廈蓉高速公路改擴(kuò)建工程（漳州段）瀝青路面再生技術(shù)方案比選

■沈斌斌

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

廈蓉高速公路改擴(kuò)建工程（漳州段）瀝青路面再生技術(shù)方案比選

■沈斌斌

（福建省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，福州 350004）

根據(jù)廈蓉公路改擴(kuò)建工程（漳州段）路面現(xiàn)狀，從病害類型、路面結(jié)構(gòu)、費(fèi)用、設(shè)備方面對(duì)比四種再生技術(shù)，從而選出合理的瀝青路面再生技術(shù)方案。

高速公路 改擴(kuò)建 瀝青路面 熱再生技術(shù)

1 概述

國家高速公路網(wǎng)廈蓉線福建省漳州天寶至龍巖蛟洋高速公路改擴(kuò)建工程是廈蓉線是廈門港通往江西、湖南等中西部地區(qū)的主通道，是國家高速公路網(wǎng)中的東西橫線，是海西高速公路網(wǎng)規(guī)劃的“三縱八橫三環(huán)三十三聯(lián)”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(nèi)，路線全長60.189km，按雙向8車道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改擴(kuò)建，其中：起點(diǎn)至金山互通 32.5km，采用兩側(cè)拼寬擴(kuò)建；金山互通至終點(diǎn)段27.7km，采用新建一幅下行線改建。

2 廈蓉高速公路現(xiàn)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(shè)計(jì)行車速度為 80～ 100km/h，路面采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用年限15年，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100kN，路面結(jié)構(gòu)為4cmAK-13A+5cmAC-16+7cmAC-25+36～40cm5%水泥穩(wěn)定碎石+ 17～35cm3%水泥穩(wěn)定碎石。

3 新建路面結(jié)構(gòu)

老路面病害處理后加鋪4.5cmAC-16c，新拼寬路面結(jié)構(gòu)采用4.5cmAC-16c+5.5cmAC-20C+16cmATB-25+ 16cm級(jí)配碎石+36cm3%水泥穩(wěn)定碎石。

廈蓉高速公路改擴(kuò)建工程將對(duì)硬路肩銑刨，對(duì)有病害的行車道和超車道路面進(jìn)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(shù)妥善應(yīng)用舊混合料，對(duì)防止污染，保護(hù)環(huán)境，節(jié)約資源具有積極的作用。

4 瀝青路面再生技術(shù)選擇

瀝青路面的再生，一般是采用專用機(jī)械設(shè)備對(duì)舊瀝青路面或回收瀝青路面材料進(jìn)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(jié)構(gòu)層的技術(shù)。瀝青再生技術(shù)主要分為四大類，即廠拌熱再生、廠拌冷再生、就地?zé)嵩偕⒕偷乩湓偕?/p>

（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(xù)式都可以用來生產(chǎn)再生料。回收料是通過冷銑刨機(jī)從路面銑刨而來，如果需要可通過破碎機(jī)進(jìn)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(shí)設(shè)備進(jìn)行施工。回收料和新集料的混合比例取決于混合料設(shè)計(jì)、拌合設(shè)備的類型和洗塵設(shè)備的效果。一般回收料的使用量為10%～30%。

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

②優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：銑刨后的舊瀝青混合料需要來回運(yùn)輸；回收瀝青路面材料用量較少；

④適用場合：適用于各等級(jí)公路瀝青路面經(jīng)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(jí)公路瀝青路面的建設(shè)和維修養(yǎng)護(hù)工程。

（2）就地?zé)嵩偕?/p>

在現(xiàn)場將原路面材料進(jìn)行再生的施工工藝。損壞的瀝青路面被加熱軟化后，進(jìn)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(fù)瀝青路面表面層病害，恢復(fù)瀝青表面層物理力學(xué)性能，恢復(fù)瀝青路面平整度，修復(fù)瀝青路面車轍；

②優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了就地的瀝青路面再生利用，節(jié)省了材料轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用；

③缺點(diǎn)：再生深度有限，無法除去已經(jīng)不合適進(jìn)行再生舊混合料，級(jí)配調(diào)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(fā)生在中上面層，一般用于高速公路、一二級(jí)公路的面層修復(fù)。

（3）就地冷再生

適用于一二三級(jí)公路瀝青路面，應(yīng)使用乳化瀝青、泡沫瀝青作為再生結(jié)合料，瀝青路面就地冷再生時(shí)，再生層的下承層應(yīng)完好，并滿足所處結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度要求。

①主要功能：實(shí)現(xiàn)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(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了就地的再生利用，節(jié)省了材料運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，施工過程能耗低、污染小。

③缺點(diǎn)：施工質(zhì)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(yán)重的一二級(jí)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(jù)其性能和工程情況，可用于高速公路和一二級(jí)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(jié)合料，

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

②優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)，再生混合料強(qiáng)度需要較長的時(shí)間，需要加鋪一定厚度的罩面層。

