌和：再生料的拌和是通過復拌機完成的，通過拌和站拌和的新瀝青混合料由車輛運送到工地后，通過復拌機前的料斗由計算機控制添加到銑刨后的混合料中，再由集料裝置將再生混合料收集到拌和簍中進行拌和，后輸送到攤鋪機中進行攤鋪作業。⑺再生料攤鋪熨平：再生料通過攤鋪機進行攤鋪，攤鋪的厚度以原路面為基準面松鋪1～1.5㎝，攤鋪找平采用兩側縱坡儀控制，并在施工中加強人工監控，實時調整。⑼碾壓：HIR技術每次僅能處理一個車道寬度，需要用3臺壓路機用于初壓、復壓和終壓。初壓和終壓采用鋼輪壓路機，復壓采用重型輪胎壓路機。在碾壓過程中三臺壓路機應按順序跟緊作業，初壓鋼輪壓路機要緊跟攤鋪進行，先碾壓縱縫然后向中間推移，碾壓遍數為兩遍，重疊為輪寬的1/2。輪胎壓路機緊跟初壓進行復壓，揉搓碾壓以增強密水性，相鄰碾壓帶應重疊1/3～1/2的碾壓輪寬度。終壓緊跟復壓進行，用鋼輪壓路機關閉震動碾壓2遍。⑽質量檢測：在碾壓完成后要對現場質量進行檢測，主要是在路面冷卻后，開放交通前完成路面平整度、構造深度、滲水系數、摩擦系數等功能指數和幾何線形的檢測。⑾開放交通：每天施工完畢后要對施工地段作好防護工作，待瀝青混凝土路面冷卻至和原路面溫度一致時方可開放交通，根據經驗，一般施工完成后12小時開放交通最為適宜。

參考文獻：

[1] 黃曉明，江瑞齡. 瀝青路面就地熱再生施工技術指南.人民交通出版社.

[2] JTG F41 公路瀝青路面再生技術規范.

[3] JTG F40 公路瀝青路面施工技術規范.