廈蓉高速公路改擴建工程（漳州段）瀝青路面再生技術方案比選

■沈斌斌

（福建省交通規劃設計院，福州 350004）

廈蓉高速公路改擴建工程（漳州段）瀝青路面再生技術方案比選

■沈斌斌

（福建省交通規劃設計院，福州 350004）

根據廈蓉公路改擴建工程（漳州段）路面現狀，從病害類型、路面結構、費用、設備方面對比四種再生技術，從而選出合理的瀝青路面再生技術方案。

高速公路 改擴建 瀝青路面 熱再生技術

1 概述

國家高速公路網廈蓉線福建省漳州天寶至龍巖蛟洋高速公路改擴建工程是廈蓉線是廈門港通往江西、湖南等中西部地區的主通道，是國家高速公路網中的東西橫線，是海西高速公路網規劃的“三縱八橫三環三十三聯”中第七橫的重要組成部分。

漳州段起于漳州天寶樞紐互通，接已建成通車的廈蓉高速廈門至長泰段，止于南靖縣與龍巖交界的仙嶺隧道內，路線全長60.189km，按雙向8車道標準進行改擴建，其中：起點至金山互通 32.5km，采用兩側拼寬擴建；金山互通至終點段27.7km，采用新建一幅下行線改建。

2 廈蓉高速公路現狀

廈蓉高速公路（漳州段）于2002年建成通車，主線為雙向四車道，全封閉、全立交，設計行車速度為 80～ 100km/h，路面采用瀝青混凝土路面結構，設計使用年限15年，設計標準軸載BZZ-100kN，路面結構為4cmAK-13A+5cmAC-16+7cmAC-25+36～40cm5%水泥穩定碎石+ 17～35cm3%水泥穩定碎石。

3 新建路面結構

老路面病害處理后加鋪4.5cmAC-16c，新拼寬路面結構采用4.5cmAC-16c+5.5cmAC-20C+16cmATB-25+ 16cm級配碎石+36cm3%水泥穩定碎石。

廈蓉高速公路改擴建工程將對硬路肩銑刨，對有病害的行車道和超車道路面進行銑刨處理，將銑刨大量的瀝青面層混合料和基層混合料，采用合適的再生技術妥善應用舊混合料，對防止污染，保護環境，節約資源具有積極的作用。

4 瀝青路面再生技術選擇

瀝青路面的再生，一般是采用專用機械設備對舊瀝青路面或回收瀝青路面材料進行處理，并摻加一定比例的新集料、新瀝青、再生劑等以形成路面結構層的技術。瀝青再生技術主要分為四大類，即廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地熱再生、就地冷再生。

（1）廠拌熱再生

將回收料與新集料和瀝青或再生劑混合生成新的熱拌混合料，間歇式或連續式都可以用來生產再生料。回收料是通過冷銑刨機從路面銑刨而來，如果需要可通過破碎機進一步破碎。再生混合料可以是使用普通的熱拌瀝青攤鋪和壓實設備進行施工。回收料和新集料的混合比例取決于混合料設計、拌合設備的類型和洗塵設備的效果。一般回收料的使用量為10%～30%。

①主要功能：可修復瀝青路面的幾乎所有病害，恢復甚至改善瀝青路面混合料的性能；

②優點：再生工藝易于控制，再生后的瀝青混合料性能比較理想，使用范圍廣；

③缺點：銑刨后的舊瀝青混合料需要來回運輸；回收瀝青路面材料用量較少；

④適用場合：適用于各等級公路瀝青路面經銑刨、挖除下來的瀝青層材料的再生利用，再生后的瀝青混合料可用于各等級公路瀝青路面的建設和維修養護工程。

（2）就地熱再生

在現場將原路面材料進行再生的施工工藝。損壞的瀝青路面被加熱軟化后，進行耙松或拌合至一定深度。如果需要，可以向回收料中添加新的瀝青混合料或再生劑。該工藝處理路面的典型深度為20mm到40mm。