④適用場合：可用于各等級(jí)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(shù)比選

①從病害類型分析

對(duì)于瀝青路面冷再生技術(shù)和熱再生技術(shù)，他們使用的技術(shù)不同，適用的對(duì)象不同，場合不同，有各自的優(yōu)缺點(diǎn)并且互相不能替代。采用廠拌熱再生技術(shù)，經(jīng)過嚴(yán)格的配合比設(shè)計(jì)，能夠確保再生瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)不低于使用全部新拌瀝青混合料，路用性能滿足高級(jí)路面的使用要求；就地?zé)嵩偕夹g(shù)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(jié)構(gòu)，對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。

所有不同類型的再生工藝都有相對(duì)于暢通維修工藝的優(yōu)點(diǎn)，然而再生工藝的選擇應(yīng)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(yīng)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(jù)福建省高速公路達(dá)通檢測(cè)有限公司于2016年現(xiàn)場檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，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(bǔ)不良等損壞，路面百米DR值評(píng)價(jià)分布統(tǒng)計(jì)見圖1、圖2。

圖1 上行百米DR值評(píng)價(jià)分布圖

圖2 下行百米DR值評(píng)價(jià)分布圖

結(jié)論：既有廈蓉高速公路整體評(píng)價(jià)為優(yōu)，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(jié)構(gòu)分析

既有廈蓉高速公路兩側(cè)新建重車道，路面結(jié)構(gòu)為組合式路面結(jié)構(gòu)，即 4.5cmAC-16c+5.5cmAC-20C+ 16cmATB-25+16cm級(jí)配碎石+36cm3%水泥穩(wěn)定碎石。

設(shè)計(jì)中考慮再生瀝青混合料替代16cmATB-25，《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》中對(duì)于冷再生層的要求是“下承層應(yīng)密實(shí)平整，強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求”，而組合式路面結(jié)構(gòu)中ATB-25的下承層采用16cm級(jí)配碎石，采用冷再生技術(shù)，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

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

③從造價(jià)分析

熱再生造價(jià)計(jì)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(jié)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(jià)（元/t）；

A——每噸瀝青的單價(jià)（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(jù)現(xiàn)有的原材料價(jià)格，可方便地計(jì)算出采用熱再生技術(shù)每噸混合料可直接節(jié)約的材料成本：

表1 熱再生可節(jié)約的材料造價(jià)計(jì)算

據(jù)上表可知，采用廠拌熱再生生產(chǎn)出的再生料（按舊料摻量30%計(jì)算）鋪筑路面中下面層，每噸可節(jié)約78.7元，節(jié)省比例為27.4%；采用就地?zé)嵩偕a(chǎn)出的再生料（舊料摻量85%）鋪筑表面層，每噸可節(jié)約286.8元，節(jié)省比例為78.4%。

如果按瀝青混合料材料費(fèi)用占工程總費(fèi)用的60%計(jì)算，則采用廠拌熱再生鋪筑路面中下面層節(jié)約的成本約為16.5%，采用就地?zé)嵩偕佒访姹砻鎸訉⒐?jié)約成本47%。

表2 冷再生可節(jié)約的材料造價(jià)計(jì)算

冷再生造價(jià)計(jì)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(jià)對(duì)比可知：采用廠拌冷再生技術(shù)每平米單價(jià)比新拌混合料可節(jié)省20%的工程費(fèi)用。

④從設(shè)備分析

路面銑刨采用冷銑刨機(jī)銑刨；

廠拌熱再生需要在普通拌合設(shè)備中添加一套回收料添加系統(tǒng)及一些必要的改造；

廠拌冷再生需要購置冷再生專利設(shè)備。

⑤結(jié)論

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告和現(xiàn)場調(diào)查，廈蓉高速公路整體評(píng)價(jià)為優(yōu)，對(duì)既有老路病害處治的目的是路面功能性改善；根據(jù)下承層材料，需要瀝青混合料具有較高的技術(shù)指標(biāo)，雖然在成本上廠拌冷再生優(yōu)于廠拌熱再生，但冷再生設(shè)備為專利產(chǎn)品，購置成本較高，不利于推廣。廈蓉高速公路改擴(kuò)建工程（漳州段）推薦采用廠拌熱再生技術(shù)。

5 結(jié)束語

在改擴(kuò)建舊路改善連續(xù)病害處治設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要結(jié)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(jié)構(gòu)性調(diào)整，同時(shí)，還應(yīng)該根據(jù)新拼寬路面結(jié)構(gòu)類型，綜合選用合理的再生技術(shù)。

廈蓉高速公路改擴(kuò)建工程新建路面結(jié)構(gòu)沿用了福建省應(yīng)用成功的組合式路面結(jié)構(gòu)，第一次在福建省內(nèi)高速公路改擴(kuò)建工程中大規(guī)模應(yīng)用廠拌熱再生技術(shù)。隨著我國高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，瀝青路面廢舊材料的再生利用，已成為我國公路可持續(xù)發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。廠拌熱再生技術(shù)還存在一些不盡人意的地方，如舊料摻率不高、生產(chǎn)鋪筑過程要求較高等，希望在后續(xù)的生產(chǎn)實(shí)踐過程中得到突破。

[1]JTG F41-2008,公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)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(wèi)明.瀝青路面再生技術(shù)手冊(cè).北京：人民交通出版社，2006.

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