①主要功能：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；

②優點：實現了就地的瀝青路面再生利用，節省了材料轉運費用；

③缺點：再生深度有限，無法除去已經不合適進行再生舊混合料，級配調整幅度有限。

④適用場合：路面有足夠承載能力瀝青路面的病害僅發生在中上面層，一般用于高速公路、一二級公路的面層修復。

（3）就地冷再生

適用于一二三級公路瀝青路面，應使用乳化瀝青、泡沫瀝青作為再生結合料，瀝青路面就地冷再生時，再生層的下承層應完好，并滿足所處結構層的強度要求。

①主要功能：實現舊瀝青路面的翻修、重建。再生混合料可用于中下面層或柔性基層。

②優點：實現了就地的再生利用，節省了材料運轉費用，施工過程能耗低、污染小。

③缺點：施工質量控制的難度較大，一般需要加鋪瀝青罩面層。

④適用場合：一般用于病害嚴重的一二級公路瀝青路面的翻修和重建，冷再生路面一般需要加鋪一定厚度的瀝青罩面。

（4）廠拌冷再生

再生后的瀝青混合料根據其性能和工程情況，可用于高速公路和一二級公路瀝青路面的下面層及基層、底基層。需要使用乳化瀝青或泡沫瀝青作為再生結合料，

①主要功能：以冷拌瀝青混合料的形式實現了舊路面瀝青層材料的再生利用，恢復和改善舊瀝青混合料路用性能。

②優點：再生工藝易于控制，再生混合料性能較好，適用范圍廣，能耗低，污染小。

③缺點，再生混合料強度需要較長的時間，需要加鋪一定厚度的罩面層。

④適用場合：可用于各等級公路舊瀝青路面材料的再生利用，再生后的混合料適用于瀝青路面的中、下面層及柔性基層。

（5）再生技術比選

①從病害類型分析

對于瀝青路面冷再生技術和熱再生技術，他們使用的技術不同，適用的對象不同，場合不同，有各自的優缺點并且互相不能替代。采用廠拌熱再生技術，經過嚴格的配合比設計，能夠確保再生瀝青混合料技術指標不低于使用全部新拌瀝青混合料，路用性能滿足高級路面的使用要求；就地熱再生技術主要解決路面功能性改善；廠拌冷再生和就地冷再生可以改善路面結構，對路面結構進行調整。

所有不同類型的再生工藝都有相對于暢通維修工藝的優點，然而再生工藝的選擇應主要基于原路面的損壞類型，所有的再生方法都不能同樣適合處理不同類型的病害。應用哪種再生工藝不僅取決于路面病害的類型，也取決于損壞的程度和范圍。

根據福建省高速公路達通檢測有限公司于2016年現場檢測發現，既有廈蓉高速公路存在龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、波浪、擁包、泛油、修補不良等損壞，路面百米DR值評價分布統計見圖1、圖2。

圖1 上行百米DR值評價分布圖

圖2 下行百米DR值評價分布圖

結論：既有廈蓉高速公路整體評價為優，確定既有老路病害處治的目的是路面功能性改善。

②從路面結構分析

既有廈蓉高速公路兩側新建重車道，路面結構為組合式路面結構，即 4.5cmAC-16c+5.5cmAC-20C+ 16cmATB-25+16cm級配碎石+36cm3%水泥穩定碎石。

設計中考慮再生瀝青混合料替代16cmATB-25，《公路瀝青路面再生技術規范》中對于冷再生層的要求是“下承層應密實平整，強度符合設計要求”，而組合式路面結構中ATB-25的下承層采用16cm級配碎石，采用冷再生技術，存在一定的風險。

廠拌熱再生瀝青混合料具有良好的高溫穩定性、水穩定性和低溫抗裂性，技術指標不低于新拌瀝青混合料。

③從造價分析

熱再生造價計算：

每噸新混合料的材料成本：

C=（1-XV）×J+CV×A

熱再生每噸混合料節約的材料成本：

SC=TR×〔（1-HR）×J+HR×A〕

式中，XV——新混合料中的瀝青含量；

J——每噸集料的單價（元/t）；

A——每噸瀝青的單價（元/t）；

TR——摻入再生廢料的百分比（%）；

HR——再生料中瀝青的含量（%）。

根據現有的原材料價格，可方便地計算出采用熱再生技術每噸混合料可直接節約的材料成本：

表1 熱再生可節約的材料造價計算

據上表可知，采用廠拌熱再生生產出的再生料（按舊料摻量30%計算）鋪筑路面中下面層，每噸可節約78.7元，節省比例為27.4%；采用就地熱再生生產出的再生料（舊料摻量85%）鋪筑表面層，每噸可節約286.8元，節省比例為78.4%。

如果按瀝青混合料材料費用占工程總費用的60%計算，則采用廠拌熱再生鋪筑路面中下面層節約的成本約為16.5%，采用就地熱再生鋪筑路面表面層將節約成本47%。

表2 冷再生可節約的材料造價計算

冷再生造價計算：

通過廠拌冷再生中下面層與新拌熱瀝青混合料中下面層每平米單價對比可知：采用廠拌冷再生技術每平米單價比新拌混合料可節省20%的工程費用。

④從設備分析

路面銑刨采用冷銑刨機銑刨；

廠拌熱再生需要在普通拌合設備中添加一套回收料添加系統及一些必要的改造；

廠拌冷再生需要購置冷再生專利設備。

⑤結論

根據檢測報告和現場調查，廈蓉高速公路整體評價為優，對既有老路病害處治的目的是路面功能性改善；根據下承層材料，需要瀝青混合料具有較高的技術指標，雖然在成本上廠拌冷再生優于廠拌熱再生，但冷再生設備為專利產品，購置成本較高，不利于推廣。廈蓉高速公路改擴建工程（漳州段）推薦采用廠拌熱再生技術。

5 結束語

在改擴建舊路改善連續病害處治設計時，首先需要結合病害類型和程度，確定舊路病害處治的目的是功能性改善還是結構性調整，同時，還應該根據新拼寬路面結構類型，綜合選用合理的再生技術。

廈蓉高速公路改擴建工程新建路面結構沿用了福建省應用成功的組合式路面結構，第一次在福建省內高速公路改擴建工程中大規模應用廠拌熱再生技術。隨著我國高速公路建設的飛速發展，瀝青路面廢舊材料的再生利用，已成為我國公路可持續發展不可逆轉的趨勢。廠拌熱再生技術還存在一些不盡人意的地方，如舊料摻率不高、生產鋪筑過程要求較高等，希望在后續的生產實踐過程中得到突破。

[1]JTG F41-2008,公路瀝青路面再生技術規范[S].中華人民共和國交通部，北京：人民交通出版社，2008.

[2]拾方治，馬衛明.瀝青路面再生技術手冊.北京：人民交通出版社，2006.

[3]徐強.高速公路改擴建工程舊路改善技術.北京：人民交通出版社，2011.